中信華講解：制作印刷電路板的方法

　　制作印刷電路板，往往是電子愛(ài)好者比較頭痛的一件事，許多電子愛(ài)好者為了制作一塊印制電路板，往往采用油漆描板、刀刻、不干膠粘貼等業(yè)余制作方法，速度較慢，而且很難制作出高質(zhì)量的印制電路板。印制電路板的制作甚至成為許多初學(xué)者步入電子殿堂的“攔路虎”。在計(jì)算機(jī)日益普及的今天，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已成為電子業(yè)內(nèi)人士的熱門(mén)話題，利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)印制板，雖然設(shè)計(jì)上具有圖形規(guī)范、尺寸精確、容易修改、便于保存等優(yōu)點(diǎn)，但制作印制板的工藝仍較為復(fù)雜，要通過(guò)光繪、照相制版等化學(xué)工藝流程，消耗材料較多，周期較長(zhǎng)，費(fèi)用較高。在正常情況下，發(fā)e－mail給印制電路板廠，工廠以最快速度制版，并以特快專(zhuān)遞寄回也需一周時(shí)間、一百元左右費(fèi)用。而一款成熟的電路板，往往需要幾次試制才可能成功。

　　針對(duì)這些問(wèn)題，我們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的探索研究，終于研制出一種價(jià)格低廉、使用簡(jiǎn)單的小型快速印制電路板制作系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一臺(tái)快速微電腦數(shù)控?zé)徂D(zhuǎn)移式制版機(jī)和一臺(tái)快速腐蝕機(jī)組成。其中熱轉(zhuǎn)移式制版機(jī)的靈感來(lái)源于對(duì)激光打印機(jī)的研究，我們的研究人員發(fā)現(xiàn)，我們熟知的激光打印機(jī)的“碳粉”，并非是無(wú)機(jī)物的碳粉，而是含磁性物質(zhì)的黑色塑料微粒。它受激光打印機(jī)的硒鼓靜電吸引，在硒鼓上排列出精度極高的圖形及文字，在消除靜電后，轉(zhuǎn)移于打印紙，并經(jīng)高溫熔化熱壓固定，形成一件激光打印機(jī)作品。我們的研究人員在這一發(fā)現(xiàn)的昭示下，研制出具有耐高溫不粘連特性的熱轉(zhuǎn)印紙，快速微電腦數(shù)控?zé)徂D(zhuǎn)移式制版機(jī)和快速腐蝕機(jī)。利用這一系統(tǒng)，可以非常快速地小批量生產(chǎn)印制電路板,該系統(tǒng)同以往傳統(tǒng)的照相制版方式制作電路板工藝相比具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn)：

　　1.版精度高：能達(dá)到激光打印機(jī)分辨率的制版精度，除能制作精細(xì)的電路圖形外，還可以制作出高分辨率的圖像。利用它不僅可以制作出精細(xì)的印制電路板，甚至可以制作出精美的金屬標(biāo)牌、金屬工藝畫(huà)等。

　　2.制版成本低廉：制作一塊電路板的制版費(fèi)僅相當(dāng)于一張熱轉(zhuǎn)印紙的成本。

　　3.制版速度快：快速熱轉(zhuǎn)移式制版機(jī)能夠?qū)⒓す獯蛴C(jī)打印在熱轉(zhuǎn)印紙上的印制電路圖形迅速轉(zhuǎn)移到電路板上，形成抗腐蝕層，制作一塊200mm×300mm的印制電路板，僅僅需要10～20分鐘。非常適合于工廠、研究所、學(xué)校、電子商場(chǎng)快速制作電路板樣板使用。

　　4.多用途：可同時(shí)一次制作出雙面板，帶字符的單面板，也可分兩次制作出帶字符的雙面板。

　　5.自動(dòng)化程度高、操作極簡(jiǎn)單：快速熱轉(zhuǎn)移式制版機(jī),采用89c2051為主控芯片。制版機(jī)對(duì)膠輥溫度的測(cè)量及設(shè)置；電路板進(jìn)入，退出；電源的開(kāi)啟,以及關(guān)機(jī)時(shí)為避免膠輥過(guò)溫而設(shè)的電動(dòng)機(jī)延時(shí)停機(jī)功能均為輕觸開(kāi)關(guān)全自動(dòng)控制。

　　6.設(shè)備性?xún)r(jià)比高:用這種熱轉(zhuǎn)移式快速制版系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的印制板制作工藝,設(shè)備價(jià)格低廉，性?xún)r(jià)比極高，一般當(dāng)月投資購(gòu)買(mǎi)設(shè)備進(jìn)行快速制作印制電路板生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，當(dāng)月即可收回全部投資。制版機(jī)的操作及工作原理將用電腦制作好的印制電路板圖形，通過(guò)激光打印機(jī)打印在經(jīng)過(guò)特殊處理的專(zhuān)用熱轉(zhuǎn)印紙上，再將轉(zhuǎn)印紙覆蓋在敷銅板上送入制版機(jī)制版。

　　制版機(jī)的工作原理主要采用了熱轉(zhuǎn)移的原理，其結(jié)構(gòu)同激光打印機(jī)相似，有兩組4只特制耐高溫的硅膠圓柱輥組成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。利用2只紅外線石英加熱管把其中的一組兩只硅膠圓柱輥均勻地加溫到180.5℃,同時(shí)每組兩只硅膠圓柱輥又是兩只壓力輥，它的表面最高耐溫可達(dá)到300℃，這兩組膠輥通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)由同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，按每分鐘兩轉(zhuǎn)的恒速旋轉(zhuǎn)。

　　當(dāng)熱轉(zhuǎn)印紙與敷銅板通過(guò)這組溫度較高且壓力較大的硅膠圓柱輥之間的夾縫時(shí)，熱轉(zhuǎn)印紙上吸附的墨粉將會(huì)融化。由于熱轉(zhuǎn)印紙是經(jīng)過(guò)特殊處理的，通過(guò)高分子技術(shù)在它的表面覆蓋了數(shù)層特殊材料的涂層，使熱轉(zhuǎn)印紙具有耐高溫不粘連的特性。當(dāng)溫度達(dá)到180.5℃時(shí)，熱轉(zhuǎn)印紙對(duì)融化的墨粉吸附力急劇下降，在壓力的作用下，使融化的墨粉完全吸附在敷銅板上,敷銅板冷卻后,形成緊固的印制圖形，完成整個(gè)熱轉(zhuǎn)移過(guò)程。同樣原理，如需在印制板的另一面轉(zhuǎn)印上元件排布圖，也可在制版的同時(shí)進(jìn)行，使印制板達(dá)到更加專(zhuān)業(yè)級(jí)的水平。

　　在這里需要說(shuō)明的是：整個(gè)熱轉(zhuǎn)移過(guò)程對(duì)溫度的要求特別高，溫度的控制顯得非常重要。例如：墨粉的融化溫度最佳點(diǎn)一般在180.5℃,溫度過(guò)高時(shí),過(guò)度融化的墨粉會(huì)擴(kuò)散到原有線條的四周，造成圖形模糊、精度變差，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)將紙張烤焦。溫度過(guò)低或溫度不均勻時(shí)，又會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)印效果差，甚至不能轉(zhuǎn)印。在實(shí)際使用中，由于空氣溫度、濕度、紙張和電路板的厚度等因素對(duì)轉(zhuǎn)印效果有一定的影響，因此溫度的控制對(duì)轉(zhuǎn)印效果的好壞顯得非常重要。為此熱轉(zhuǎn)移式制版機(jī)溫控傳感器均采用進(jìn)口pt－1000型的薄膜鉑電阻，使控溫精度能達(dá)到0.1℃，滿(mǎn)足了制版對(duì)溫度的較高要求。

　　當(dāng)圖形轉(zhuǎn)移到敷銅板上后，也就是說(shuō)打印機(jī)的墨粉在敷銅板面上形成了一個(gè)有圖形的保護(hù)層。由于激光打印機(jī)的墨粉是由含有樹(shù)脂的高分子材料制成的，對(duì)腐蝕液（fecl3溶液）具有良好的抗腐蝕性，所以經(jīng)過(guò)fecl3溶液腐蝕后即可形成做工精美的印制電路板。為了使腐蝕電路板更加快捷方便，還需要一臺(tái)腐蝕機(jī)對(duì)電路板進(jìn)行快速腐蝕，以節(jié)省時(shí)間，減少fecl3溶液的浪費(fèi)，提高效率?？焖俑g機(jī)將fecl3溶液快速加溫到60℃以上，再利用抗腐蝕小型循環(huán)潛水泵使fecl3溶液通過(guò)專(zhuān)用噴頭均勻地噴灑向印制板。

　　一般在加熱至80℃的情況下，用濃度較高的fecl3溶液腐蝕，5～6分鐘即可腐蝕完畢。由于采取快速腐蝕工藝,可以降低側(cè)蝕,使印刷電路板的精細(xì)之處更加完美可靠。通過(guò)加熱使fecl3溶液的氧化還原反應(yīng)加速，從而將敷銅板表面的銅加速氧化成cu2＋;同時(shí)利用水流的沖擊帶走沉積在敷銅板表面及附近的cu2＋，使化學(xué)反應(yīng)更快更充分地進(jìn)行，本機(jī)特別適用于面積較大的印制版制作。

　　整個(gè)腐蝕過(guò)程在半封閉的情況下進(jìn)行，具有干凈衛(wèi)生、減少腐蝕液蒸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)，因此非常適合于實(shí)驗(yàn)室、研究所、工廠小批量制作印制電路板。印制電路板腐蝕好后，利用專(zhuān)用鉆頭對(duì)電路板進(jìn)行鉆孔，這種專(zhuān)用鉆頭上鑲有一個(gè)圓柱體，它在高速鉆孔完成的同時(shí)還可以磨掉鉆孔附近的墨粉，形成一個(gè)非常干凈的焊盤(pán)。而覆蓋在銅箔上的其它墨粉形成良好的阻焊層。

　　利用這套系統(tǒng)還可制作出金屬標(biāo)牌、金屬工藝畫(huà)，同樣也非常精美，層次特別分明，而且成本極低，加上它快速制版的優(yōu)點(diǎn)，相信在不久的將來(lái)在這些行業(yè)里能夠得到更加廣泛的應(yīng)用。這套系統(tǒng)制作出的印制電路板精度雖然可以達(dá)到非常高的專(zhuān)業(yè)級(jí)水平，但也存在一些缺陷：由于激光打印機(jī)不同，天氣濕度過(guò)大，熱轉(zhuǎn)印紙局部缺陷等原因，會(huì)出現(xiàn)墨粉在熱轉(zhuǎn)印紙上局部附著不好等現(xiàn)象。（以上制作印刷電路板的方法來(lái)自中信華官網(wǎng)，部分內(nèi)容來(lái)自網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除，更多電子元器件知識(shí)，中信華官網(wǎng)將陸續(xù)更新，敬請(qǐng)期待?。?/p>

　　以上是中信華PCB（www.zxhgroup.com/?_t_shfw）分享的PCB知識(shí)百科，希望對(duì)您有幫助！謝謝關(guān)注點(diǎn)贊！公眾號(hào)：中信華集團(tuán)