PCB板制作.doc

PCB板制作热转印法制作首先声明一下，我等后生乃无米之人，此法步骤较多，更适合跟我一样的土炮DIYer ，或者是来不及等工厂开板需要快速出板等情况！打印首先，我们需要用PROTEL制作四个打印文件：分别是底层制版，顶层制版，底层阻焊，顶层阻焊。有激光打印机的先装好打印机驱动，没有的可以装一个PDF虚拟打印机，这样去打印店打印就方便了。为了使图片看起来清晰，后面的例子主要使用一块小板来说明，就是程控快速充电器的显示部分。线宽0.3mm间距0.2mm 这块板是单面制版，因此只需打印底层制版，底层阻焊两个文件。我们在画完PCB图以后，点这个打印按钮就进入打印预览界面，在左边栏的Multilayer Composite Print上单击右键点Properties弹出打印属性对话框进行属性设置。这里面有几个选项是值得注意的：colorset必须选择Black&White（黑白打印）做顶层打印文件时Mirror Layers（镜像）要勾上，其实就是把图纸左右翻了180度。接着，我们开始底层打印：在打印属性对话框的Layer里加入这三个层：KeepoutLayer（禁止布线层）,multiLayer（机械层）,bottomlayer（底层）进行打印了，我是用虚拟打印机直接打印成PDF文件的 然后是底层阻焊打印：跟刚才一样，在Layer里加入这三个层：KeepoutLayer（禁止布线层）,multiLayer（机械层）,bottompaste（底层贴片），打印的时候看一下有没有设置缩放，一般默认是有缩放的，我们必须将它改为“无”。很多朋友反映墨粉很难完全粘附在热转印纸上，其实我也遇到同样的问题，有没有办法解决呢？回答是肯定的 热转印纸的光面上由于有一层蜡，非常光滑，所以墨粉不宜粘附，教你一招：整一块橡皮，使出吃奶的劲儿把转印纸的光面全部擦一遍，擦到什么程度呢？要擦出橡皮灰，对着光看，不像原先那么反光，有一点亚光的感觉即可，即使是旧打印机也不会掉墨，打印的质量是成功的关键底层制版是打印在热转印纸上的这大家都知道 底层阻焊可就别再往转印纸上面打了，下面请出我们的另一件宝贝：胶片。这玩意可以在大一点的打印耗材店买到，也不贵。阻焊层正是打印在这上面的。转印，腐蚀转印相信很多老玩家已经是轻车熟路了，不过照顾到还不熟悉的玩家，在这里有一些地方还需要强调一下。因为我们要做的PCB是有阻焊膜的，为了方便揭膜在敷铜板下料时每边要留出3到5毫米的余量，用细砂纸打磨干净。下面这一步将直接影响到转印的质量：取少量的三氯化铁或者是以前用过的废液，把打磨好的板子放进去，用毛刷在铜箔上轻轻刷几遍。立马取出用水冲干净，晾干。这一步的目的是为了让铜箔表面粗糙从而更好的吸附油墨。我们这里天气比较潮湿，转印纸需要烘干，手里有热风枪，正好派上用处啦，吹一下都能看到冒蒸汽，这要是不烘干直接上的话，哼哼。转印上去的图形恐怕是变形金刚了。 接下来没什么好说的，抄家伙，转印。擦后.JPG (23.33 KB)2008-2-8 17:28擦前.JPG (29.65 KB)2008-2-8 17:28打印OK.JPG (57.09 KB)2008-2-8 17:28打印文件.jpg (21.33 KB)2008-2-8 17:28打印预览.jpg (129.88 KB)2008-2-8 17:28打印属性.jpg (48.29 KB)2008-2-8 17:28底层设置.jpg (99.68 KB)2008-2-8 17:28底层阻焊设置.jpg (69.22 KB)2008-2-8 17:28胶片.JPG (44.02 KB)2008-2-8 17:28显示板.JPG (80.35 KB)2008-2-8 17:28主控板.JPG (79.19 KB)2008-2-8 17:28转印之前先找个废的转印纸试一下温度，能让油墨溶化又不至于把纸烫焦。熨的时间不宜太短，五分钟差不多，尤其是靠边的地方要好好过几遍。OK，准备揭转印纸吧，我的经验是打一盆80度左右的水，把板子放进去让水全部浸湿，稍微冷却以后轻轻脱下那一层美丽的纱，你会惊喜地发现，哇塞！油墨一点没剩，全部转印上去了。 仔细检查一下可有断线的，用记号笔修补，搞定以后就准备腐蚀吧。太穷了，我的三氯化铁都是用废液DIY的，抱着脸盆摇啊摇啊，NND，女朋友都没享受过这待遇。待铜被吃干净了，取出，用汽油或是香蕉水洗去黑色的油墨。下面这一步可千万不能忘：牙刷，牙膏通通上阵，好好给她洗个澡，全面清洗一遍，有多大劲使多大劲，一直擦到铜箔有点发亮为止，否则绿油将很难吸附。制作阻焊，打孔先请出要用到的材料紫外光固化绿油这东西是我找了很久才找到的一种比较合适的材料，可以在淘宝上搜“紫外光绿油”或者“紫外光固化绿油”，还有一样东西就是找个废的电话卡剪成1厘米左右宽的刮片，刮胶的时候要用。上绿油,大约是巴掌大的板用1.5毫升的样子，涂在一处即可，涂得太开了贴膜的时候容易产生气泡。这时候，之前打印的胶片终于可以派上用场了，把有油墨的一面对着电路板贴上去，用刮片慢慢把绿油刮开。尽量刮薄一些，这样有利于曝光，绿油不够的话再挤一些继续。绿油这东西不会很快曝光的，可以在白炽灯下操作，刮好以后对一下焊盘，准备曝光有太阳最好了，夏天正午的阳光10到15分钟，用11W节能灯曝光30到40分钟焊盘由于有黑色部分遮挡，所以不会曝光，一直是液体。揭膜以后用汽油把焊盘上的没固化的绿油洗去，剪裁修边，一块漂亮的板板就基本成型了，怎么样，还像那么回事吧？自制性能优良的印刷板曝光法笔者制出的感光印制板，性能优良，制出的产品非常专业，走线整齐，线条清晰美观，用放大镜放大10倍观察无毛刺，可与专业制板厂产品相媲美。下面介绍感光电路板制作方法及步骤。 一、感光液的配制1感光液配方 水：500毫升；明胶：100克：重铬酸钾：35克：重铬酸铵：35克；硫酸钡：20克；柠檬酸：15克：氨水：15毫升。以上化工产品在业余制作时用工业级即可。2制作方法：先称取明胶，放在40温水中用热浴法加热，并不断搅拌，使明胶溶化，再按程序和比例逐步加入其它各种药品。继续加热及搅拌，温度不超50，待药液无泡沫出现时，即制成感光液，然后冷却至室温备用。以上操作过程，必须在暗室内工作，室温1824，室内用15W红灯泡照明。 二、防腐剂配制 该配制可在明光下操作。1防腐剂配方： 水：40；甲醛：60(浓度为37)。2制作方法：将上述两种药品按比例混合后，搅拌均匀，即可待用。三、坚膜剂配制 该配制可以在明光下操作。1坚膜剂配方： 甲醛：50毫升(浓度为37)；重铬酸铵：125克：水：1000毫升。2制作方法：将上述药品按比例混合均匀并不断地搅拌，待药品全部溶化后为止，待用。四、感光液的使用方法 制作感光版，必须在暗室内进行。用橡皮刷涂复感光液到敷铜板上。在涂刷之前，必须把敷铜板上的氧化层和油污擦洗干净。一般是用肥皂水洗一次，晾干后再用学生橡皮擦上数次就可，必须达到敷铜表面光亮如镜，无油污为止。敷铜板上涂刷感光液时要均匀，周边及四角不许厚薄相差太大。最好用手摇钻及胶皮吸盘吸住敷铜板另一面，然后匀速转动手摇钻，胶皮吸盘和敷铜板随之转动，直至敷铜板上的感光液甩匀为止。另外还要在玻璃板上涂刷感光胶液。玻璃板尺寸可按需而定，玻璃板要求厚为2mm，表面无任何划道，光亮透明。玻璃板涂感光液，是作阴图底版用。涂刷完的敷铜板和玻璃板，放在暗室内自制的木架上晾干后备用。五、曝光晒版 将硫酸纸(即描图纸)制成的阳图，俗称PCB图，放在已涂感光液的玻璃板上，药面向上，硫酸纸图面向下，上面再压一块透明玻璃板，拿到室外，在阳光下曝光68分钟，夏季曝光时间要短些。第一次曝光的板为试验板。将感光后的玻璃板用40左右温水冲洗，俗称显影，再用冷水冲洗，并用脱脂棉球轻轻地擦洗未冲掉的部分(未感光部分)，千万不可用力。冲洗干净后，浸泡一下黑颜料水，该配方为酸性黑颜料15克，水1000克。加温50左右，不断搅拌，待全部溶化后，冷却至室温。再用清水洗掉浮色。这时一块干净透明，走线井井有条的玻璃底板呈现面前。然后涂上防腐剂。稍停片刻，开始坚膜，把防腐过的底版放入坚膜液中浸泡一下，晾干后为成品。 电路板的制作：用成品底板，去曝光带有感光液的敷铜板。整套工艺与上述加工玻璃底板方法相同，但不浸泡黑颜料水。化学沉铜工艺 在印制电路板制造技术中，虽关键的就是化深沉铜工序。它主要的作用就是使双面和多层印制电路板的非金属孔，通过氧化还原反应在孔壁上沉积一层均匀的导电层，再经过电镀加厚镀铜，达到回路的目的要达到此目的就必须选择性能稳定、可靠的化学沉铜液和制定正确的、可行的和有效的工艺程序。一工艺程序要点：1沉铜前的处理；2.活化处理；3化学沉铜。二沉铜前的处理：1去毛刺：沉铜前基板经过钻孔工序，此工序虽容易产生毛刺，它是造成劣质孔金属化的最重要的隐患。必须采用去毛刺工艺方法加以解决。通常采用机械方式，使孔边和内孔壁无倒刺或堵孔的现象产生2除油污：油污的来源：钻头由于手接触造成油污、取基板时的手印及其它。油污的种类：动植物油脂、矿物等。前者属于皂化油类；后者属于非皂化油类。油脂的特性：动植物油类属于皂化油类主要成分高级脂肪酸，它与碱起作用反应生成能溶于水的脂肪酸盐和甘油；矿物油脂化学结构主要是石腊烃类，烯属烃及环烷属烃类和氯化物的混合物，不溶于水也不与碱起反应。除油处理方法的选择依据：根据油的性质、根据油沾污的程度。方法：采用有机溶剂和化学及电化学碱性除油。作用与原理： 可皂化性油类与碱液发生化学反应生成易溶于水的脂肪酸盐和甘油。反应式如下： (C17H35COO)3十3NAOH3C17H35COON a+C2H5(OH)2 非皂化油类：主要靠表面活性剂如OP乳化剂、十二烷基磺酸钠、硅酸钠等。这些物质结构中有两种基团，一种是憎水性的；一种是亲水性首先乳化剂吸附在油与水的分界面上，以憎水基团与基体表面上的油污产生亲和作用，而亲水基团指向去油液，水是非常强的极性分子，致使油污与基体表面引力减少，借者去油液的对流、搅拌，油污离开基体表面，实现了去油的最终目的。3.粗化处理：粗化的目的：主要保证金属镀层与基体之间良好的结合强度。粗化的原理：使基体的表面产生微凹型坑，以增大其表面接触面积，与沉铜层形成机械钮扣结合，获得较高的结合强度。粗化的方法和选择：基本有以下几种方法，主要起到酸蚀和强氧化作用。 一过硫酸铵；一过硫酸钠；一氯化铜溶液；一双氧水硫酸。4活化处理：活化的目的：主要形成“引发中心”，使铜沉积均匀一致。活化的基本原理：在被镀的非金属表面沉积一层均匀的活化中心核心质点活化的方法和选择： 一分步活化方法；一一步活化方法。从生产实践证明：胶体钯(一步活化法)活化性能优良，使所获得的沉积层结合强度好，使用的时间长，但配制条件严格活化液呈浅咖啡色。胶体钯类型有三种：酸性胶体钯、盐基钯、碱性胶体钯。胶体钯的配制：将1克二氯化钯溶于100毫升盐酸和200毫升的水溶液中，待全部溶解后，再将烧杯放在恒温水浴中保持301，在搅拌的条件下，加入254克二氯化锡(Sn Cl22H2O)反应12分钟，然后将两溶液(A、B)相混合(B溶液成份为二氯化锡75克升，银酸钠NaSnO447H2O7克升、盐酸200毫升升)并在4050的恒温水浴条件下继续保温3小时(加盖)。采用此种工艺方法的原理是钯微粒的催化性能与老化温度有关。从实践得知最佳的条件为605，保温46小时不但能提高钯粒的催化活性，还可以延长其使用寿命。活化机理： “胶态钯”的胶团结构是双电层，Pd0m为胶核。活化时，在孔内首先吸附Sn2+，被吸附二价锡离子再吸附C1-1，形成nSn2+2(nx)Cl吸附层，成为胶体集团。这样的胶团具有负电性，在水溶液的碰撞，而不会聚沉，吸附层外的2xCl-1为扩散层，形成如下形式：活化液的维护：因为活化液配制比较复杂，成本高，使用时要注意以下几点：一 为避免将水带入活化液，活化前在下列溶液处理理23分钟：SnCl22H2O 40克/升HCl 100毫升/升此种工艺方法称之预浸，然后进行活化处理，目的是把水滤干。 一摄化后的基板应尽量少带溶液，同时在回收槽反复清洗，用此水来补充活化液的消耗或用于新配溶液。 一活化液使用一段时间后，当发现分层现象时，可按活化液实际容量每升加1020克氯化亚锡，分层现象就可以消失。 一当温度低于15时，活化效果差，应采用加温。要求采用水浴套槽加温。解胶处理：除去多余的残留的活化液，以防带入沉铜槽内，导致溶液分解。 N a OH50克升 处理时间15分钟三化学沉铜：1.沉铜配方： 通用性沉铜溶液： 甲液：酒石酸钾钠100克 硫酸铜25克 氢氧化钠35克 蒸馏水1升 乙液：甲醛(3640)815毫升 甲乙液混合比例：100：815 工艺条件：温度2025 时间20分钟2化学沉铜基本原理：各组成分的作用： 一硫酸铜：是溶液中的主盐，提供二价铜离子来源；一酒石酸钾钠：是络合剂。主要作用使铜呈溶解的络合状态存在，防止二价铜离子在碱性介质中产生Cu(OH)2的沉淀。同时还可以控制二价铜离子的浓度具有缓冲作用，以维持溶液的PH。 一 氢氧化钠：使溶液保持一定的PH因为甲醛在碱性条件下，才具有还原作用。甲醛：还原剂 .稳定剂：使沉铜液稳定和改善铜层性能，防止产生副反应。化学沉铜沉积机理： 3.影响沉铜速度的主要因素： 溶液酸值(PH)：提高PH值，铜沉积速度加快，同时也加快氧化亚铜生成反应速度这与还原电位随PH升高而下降有关。 当PH下于或等于11时，化学沉铜速度非常缓慢；PH小于105时沉铜急剧停止，PH太低导致铜层表面钝化原因引起的。 所以，PH值太高氧化亚铜生成速度加快，溶液内部沉积速度加快，二价铜离子降低，不仅导致铜溶液的分解，而且沉铜速度也太快。通常采用的PH为12813。 溶液的浓度： 提高溶液中二价铜离子浓度，对沉铜速度影响特别明显，但也不是无限增加。 甲醛的浓度：提高甲醛浓度，沉铜速度加快，但过多易造成沉铜层粗糙。 酒石酸钾钠与二价铜离子的比值：沉铜速度与比值有关，当比值小于3时，提高酒石酸钾钠的浓度，可提高沉积铜的速度；反之相反，还可能致使沉铜液不稳定。 溶液温度：提高溶液温度，增加铜的观活化能提高沉铜速度。但温度升高，溶液中的铜离子的催化作用加强，氧化亚铜