印刷电路板制作图解

步骤1：需要的材料

以下列表很长但是，自己的PC板，你可能有一些这些项目。除UV曝光盒外，其余大部分都可以在线购买。

您将需要：

铜包PCB材料

电路板设计软件（我使用Eagle免费软件）。

Gerber文件转换器 - 将Gerber文件转换为图形格式Gerber2PDF

图形编辑软件（PhotoShop）

适用于墨粉转移技术的激光打印机w墨粉。

光面激光打印纸（Staples＃633215）。

激光打印机的透明胶片（C-Line no 60837）。

水溶性胶棒，氰基丙烯酸酯胶，画家胶带。

细花线（~26 gage）和直针。

用于切割，成型和钻孔PC板的手动工具。

标准衣服铁。

电路板清洁材料（纸巾，海绵，洗涤剂，Bar Keepers Friend，溶剂）。

氯化铁液体（40％）。

柠檬酸，粉末（nuts.com）。

带有陶瓷或玻璃衬里（不是金属）的旧CrockPot。

Qt的。大号塑料冷冻袋，拉链开合。

紫外线固化阻焊漆（ebay或亚马逊）。

紫外线曝光盒（自制？）。

第2步：设计电路板

我使用Eagle免费软件版本，因为电路板尺寸相当适中，仅限于2面。我对痕迹的大小和它们之间的距离（24 mil最小迹线尺寸和15 mil之间）非常慷慨。

我的大多数组件都是通过这个洞，但我偶尔使用SMD或组合。我尝试将迹线布线到电路板底部的任何引脚头。我没有使用镀通孔，因此我添加了额外的通孔，将顶部走线连接到底部，无法在两侧焊接元件。这些将填充短焊接到位的细线。

当我完成布局和布线后，我在电路板的角落附近添加了几个大的过孔，作为双面板的安装孔和套准指示器。

完成后，我建议您打印出大量的电路板，以便放置元件和标记孔。

我使用Eagles的CAM处理器创建电路板图像，这些图像将在纸上打印铜和激光透明胶片上的焊接掩模。

步骤3：输出Gerbers

我喜欢使用填充多边形在底部创建一个地平面，在顶部创建V +，因此我不直接打印板图像但使用Eagle的CAM输出。我没有使用焊膏模板，因为我将我使用的少量SMD元件手工焊接到我的电路板上。

为了便于创建CAM图像，我创建了一个包含我需要的输出文件的单面和双面CAM输出的自定义模板。我总是将板的形状添加到铜Gerbers而不是面罩。

我通常在处理作业时将Gerber文件放入Project文件夹中，以便日后可以访问它们。

步骤4：转换CAM图像

使用Eagle的CAM处理器创建输出会带来几个创建铜和焊接掩模的障碍。

您需要将Gerber文件转换为可打印的图像。

Cam处理器删除了组件和通孔指示器。

第一步是将Gerber文件转换为某种图像文件，然后我可以编辑和打印。我使用名为Gerber2PDF的Gerber2PDF链接实用程序。

下载的.exe放在Eagle CAM目录中。然后，在从Windows命令行运行Gerber2PDF之前，我将希望从Project目录转换的Gerber文件传输到CAM目录。

有关选择和转换特定文件的语法，请参阅Gerber2pdf文档。

我已经包含了用于运行gerber2pdf进程的文本文件下载。 结果

随意编辑此文件以满足您的需求。剪切命令并将其粘贴到DOS命令行实用程序中以转换Gerbers。

一旦我有一个单独的PDF，每个我需要的铜和焊接掩模，我解决了板的组件，过孔和注册孔中缺少漏洞的问题。我使用PhotoShop导入PDF并编辑铜文件，将所需的孔添加为小的白色圆圈。

步骤5：编辑图像

我使用PhotoShop导入PDF并编辑铜文件，将所需的孔添加为小的白色圆圈。您可以按照以下说明使用自己的图形转换和编辑软件。

编辑PDF以在双面板的两侧添加注册孔标记（请参阅箭头）。保持对准孔非常小，使注册更精确，但足够大，以便在打印铜图像时看到。我只将组件孔添加到顶部，因为我将主要从这一侧钻孔。 注意此时顶部铜图像必须水平翻转（镜像），这样焊盘在蚀刻后才会匹配。您也可以在此处添加打印文本。确保您添加的任何文本都显示为顶部和底部铜镜像，以便它们正确传输到您的板上（参见上面的示例）。

将每个铜线和蒙版图像复制并粘贴到空白的整页母版中表格（与PDF的分辨率相同）将在您的激光打印机上打印。您可能还希望将主板标识文本添加到主表单中。

将铜图像的多份副本放在母版纸上将节省纸张并避免墨粉转印过程中出现错误。对焊接掩模文件执行相同操作，每个掩模至少添加2个副本，稍后将合并它们。

步骤6：打印主表

使用墨粉热转印将打印的主表铜图像转移到准备好的PCB上。我使用Staples的高级彩色激光光泽纸（＃633215）进行转印过程。它可靠，低成本且清晰可见（不像杂志页面）。它接受激光碳粉很少或没有错误，快速将碳粉转移到铜上，只需几分钟浸泡在温水中即可干净地释放。如果要生成焊接掩模，则在激光打印机透明胶片（C-line no60837）上打印每个掩模的至少两个副本。

在光泽纸或透明胶片上打印之前，请在普通纸上打印图像副本。此副本将用于电路板尺寸和双面铜线对齐。检查SMD焊盘和其他元件之间的正确距离是个好主意（见上图）。对铜和掩模图像执行此操作。我在复制和粘贴过程中不止一次出错，并且在蚀刻，掩蔽和钻孔PCB之后，无法填充成品板

步骤7：准备铜涂层板

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铜板（单面或双面）切割成粗糙形状（全部约半英寸）使用普通纸打印输出的图像作为指导（我使用带有切割轮的Dremel工具）。

将边缘平滑地打磨以使它们变平并使角部变圆。然后我将顶部和底部边缘以45度角展开以去除任何毛刺或锐度（在归档后用手指检查）。

下一步是清洁板上去除任何油或油脂。洗涤剂和温水都可以解决问题。最后，为了去除氧化并形成一个可以接受转移并且易于焊接的表面，我将一些“Bar Keepers Friend”化合物洒在铜上，然后用湿海绵轻轻擦洗，然后用纸巾擦干。/p》

如果电路板是双面的，则需要准确注册图像。我发现对我来说最好的方法是将底部铜图像的普通纸质复制到电路板的一侧（矛盾的是这将是顶部）并用＃70钻头仔细钻孔注册过孔的中心。带钻头的钻床可以很好地固定钻头。

步骤8：注册铜像

对于单面板，这个过程非常简单。只需从光面纸上剪下铜图像的副本，然后使用画布胶带（蓝色胶带）轻轻地将其粘贴到纸板图像面朝下。然后我将电路板放在一块覆盖着2层纸巾的胶合板上，并用另外两层覆盖电路板。

对于双面电路板，这个过程更加复杂。我首先用直销清除板上的定位孔。下一步是从光面纸上切下一个铜顶部和一个底部图像，并用一个直针精确地刺穿所有定位孔的中心。

接下来，我将切成薄片（~26号）的花店或工艺线切成小块，以便穿过定位孔（长约3/4英寸）。我首先将这根电线穿过顶部纸张中的一个定位孔的后部，然后穿过电路板。在这一点上，我弯曲电线并使用一小块画家胶带，以防止当我翻转电路板时电线掉落。最后将其推过底部纸孔的前部，使图像面向铜。

然后弯曲每根导线以将纸张和纸板固定在一起。完成所有孔后，请按照上面单面板的步骤进行操作。

步骤9：墨粉转移

现在电路板已准备就绪墨粉转移。该转移过程的视频可以使以下指令更清楚。

我将干燥的衣服熨烫到最高温度以下，用铁尖尖将纸张压到纸板上。小心将尖端放在双面板上的电线之间，并将两侧固定，以便在处理时纸张不会与电路板分离。 警告电路板炙手可热。在双面板上，我在一侧冲洗电线，然后在下一步之前将另一端拉过纸和板。

在施加熨斗之前取下所有胶带，每侧施加压力约1分钟不动，除非电路板要大到全铁覆盖。这样可以加热板并吸收碳粉。为确保墨粉转移，我取下顶部的纸巾，并将熨斗的边缘与电路板成45度角，然后在电路板上移动时施加压力。我在每一方至少做过几次。此时，您应该看到纸张背面有轻微的墨粉图像。

下一步是将纸板和纸浸泡在水中直至纸张浮起。我通常轻轻地擦拭纸张的背面以去除粘土涂层以便于处理，并在几分钟后轻轻地将纸张剥离。用软毛刷或手指轻轻刷在水下将确保粘土涂层的光泽在蚀刻之前将纸从铜上除去。水将与微观粘土颗粒一起上升。

如果需要，用Sharpee Marker和刀子擦干，检查和修饰。如果在此阶段需要进行大量修复，您可能需要在蚀刻前取下墨粉并重新涂抹（务必再次清洁电路板）。

步骤10：蚀刻电路板

我的蚀刻过程是也许是最不寻常的。它需要一个填充1/2缸的瓦罐，在高温下设置水并加热（至少1小时）直至热。下一个不寻常的步骤是在带有拉链锁的优质冷冻袋内蚀刻板。最后，我使用基于氯化铁的爱丁堡蚀刻，其制备如下：从在线（NUTS.com）或当地来源获得一些干柠檬酸（也称为酸盐，通常用作食品防腐剂）。准备解决方案将1/4杯粉末溶解在3/4杯温水中，静置冷却，制成柠檬酸，将蚀刻剂加入1/2杯40％氯化铁溶液中，加入酸。这是爱丁堡蚀刻。蚀刻溶液的速度是普通氯化铁蚀刻速度的两倍，不会自我堵塞或形成污泥。

警告 ：此方法不要使用过氧化氢基蚀刻剂。它会产生爆炸性易燃的氢气，并会使袋子破裂。

在混合之前一定要使用手套和衣服保护（防水围裙）或使用蚀刻剂。它仍然会弄脏并吃掉布和皮肤！用电路板打开袋子，我通常先在袋子里加水o测试泄漏然后将水倒掉。添加足以蚀刻电路的蚀刻剂，不要过量填充，以后可以随时添加更多但是，它可能会很麻烦。你会发现使用的蚀刻剂比使用其他方法少，因为它在使用后被丢弃，蚀刻剂总是新鲜的。从袋中挤出尽可能多的空气而不会溢出，然后将其牢固地密封，使其密封，使其气密。

关掉缸罐。现在将袋子放入热水中直到板子浸没并平放。至少每5分钟检查一次蚀刻的进度，直到所有暴露的铜完全清除（透明袋允许检查）。由于爱丁堡蚀刻不会堵塞，因此无需持续搅拌。完成后（没有铜可见），取出袋子并小心地打开它，将蚀刻剂丢弃在废物容器中，不要将其倒入排水管！我使用一个宽口的大塑料容器，我带到我的社区危险废物收集品丢弃。

用水冲洗袋子，丢弃到废物容器中并取出纸板，然后丢弃袋子。在卸下保护装置之前，用自来水冲洗板子进行清洁。

用蘸有丙酮或稀释剂的纸巾擦拭即可正常取出碳粉。

步骤11：应用焊接掩模

一旦电路板干燥，就应该使用焊接掩模了。这是一个可选步骤，但它有助于保护铜不被氧化，看起来更专业，并改善SMD元件的放置。

由于这个过程的描述没有传达成功所需的所有细微差别，我已经包含了一个视频。

电影面具很难找到而且非常昂贵所以我用的是管子在互联网上从各种来源获得的UV可固化焊接掩模。无论您使用胶片还是油漆，都需要紫外线光源。我使用一卷紫色/紫外线LED条建立了一个紫外线曝光装置：

保护您的视力非常重要，紫外线源封闭在一个不透光的盒子里。在instructables.com上有很多方向可以构建其他紫外线曝光设备，构建一个适合您的方法。我使用能够进行秒测量和激活继电器的电子定时器来打开和关闭到UV光源的直流电流。

由于激光打印机不能打印足够密度的图像，因此您需要合并2张图片。从薄膜上切下每个焊接掩模的两个副本，并仔细对齐它们以形成每一面的掩模。我在一个远离打印图像的对角处用一小块“超级胶水”将它们永久粘在一起。

下一步是最具启发性的，需要测试您的曝光设置（参见下面的说明）以及您的涂料应用的一些实验。

测试您的UV曝光设备 - 我不知道你的设备会输出什么样的紫外线水平或你的油漆厚度，变量太多了。您需要确定适合您特定设置和油漆密度的曝光时间。为此，请准备一份样品曝光指南，并按照以下说明覆盖带有涂料的空白PCB板（我附上了条纹曝光图像，您可以在醋酸纤维上打印并用作测试面膜时不要忘记加倍并粘贴它）。

从总共10分钟的时间开始，将其分成4个2 1/2分钟的时间段并暴露样品板，每隔2 1/2分钟移动一块纸板，使得一个部分是然后暴露2 1/2分钟，持续5分钟，然后是7 1/2，最后是整整10分钟。使用纸巾和油漆稀释剂去除并清洁纸板，看哪些区域变硬，哪些区域变硬。如果它几乎都是硬的或全部被移除，可以重复一半或一半，然后再用一块干净的PC板再试一次。使用这些时间来确定第一块电路板的建议曝光时间。

警告！ 一旦面膜硬化，几乎不可能将面板移除，在将电路板提交到此过程之前，请仔细确定曝光时间。如果您在准备电路板时保持一致，则无需更改曝光时间。

使用您从测试中获得的时间，展示您的面具。曝光完成后的电路板将其从UV盒中取出后，取下阻焊膜并剥去醋酸纤维素盖板。您应该看到油漆粘在这张纸上，垫子出现在面罩上，而不是板子上的其他地方。现在使用纸巾，并用油漆稀释剂去除未曝光的油漆。应从铜垫和过孔中除去所有涂料，但不要去除痕迹，清洁板背面和前面，然后用纸巾擦干。要完成硬化面罩，首先检查未曝光区域，然后使用锋利的工具清除不需要的区域的任何涂料。然后将电路板放在UV曝光盒中，并暴露至少两倍至原始曝光时间的3倍。如果需要，以相同的方式处理第二方。

第12步：钻板

钻出通孔，通孔元件和安装孔的孔。我使用带钻头的钻床用于电线尺寸钻头。我发现如果在切割到最终尺寸之前钻孔，则更容易处理。

步骤13：切割到最终尺寸

使用板轮廓线作为指导，使用旋转工具和切割轮修剪板，文件边缘和圆角

步骤14：填充你的董事会

我通常首先手工焊接SMD部件，然后是通孔，最后是通孔部件。

我用这种设备来固定SMD元件，当从几个销钉焊接一些垫圈和螺母时。我将少量液体助焊剂涂在SMD焊盘上，然后将元件向下压，然后焊接到位。

过孔的一个技巧是用一对透明板将一部分导线端弄平，这样它们就不会掉落通过通孔。然后在正面焊接，然后将导线弯曲并在背面焊接。

你的电路板已经完成并准备好进行测试了。