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自制 PCB:初学者的 DIY PCB 板

  • 发表时间:2021-08-24 08:40:59
  • 来源:PCB
  • 人气:129

现代印刷电路板 (PCB) 是当今技术的命脉。几乎不可能找到没有某种形式的 PCB 的电子产品。虽然需要专业的 PCB 制造商来生产高质量的印刷电路板,但您可以创建自己的自制 PCB。在以下指南中,我们将向您展示如何操作。

自制PCB——什么是印刷电路板?


带有元件的印刷电路板图像


带有元件的印刷电路板图像

印刷电路板在 20 世纪下半叶开始普及。在此之前,制造商直接通过电线连接电器的组件。因此,它是杂乱无章的。PCB 的诞生就是为了解决这个问题。

从本质上讲,PCB 是一组穿过玻璃纤维扁平碎片的嵌入式电线。要了解它们的工作原理,您需要了解制造商如何创建它们。

在制造过程中,制造商会将玻璃纤维片堆叠在一起,并用化学树脂对其进行处理。树脂将使它们粘合在一起。

接下来,制造商将在玻璃纤维板的两侧涂上一层铜层。然后,他们将应用光刻胶然后,制造商将蚀刻与板上走线匹配的PCB 布局图案。之后,他们会用紫外线使板变硬和干燥。 


完整组装后的印刷电路板移至回流炉机器 


组装完成后的印刷电路板移至回流焊机 

接下来,制造商将用温水清洗电路板,这将洗掉未覆盖的区域,留下铜迹。这些轨道将作为 PCB 在铜蚀刻工艺后的外观的基础。 

根据电路板的规格和设计,制造商将为连接和组件钻安装孔、通孔和通孔。 

尽管如此,由于 PCB 只是基板上的一组电气连接,因此您不需要任何花哨的制造工艺来制作简单的工艺。我们将在本指南的其余部分向您展示如何操作。 

自制PCB—— 如何在家制作PCB?

三块铜印刷电路板的集合。  


三块铜印刷电路板的集合。   

本指南的这一部分将介绍如何在家制作自己的 DIY PCB。我们列出了您需要的所有材料。但是,据我们估计,您需要的基本组件是 PCB 设计软件。幸运的是,有大量出色的开源设计软件可以帮助您创建电路设计。它们包括: 

  • 欧特克鹰

  • 卡卡

  • 弗里茨

  • 设计火花印刷电路板 

  • 快递PCB

  • 印刷电路板向导

这些工具中的每一个都有教程和文档来帮助您学习如何设计 PCB 布局。创建并打印出所需的 PCB 设计后,您可以继续本指南的其余部分。

自制PCB--绘制一块印刷电路板


绘制印刷电路板

自制PCB—— 所需的工具和材料

  • 旧杂志纸或带有光面印刷的广告手册

  • 旧报纸

  • 激光或喷墨打印机

  • 衣服蒸汽熨斗

  • 覆铜板

  • 三氯化铁粉溶液(FeCl3蚀刻液)

  • 洗碗刷/钢丝绒

  • 丙酮(指甲油去除剂/稀释剂)

  • 橡胶手套

  • 塑料盒/塑料容器

  • 茶匙

  • PVC线 

  • A4相纸/光面纸

  • 砂纸

  • 黑色永久记号笔

  • 刀片切割机

  • 砂纸 

  • 一卷纸巾

  • 棉毛

  • 透明胶带

  • 牛皮纸

  • 烤箱手套

说明

对于本教程,我们决定保持简单。我们将创建一个连接到555 定时器芯片的 PCB 因此,您将能够开发或集成您自己的触摸开关。在继续本节中的说明之前,请确保您拥有所有材料和工具。 

自制PCB--一组芯片和一组电路板 


一组芯片以及一组电路板 

自制PCB– 步骤1

使用我们推荐的 PCB 设计软件工具之一,使用喷墨或激光打印机打印出您创建的 PCB 布局。确保它以黑色/灰度打印。您可以配置 PCB 设计软件上的设置和打印机驱动程序设置。

此外,您必须确保它是镜像打印输出此外,它必须打印在照片纸的光面。打印后,从文章中剪下设计。

自制PCB--印刷PCB布局


印刷电路板布局  

自制PCB– 第2步 

使用刀具从覆铜板上切下一块正方形。切割时,使用印刷的 PCB 布局作为尺寸参考。 

自制PCB– 第3步

使用钢丝绒或厨房磨砂膏擦拭切割层压板的铜面,去除顶部氧化层和光刻胶层。这将使您更容易将 PCB 布局设计粘在铜上。 

自制PCB– 第4步

将印刷的 PCB 布局转移到经过处理的铜层压板的顶部(将作为最终的 PCB)。确保纸张的光泽部分朝下并与铜层压板的侧面对齐。

自制PCB– 第5步

接下来,将棕色纸放在铜片和印刷设计纸的顶部。将设计压在铜片上并熨烫,用棕色纸作为保护。在执行此操作时,您需要确保:

  • 您正在使用平坦的木质或花岗岩表面

  • 熨斗未设置为蒸汽 

  • 在施加稳定压力的同时缓慢熨烫

  • 铜板是安全的——你可以用一把钳子

自制PCB--衣服蒸汽熨斗示意图


衣服蒸汽熨斗的图像。将熨斗加热直至达到最高温度。 

如果操作得当,整个传输过程将需要一个小时。但是,如果您不习惯使用熨斗,您可以使用铅笔和永久性黑色记号笔将设计转移到铜面上。 

第 6 步

使用烤箱手套将铜片转移到碗、水槽或温水容器中。接下来,您需要将其留在水中 10 分钟。最后,轻轻地将纸与铜分开。最有效的方法是以低角度从铜上剥离报告。 

有时,设计可能不会完全显示在铜面上。在这种情况下,您需要使用永久性黑色记号笔填写任何缺失的线条。 

第 7 步

接下来,我们需要蚀刻板。戴上一副橡胶手套,并用棕色纸或报纸盖住地板、桌子和柜台。因此,这将防止蚀刻溶液损坏它们。

用水装满塑料容器或盒子,然后将三茶匙氯化铁粉末放入其中。小心搅拌直至溶液溶解。接下来,将 PCB(一块铜片)浸入溶液中 30 分钟或直到该过程暴露铜。

用钳子检查蚀刻过程是否完成。它应该从最终产品中去除任何不需要的铜。 

第 8 步

蚀刻 PCB 后,稀释剩余的氯化铁溶液,并小心处理。不要将其倒入下水道或冲入马桶。它可能会损坏您的管道和管道。如果可能,请联系您所在城镇的危险化学品收集服务机构。 

在一块棉花上滴几滴丙酮(指甲油去除剂)擦去 PCB 上的墨水/碳粉,露出铜排。接下来,用温水仔细清洁并冲洗 PCB,然后用纸巾擦干。

最后,您可以使用砂纸修剪和平滑 PCB 的边缘。您可以使用微型电钻来创建通孔。或者,您可以直接在 PCB 上焊接电子元件。如果您希望 PCB 具有更传统的外观,您可以购买绿色或红色 UV 固化焊锡涂料。 

一旦你这样做了,你所要做的就是清理你的工作区域,你就拥有了一块坚固的自制 PCB。 

自制PCB--不含元器件的印刷电路板


没有元件的印刷电路板

结论

当您仍在学习绳索时,面包板很棒。但是,您会发现实际的可焊接 PCB 更适合更复杂的项目。尽管如此,我们希望您喜欢阅读本指南。如果您想了解有关PCB 制造过程的更多信息,请随时访问我们网站的其余部分。一如既往,感谢您的阅读。