如何使用感光電路板製作PCB

kazima

　　在產品進行正式生產前，一定要將LAYOUT好的電路製作成PCB來進行測試，但是小量PCB工廠不收，要達到工廠所需的最低數量，對於只是進行測試的電路板來說，成本又太高，因此，運用感光板製作PCB是非常實際的。
　　
　　其實製作小量PCB並不是只有使用感光板這個方法，另外有所謂的運用小型CNC雕刻機來製作，但是CNC一台價錢並不便宜，精密度高一點的少說十萬起跳，如果說只為了PCB而搞一台CNC真的是不太實際的事情，使用感光板製作雖然比較便宜，但是功序複雜，精密度高容易失敗，卻是不爭的事實。

　　雖然不適合製作太複雜的電路，但是對於喜歡DIY的人或學生來說卻已經很足夠了。
　　
　　從我的高職老師那邊了解到，製作PCB在以前幾乎每個電子系學生都要會，學校也都會教，但是後來由於製作PCB過程中所使用的蝕刻劑(氯化鐵)是屬於重金屬溶劑，廢液要進行另外程序處理，增加教學成本，另外由於專業科目課程綱要的改變，導致實習課時數減少，沒有多餘時間，所以現在的學校幾乎都已經沒有在教授PCB的製作。

　　由於我從讀高職時就有在DIY音響，因緣際會下開始自己學著製作PCB，所以特別把我的心得和大家分享。

一.所需材料、器材

1.感光板﹙10cm*15cm單面板﹚*1和LAYOUT好的投影片﹙改天整理一下再來貼投影片的輸出步驟﹚*1
 
板子我有切割過，不管是電木板或是玻纖板，在切割上都可以使用壓克力切割器在板的兩面切割，超好用。
建議在感光前先切割好，多餘的部分可以留下來下次使用，感光面的膜可以先用美工刀割一條縫後再用切割器

3.曝光機﹙或日光燈、日照夠強的話用太陽光也可以﹚
 
這是最近我自己做的，使用T5　8W日光燈管三支，預計增加至五支或改成紫外線燈管，上面的是計時器和繼電器以控制曝光時間，只能曝光單面板，只用單面板的原因我下面會提到

4.顯像劑*1﹙小包裝一包50克，可使用於一公升左右的清水﹚

5.蝕刻機*1﹙或非金屬製的容器﹚
 
右邊的是加熱器，旁邊有一條風管接空氣幫浦
好舊啊.....用了好幾年了說.....

6.蝕刻劑*2﹙以前是以氯化鐵為主，現在有新式的，下面會詳述﹚

7.電鑽*1﹙桌上型的最好，搭配0.6mm~1mm的鑽頭數支﹚


二.製作步驟,主要有四大步驟

1.曝光：
在曝光過程中，必須特別注意以下幾點
．時間，使用日光燈大約八～十分鐘，紫外線燈則為60秒~90秒。
．投影片品質，也就是黑色部分的透光度，以噴墨的來看，必須要重複印個大概五次以上，那個黑色部分　才能夠完全阻止紫外線的穿透，另外，我之前有印過桃紅色或藍色，雖然看起來是半透明的，但由於這　兩種顏色會阻擋紫外線通過，所以效果也不錯。另外，如果是雷射或影印機印出來的，要把對比值調到　最高，黑的最黑，白的最白。
．投影片方向，如果是用DXP來LOYOUT的話，由於是由頂層﹙top layer﹚看下去，如果直接輸出的話　，底層﹙bottom layer﹚會呈現鏡像狀態﹙左右相反﹚，兩隻腳的元件還好解決，如果是IC的話，那　就挫屎了，我的解決方法是，用DXP在LAYOUT時，會直接在底層加上個鏡像的文字，這樣比較好辨識　。如果將光源、投影片、板子由上往下排列來看，直接把投影片翻過來變成正向文字，如果是像我的曝　光機由下往上的話，就直接鏡像文字就好。
．板子和投影片務必用玻璃壓緊，不要有空隙，畢竟光線是無孔不入的。
 
這就是鏡像文字狀態

 
曝光中，我使用的這種繼電器上面有一顆LED，裡面燈亮時LED也亮

2.顯像
　　顯像的過程比較簡單，只要把一包50克的顯像劑和一公升左右的清水調和成顯像液，在把曝光好的板子丟下去後適當搖晃一下即可。
　　
　　顯像完後，線路部分﹙沒照到光﹚會留在板子上，剩下的部份﹙有照光﹚則會被顯像液溶解清除掉，用清水沖洗一下後查看線路有沒有斷路，輕微的話就用油性筆補一下，一般在這個時候就可以基本斷定這塊板子能不能製作成功。

　　這邊要特別注意顯像液的濃度問題，濃度太高的顯像液就連很沒照到光的感光層都會洗掉

呃～～～忘記拍相片了，抱歉......下次候補

3.蝕刻
　　上面在材料上有提到蝕刻劑有新舊的差別，下面說明一下
　　舊的有兩種，分別就是氯化鐵塊和氯化鐵溶液，前者我沒用過，氯化鐵溶液在使用時我都是直接倒入蝕刻機再加清水到1500cc，加溫到55度就很好用了。
　　新的我最近才剛開始用，有分作蝕刻劑和還原劑，都是白色粉狀，還原劑看起來粉末比較細，蝕刻劑一包190克裝，倒入兩包蝕刻劑至蝕刻機後加水到1500cc，打開加熱器和空氣幫浦，並且使用非金屬的棒子下去攪拌一下，直到蝕刻劑全部溶解掉之後即可使用，還原劑還沒使用過
　　舊的蝕刻液超麻煩，我家裡現在還有一桶﹙大約10公升左右﹚的廢液不知道要如何處理﹙如果有先進朋友知道的話麻煩告知一下﹚，新的依照說明書上的指示是說，將還原劑加水緩慢倒入蝕刻液後應該是會將銅和水分離開來，這時將水倒掉，銅曬乾後當作垃圾丟棄即可。而且新的蝕刻劑壽命到時會變成深藍色，辨認上很方便
　　這邊要注意的就是蝕刻的時間和蝕刻液溫度的關係，蝕刻液溫度越高，蝕刻的時間越快，但是相對蝕刻的能力也越強，時間掌握不好的話，就連線路也都會被蝕刻掉，我的解決方法是邊蝕刻邊觀察。
 
蝕刻中，可以明顯看出在板子的右下角的部分已經有銅箔被蝕刻掉，新的蝕刻劑在蝕刻中會產生出小氣泡，聽說是氧氣......

 
蝕刻完成，圖片中是種不同的電路蝕刻在同一塊板上，左邊線路的鋪銅部分有部分被蝕刻掉，在顯像後我就已經知道會有這種情況，線路檢查後ＯＫ才在放下去蝕刻，我想這應該因為我的投影片在列印時的不平均所造成的結果。

4.鑽孔
　　在鑽孔時，由於孔徑都不同，所以先從數量比較少的孔徑開始鑽起，在鑽超過2mm的孔時，要先用比較細的鑽頭在中心先鑽一個定位孔，在換上粗的鑽頭鑽下去，要特別注意鑽頭的尖端的磨損程度，太鈍的鑽頭鑽下去後另外一面會有毛邊或是剝離現象，無傷大雅但是不好看。



只使用單面板的原因：
不是我不想用雙面板，而是失敗率實在太高﹙十塊可能只有兩塊會成功﹚，曝光在定位時只要一點點偏差就導致失敗，而且還要另外準備貫孔的電鍍器材和藥劑，真的很麻煩，據我的高職老師說，就算有專用的雙面板曝光機，失敗率也只是降低一點至50%左右。

《 本帖最後由 kazima 於 2009-7-12 06:28 編輯 》

ge592

LAYOUT好的投影片
我覺得這個才是重點

我自己layout從頭到尾也都可以
問題點在一套軟體要30萬(不是一般人買得起)
不過大大的檔案確是一份不錯的資料
我的曝光機用10w日光燈作(要價230塊)雙層46塊
這樣就可以鋪出很好的雙層電路板窩