干货 | 快速制作PCB的秘密

来源:电子工程世界发布时间:2022-09-20926浏览

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简介：如果你是一个急性子的电子狂热者，那么快速PCB制作是一个可以让你把硬件开发变得跟软件开发一样容易的技术。掌握它，就可以事半功倍，抚平你那躁动的狂野心灵。
关键词：PCB，快速制版，热转印

01提问

最近有同学问：如何快速制作PCB板？

▲通过快速制版进行MM32F3277的测试02快速制版

一、快速制版简介

实际上，快速制版的方法有很多，比如以下几种：

1、机械雕刻

这种方法就是使用物理雕刻的方法，将PCB板上的引线和焊盘与不要的敷铜分离开来。当然，如果没有这样高昂专业设备，也可以使用美工刀自行刻画，对于一些非常简单的电路还是可以的。

▲用于快速制版的雕刻机

特殊情况下，也可以通过高功率激光来对PCB铜层进行雕刻，这适应于一些特殊基材电路板，比如陶瓷基材PCB、铝基材PCB的制作等。

2、化学腐蚀

这一大类方法所采用的原理与传统的PCB生产工艺类似，都是在PCB的敷铜面上，通过曝光、热转印、喷墨打印、油笔手绘等方式将需要保留的焊盘和引线覆盖住，然后再使用化学腐蚀的方法将其余的敷铜去掉，从而形成可以使用的PCB。

▲通过三氯化铁腐蚀电路板

其中：

曝光方法：需要专用预涂抹感光胶的PCB板，使用紫外线灯完成曝光。之后还需要经过显影和腐蚀两个步骤才可以获得电路板；
热转印方法：只需要通过激光打印机将PCB线路图打印在热转印纸上，然后通过特定的热转印机将墨粉固定在PCB覆铜层上，经过腐蚀便可以获得所需要的电路板；
喷墨打印：是需要特殊改造的喷墨打印机[1]，将线路直接在PCB上进行打印；
油笔绘制：最简单，只需要使用普通的油性标记笔，再加上心灵手巧的绘制，便可。

▲Epson R800改造后的喷墨打印机在PCB上打印电路图

另外，绘制电路图，也可以使用步进电机带动油笔在电路板上完成电路的绘制。

▲利用步进电机在电路板上绘制电路图

3、粘贴电路

对于一些引线比较简单，通过电流比较大的电路，可以通过铜箔胶带进行粘贴。

▲使用铜箔粘贴形成的测试电路

下面是来自西瓜视频中Love机械电子[2]中的一些通过粘贴铜箔简易制作方法所制作的实验演示电路：

4、导电墨水

这是在墨水中加入一些纳米银粒子，使得墨水可以快速变干并导电，形成导电的金属薄膜。在此基础上，可以形成所需要的电路。

▲导电墨水

这种方式所形成的电路，其优点是可以在任何物体表面形成所需要的电路，但线路的宽度比较大，而且线路的电阻较大，适合于一些简单的控制信号电路制作。

▲导电墨水形成的电路

5、空中楼阁

实现电路的最高境界，那就是没有电路板的电路。实际上，在早期的电路制作中，由于电子元器件的个头都比较大，电路则使用引线直接在元器件管脚之间进行焊接的。现在的器件比比较小，在特殊的情况下，去除电路板可以大大缩小电路的体积的。

下图展示了利用橡皮泥固定，将八个表贴器件焊接形成双电机驱动电路。

▲直接表贴器件焊接形成微小的双电机驱动电路

▲无电路板的电路

下面的这个电路看起来好像没有电路，实际上它是玻璃基板的电路，是有电路板的。

▲玻璃基板的电路

二、我喜欢的快速制板

1、为什么喜欢热转印？

在我的工作中，我所喜欢的快速制板方法，还是利用热转印方法。它不仅制作起来非常快速，基本上可以在一分钟之内完成电路板制作[3]，而且所需材料非常便宜。

激光打印机；
热转印纸；
热转印机；
腐蚀液：盐酸和双氧水；
单面覆铜板；

其中，热转印机的价格也非常便宜，只有几百块钱。至于其它的耗材，都是可以很容易获得的。

▲热转印机

正是这种方法的快捷，满足了急性子工程师们的需求。具体制作方法，可以参见文末“阅读原文”。

▲热转印一分钟制板方法

2、快速制版中的小秘密

为了即省时，又能够获得高精度的电路板，其中有一个小秘密，也就是可能大多数制作PCB的人往往忽略的，那就是采用覆铜层薄的PCB进行电路板的制作。

在电路板减肥-使用减铜后PCB在热转印制版中的效果[5]对于不同敷铜厚度的PCB制作电路板的效果进行了对比。可以看到经过减铜之后的薄PCB可以实现线宽4mil的电路制作。这已经达到了普通PCB生产工艺的标准了。

▲一分钟制版所获得到的电路

当然，为了达到双面板的效果，灵活使用0 Ω[6]电阻是一项经验与灵感融合的办法。

※总结 ※

如果你是一个急性子的电子狂热者，那么快速PCB制作是一个可以让你把硬件开发变得和软件开发一样容易的技术。掌握它，可以事半功倍，抚平你那躁动的狂野心灵。

参考资料

[1]

喷墨打印机:http://www.pabr.org/pcbprt/pcbprt.en.html

[2]

西瓜视频中Love机械电子:https://www.ixigua.com/home/86386584522/?source=pseries_authorlist_entrance=pSeriesWatch

[3]

一分钟之内完成电路板制作:https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/104120559

[4]

一分钟制版之后:https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/104133981

[5]

电路板减肥-使用减铜后PCB在热转印制版中的效果:https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/117532847

[6]

0 Ω:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA5NjQyNjc2NQ==mid=2452226536idx=1sn=7140c7c625cdb8ac3a3c98fe02ee866fchksm=876eef8ab019669c5f3357d6e4518ce37a132c6627a2e96f6f101a615c8c502d9cebb9397233token=683338789lang=zh_CN#rd