自制印刷电路板.doc

自制印刷电路板的方法介绍自制电路板方法之一（刀刻法）: 制作电路板几乎是每一个发烧友制作东西中必不可少的一步，同时制作电路板的方法有很多，比如刀刻制板 法，油漆制板法，油印制板法，爆光制板法等，其中刀刻制板法是最简单、最快捷的一种，这种电路板适合做线路比较简单的电路板。 制作前的准备： 覆铜板 这是制作电路板必不可少的东西，它是由12毫米厚的环氧树脂板或纸板等绝缘且有一定强度和方便加工的材料构成基板，并在基板上覆上一层0.1毫米左右的铜箔而成，如果只有一面覆有铜箔，就叫单面覆铜板，如果两面都有铜箔，就叫双面覆铜板。 刻刀 可以用断钢锯片，也可以是裁纸刀或其他比较锋利的东西，作用是制作电路板时将覆铜板的铜箔划开，构成线路图。 电钻、钻头 打孔。钻头一般需要0.8-4mm的，0.8mm的主要是对一些小器件，如1/16-1/4W的电阻等。 砂纸 抛光。300目以上的防水砂纸，颗粒越小越好。 有了这些工具，现在就可以开始动手了： 第一步，先将电路原理图变成电路板图，裁出一块相应大小的敷铜板，把敷铜板一面朝上，再在上面盖一张复写纸，然后将画好的电路板图盖在复写纸上，再用圆珠笔在纸上重描一次，让线路显示在覆铜板上。 第二步，用刻刀按照线路图一点一点的划开，并保证线路与线路之间确实断开。 第三步，这是线路板的雏形已经基本构成，在相应的地方打孔，然后用砂纸将铜箔抛光，再在铜箔上涂一层松香酒精水，这样既可以防止氧化，又有助于焊锡。 优缺点： 这种制作电路板步骤少，使用工具也少，方便快速。缺点是只适宜于作比较简单的电路板（不过也听说过高手用这种方法制作非常复杂的电子管功放），制作出来的线路板不是很漂亮。 注意事项： 初学者画电路板图中线路的时候注意尽量用直线，因为刻刀不适宜走曲线比较麻烦。 制作有集成块或有3脚以上元器件的电路板，在画电路板图时一定要注意元器件的方向，元器件的引脚应与电路板图反过来，因为你画的是电路板面，而元器件装在元器件面。 刀刻法制作电路板很能锻炼手性，能够让今后实际制作中有很大的提高和帮助，有兴趣者不妨试一下. 印刷电路板是电子制作中的一个大头，也是最能体现电子爱好者制作水平的技术了。印刷电路板简称印制板，工厂制作与业余制作有很大的不同。工厂一般根据客户提供的电路原理图用计算机设计出印刷板图，然后经过照相制版等技术做出印制板，然后上阻焊、印字等形成成品，需要一系列设备。 而传统的业余制作中只能采用敷铜板加腐蚀液的土方法制作印制板。近年来推出了万用试验板、感光电路板等新型技术，解放了广大的电子爱好者和电子产品开发者。加之PC机的普及，用CAD软件设计电路、自动生成PCB（印刷电路板）已经不算难事了。甚至直接打印在胶片上配合感光电路板做印刷板更是方便极了。 Bitbaby在学校的课程中学过ORCAD软件，用它设计了一个8031单片机的典型应用电路，感觉还真不错。老师还不准用ORCAD的自动布线功能，那张图Bitbaby的手工布线可漂亮了，走线的转角都是平滑过渡，充分考虑这样的设计使印板更牢固，以至于老师以为是自动布线的呢（不自吹了：-）。可惜当时没有打印机打印出PCB来。 PROTEL更是为广大电子爱好者所熟知，只可惜Bitbaby对它没有很深的研究。一般的电子制作电路均不复杂，对老手来说，也只要用脑子就能设计出印刷电路板图来，所以还是讲讲传统的印制板的制作方法吧。 首先要在纸上根据电路原理图设计出印刷电路板图，各元器件之间的正确连接是重要的，还要注意元器件的大小、排列位置、干扰等。（Bitbaby以后将写一篇专门的文章讲述如何设计印制板。） 设计完成后要反复校对原理图，并找出元器件实物放到各自的位置，在调整孔距、走线等。注意正反面，有时不小心设计了反面，可以把原图放在复写纸上描一次，那么在纸的背面就有了所需要的。 Bitbaby制作印制板的方法，是把设计好的1：1图纸剪下来，用透明胶贴在单面敷铜板的铜面上，然后用冲子在需要钻孔的地方敲一下，形成凹进去的小坑，这样再用小电钻钻孔就不会打滑了。然后用自制的小电钻（收录机电动机改装）打孔，全部打完后撕下图纸，直接用毛笔蘸油漆描线路。 由于已经有孔的定位，画起来不困难，只要记住那几个孔是连在一起的就好了。一般不复杂的电路用这样的方法制作电路板极快（连复写纸都省了：），若是复杂的电路可以在图纸和敷铜板之间夹一张复写纸，然后把印刷板图描一遍，打孔的地方描得深些，然后用毛笔蘸油漆描线路。 如果没有油漆，可以用质量较好的记号笔描线路，或用修正液描，只是修正液描的电路板不太美观，需干后修正宽度一致。指甲油也可以用，干得较快，比修正液好用些。描的时候注意线条之间保持距离，孔的周围要形成包围，以利于焊接。 油漆要好长时间才能干，等油漆干后就可以投入腐蚀液中，腐蚀液一般用三氯化铁加水配置而成，三氯化铁为土黄色固体，也易于吸收空气中的水份，所以应密封保存。配置三氯化铁溶液时一般是用40%的三氯化铁和60%的水，当然三氯化铁多些，或者用温水（不是热水，以防油漆脱落）可使反应速度快些。 注意三氯化铁具有一定的腐蚀性，最好不要弄在皮肤上和衣服上（很难洗：-（反应的容器用廉价的塑料盆，放得下电路板的就好。腐蚀是从边缘开始的，当未描油漆的铜箔被腐蚀完后应该及时取出电路板，以防油漆脱落后腐蚀掉有用的线路。 这时用清水冲洗，顺便用竹片等物刮去油漆（这时油漆从液体里出来，比较容易去除）。若不易刮，用热水冲一下就好了。然后擦干，用砂纸打磨干净，就露出了闪亮的铜箔，一张印刷电路板就做好了。为了保存成果，Bitbaby通常会用松香溶液涂一遍打磨好的电路板，既可以助焊，又可以防止氧化。 热转印法最好是用热转印法，简单方便。下面就来介绍一下热转印自制线路板的方法：热转印法是小批量快速制作印刷电路板的一种方法。它利用了激光打印机墨粉的防腐蚀特性，具有制板快速（20分钟），精度较高（线宽15mil，间距10mil），成本低廉等特点，但由于涂阻焊剂和过孔金属化等工艺的限制，这种方法还不能方便的制作任意布线双面板，只能制作单面板和所谓的“准双面板”。这种方法的实现，需要准备以下设备和原材料：一台电脑一台激光打印机，打印机的墨粉用廉价的兼容墨粉即可；热转印纸，也可以用不干胶纸的背面光面纸代替，不过要自己裁；金属壳电熨斗一把，用所谓的“热转印机（用塑封机改装的）”也可以，个人觉得效果不如电熨斗，而且很贵；敷铜电路板，有电木基材和玻纤环氧树脂基材的，后者的性能要好一些；腐蚀的容器和药品，容器用塑料盒即可，药品可以用盐酸和双氧水；钻孔用的钻机和钻头，钻头一般要用到0.8mm,0.6mm和1.0mm的；当然还有锯板，磨边等一系列机械工具。由于热转印制版的特点，在布线时要注意以下方面：1）线宽不小于15mil，线间距不小于10mil。为确保安全，线宽要在2530mil，大电流线按照一般布线原则加宽。为布通线路，局部可以到20mil。15mil要谨慎使用。导线间距要大于10mil，焊盘间距最好大于15mil。2）尽量布成单面板，无法布通时可以考虑跳接线。仍然无法布通时可以考虑使用双面板，但考虑到焊接时要焊两面的焊盘，并排双列或多列封装的元件在toplayer不要设置焊盘。布线时要合理布局，甚至可以考虑调换多单元器件（比如6非门）的单元顺序，以有利于布通。尽量使用手工布线，自动布线往往不能满足要求。3）有0.8mm孔的焊盘要在70mil以上，推荐80mil。否则会由于打孔精度不高使焊盘损坏。4）孔的直径可以全部设成1015mil，不必是实际大小，以利于钻孔时钻头对准。5） bottomlayer的字要翻转过来写，Toplayer的正着写。器具清单 ：一台电脑一台激光打印机（没有激打可以到外面去打）；热转印纸电熨斗一把敷铜电路板腐蚀的容器和药品钻孔用的钻机和钻头锯板砂纸等 自制印刷电路板的注意事项微电子领域的两大难点在于高频信号和微弱信号的处理,在这方面PCB制作水平就显得尤其重要,同样的原理设计,同样的元器件,不同的人制作出来的PCB就具有不同的结果,那么如何才能做出一块好的PCB板呢?根据我们以往的经验,想就以下几方面谈谈自己的看法: 一:要明确设计目标 接受到一个设计任务,首先要明确其设计目标,是普通的PCB板、高频PCB板、小信号处理PCB板还是既有高频率又有小信号处理的PCB板，如果是普通的PCB板,只要做到布局布线合理整齐,机械尺寸准确无误即可,如有中负载线和长线,就要采用一定的手段进行处理,减轻负载,长线要加强驱动,重点是防止长线反射。 当板上有超过40MHz的信号线时，就要对这些信号线进行特殊的考虑，比如线间串扰等问题。如果频率更高一些，对布线的长度就有更严格的限制，根据分布参数的网络理论，高速电路与其连线间的相互作用是决定性因素，在系统设计时不能忽略。随着门传输速度的提高，在信号线上的反对将会相应增加，相邻信号线间的串扰将成正比地增加，通常高速电路的功耗和热耗散也都很大，在做高速PCB时应引起足够的重视。 当板上有毫伏级甚至微伏级的微弱信号时，对这些信号线就需要特别的关照，小信号由于太微弱，非常容易受到其它强信号的干扰，屏蔽措施常常是必要的，否则将大大降低信噪比。以致于有用信号被噪声淹没，不能有效地提取出来。 对板子的调测也要在设计阶段加以考虑，测试点的物理位置，测试点的隔离等因素不可忽略，因为有些小信号和高频信号是不能直接把探头加上去进行测量的。 此外还要考虑其他一些相关因素，如板子层数，采用元器件的封装外形，板子的机械强度等。在做PCB板子前，要做出对该设计的设计目标心中有数。 二。了解所用元器件的功能对布局布线的要求 我们知道，有些特殊元器件在布局布线时有特殊的要求，比如LOTI和APH所用的模拟信号放大器，模拟信号放大器对电源要求要平稳、纹波小。模拟小信号部分要尽量远离功率器件。在OTI板上，小信号放大部分还专门加有屏蔽罩，把杂散的电磁干扰给屏蔽掉。NTOI板上用的GLINK芯片采用的是ECL工艺，功耗大发热厉害，对散热问题必须在布局时就必须进行特殊考虑，若采用自然散热，就要把GLINK芯片放在空气流通比较顺畅的地方，而且散出来的热量还不能对其它芯片构成大的影响。如果板子上装有喇叭或其他大功率的器件，有可能对电源造成严重的污染这一点也应引起足够的重视. 三. 元器件布局的考虑 元器件的布局首先要考虑的一个因素就是电性能，把连线关系密切的元器件尽量放在一起，尤其对一些高速线，布局时就要使它尽可能地短，功率信号和小信号器件要分开。在满足电路性能的前提下，还要考虑元器件摆放整齐、美观，便于测试，板子的机械尺寸，插座的位置等也需认真考虑。 高速系统中的接地和互连线上的传输延迟时间也是在系统设计时首先要考虑的因素。信号线上的传输时间对总的系统速度影响很大，特别是对高速的ECL电路，虽然集成电路块本身速度很高，但由于在底板上用普通的互连线（每30cm线长约有2ns的延迟量）带来延迟时间的增加，可使系统速度大为降低.象移位寄存器，同步计数器这种同步工作部件最好放在同一块插件板上，因为到不同插件板上的时钟信号的传输延迟时间不相等，可能使移位寄存器产主错误，若不能放在一块板上，则在同步是关键的地方，从公共时钟源连到各插件板的时钟线的长度必须相等。 四，对布线的考虑 随着OTNI和星形光纤网的设计完成，以后会有更多的100MHz以上的具有高速信号线的板子需要设计，这里将介绍高速线的一些基本概念。 1传输线 印制电路板上的任何一条“长”的信号通路都可以视为一种传输线。如果该线的传输延迟时间比信号上升时间短得多，那么信号上升期间所产主的反射都将被淹没。不再呈现过冲、反冲和振铃，对现时大多数的MOS电路来说，由于上升时间对线传输延迟时间之比大得多，所以走线可长以米计而无信号失真。而对于速度较快的逻辑电路，特别是超高速ECL 集成电路来说，由于边沿速度的增快，若无其它措施，走线的长度必须大大缩短，以保持信号的完整性。 有两种方法能使高速电路在相对长的线上工作而无严重的波形失真，TTL对快速下降边沿采用肖特基二极管箝位方法，使过冲量被箝制在比地电位低一个二极管压降的电平上，这就减少了后面的反冲幅度，较慢的上升边缘允许有过冲，但它被在电平“H”状态下电路的相对高的输出阻抗（5080）所衰减。此外，由于电平“H”状态的抗扰度较大，使反冲问题并不十分突出，对HCT系列的器件，若采用肖特基二极管箝位和串联电阻端接方法相结合，其改善的效果将会更加明显。 当沿信号线有扇出时，在较高的位速率和较快的边沿速率下，上述介绍的TTL整形方法显得有些不足。因为线中存在着反射波，它们在高位速率下将趋于合成，从而引起信号严重失真和抗干扰能力降低。因此，为了解决反射问题，在ECL系统中通常使用另外一种方法：线阻抗匹配法。用这种方法能使反射受到控制，信号的完整性得到保证。 严格他说，对于有较慢边沿速度的常规TTL和CMOS器件来说，传输线并不是十分需要的.对有较快边沿速度的高速ECL器件，传输线也不总是需要的。但是当使用传输线时，它们具有能预测连线时延和通过阻抗匹配来控制反射和振荡的优点。1 决定