照相制版法制作pcb

sodss

小时候一做pcb就犯难，那时候电脑还没有普及，设计pcb只能靠手，先在坐标纸上画好1:1图样，审好后用硫酸纸描图，制板用过松香酒精、硝基漆、手喷漆，甚至尝试过沥青，老书上的方法我能尝试的都试了一遍，简单的用松香酒精，复杂的就要用油漆，干燥后用刀刮。
工作后，用自己的劳动所得买了台打印机，自此，照相制版成为可能。不得不承认，热转印比照相制版容易很多，但适合于小面积，线条也不能太细。复杂的、面积大的还得是照相制版。
今天请假办事，在家做了几张板子。简单的记录了一下过程。
一、设计pcb
专业的pcb设计多使用protel，这个软件很专业，得学上一阵子，我平时很少用它。layout是很简单的pcb设计软件，虽说比不上专业的功能强大，处理一些小板子还是很容易的，学起来也容易。
二、覆铜板预处理
选取合适面积的覆铜板，用清洁丝蘸少许洗洁精擦洗，将油污锈垢清理干净，露出金属光泽，表面微微的划痕有助于感光油墨的附着，用清水冲洗干净后立即擦干并用热风吹一次。


三、涂覆感光油墨
感光油墨又叫感光蓝油，是一种负性感光材料，经365nm紫外线照射后会发生聚合导致不溶解，未经照射的则会被显影剂洗去，从而形成影像。买到的感光油墨一般为较深的蓝色，使用前需要调匀，取出适量用稀释剂稀释后使用。稀释剂为一般丝网印刷用的油墨稀释剂，也可以用丝网印刷使用的开孔剂代替，此二者均是有机溶剂复配产品，味道较大，挥发强烈，需要在无紫外光和通风良好的条件下使用，带好口罩，注意防火。将油墨稀释到如稀米汤即可。涂刷工具使用8号左右的油画笔，占取油墨，均匀涂抹在覆铜板上，不要来回涂，要从一侧匀速向另一侧涂刷，如果油墨不能自然溜平将划出的道道覆盖，说明油墨太稠或太稀。涂完后平放静止片刻，然后用热风吹至不黏手，然后冷却，待表面硬化后即可使用。照明使用小功率白炽灯，尽量不用冷光源。








四、打印菲林
在等待干燥的时间里，可以用打印机打印出图，要选择负片出图，也就是不需要保留的线条为黑色，可以使用单面磨砂的菲林片，有点像现在医院打印影像报告的材料，也可以使用硫酸纸。耗材要根据打印机来选择。





五、曝光
使用专用的晒版灯，灯架与日光灯通用，消毒用的紫外灯是254nm的，不能用来曝光，我第一次就用了紫外消毒灯，结果无法曝光。晒版灯可以到卖丝印耗材的地方买到。日光灯、节能灯也可以用，时间要长一些而已，太阳也可以，时间短，但难以掌控，大气不是我们能控制的。曝光灯的数量、间距、照射距离、照射时间要根据情况而定，小板用一根灯管就够了，有条件可以自制一个曝光箱。
这是我在地上临时搭建的曝光台照射距离8厘米





铺底片时要注意，打印油墨的一面要贴在覆铜板上，这样可以使边沿清晰，上面要覆盖一块薄玻璃要能搞到复印机或扫描仪里那块玻璃最好，透明的亚克力也可以，就是表面容易花，同等厚度下用玻璃的曝光时间要长一些。具体时间要实验决定，室温、油墨质量、光源、照射距离等因素都会影响时间。









这个油墨已经三年了，不知道在卖家那里放了多久，要用时7分钟才能搞定

六、显影
显影剂使用碳酸钠，也就是俗称的纯碱、面碱，某宝上都是包好的小包，在超市卖的半斤装才两块钱。两升水加入大约三分之一汤匙就可以了，ph值在8到9之间。显影速度与显影剂浓度和温度有关，不可加热，温度在20到25度即可。侵泡一分钟后，用油刷轻轻刷洗表面，大约在一分半到零分钟即可看见图形，随着图形的清晰，注意观察图形的完整程度，缺损可以弥补的可以继续显影，无法弥补的就要用脱模剂洗去所有墨迹后重新制板。油墨厚的地方要勤刷，减少板子在显影剂中的时间。显影完毕后，用清水洗净版面，用擦干，进行修补，修补后置于阳光下或用晒版灯照着一段时间进行坚膜处理。操作时带好橡胶手套。
处理完的板子，上面深蓝色的是修补位置





处理了十张板子后的显影液，



七、蚀刻
蚀刻剂的种类很多，很多人喜欢用某酸加双氧水，特点是速度快，但药品不宜长期保存，某酸易挥发，放在室内对身体不好，且属于管制品，不好买。双氧水质量良莠不齐，本身好分解，开瓶后要尽快用完，否则剩下的就是水。还有一种白色的所谓环保蚀刻剂，其实就是过硫酸铵或过硫酸钾或过硫酸钠，到化学试剂商店就有卖的，属于危险品。以上两种都用过，毕竟家里是做化工生意的，材料容易获得。虽说三氯化铁在蚀刻领域的地位逐渐被替代，但家庭diy条件远不及工厂，使得工厂里的优势在家庭中体现不出来，相比之下还是三氯化铁在家庭diy中综合优势更好些，主要是安全、无毒、易购、稳定、操作简单，就是时间长了些，十几分钟对于工业生产是不可以忍受的，但diy就无所谓了。在配制时先要将水酸化，ph不能大于2，不加酸会浪费一些三氯化铁而已。
这是我复配的三氯化铁蚀刻液，除加酸酸化之外，还加入了咸盐，可以加快反应



蚀刻完成



八、钻孔
有一台台钻用来钻孔，感觉杀猪用了宰牛刀。天完了，钻孔扰民。直柄的小径钻头太烂，进口的又太贵且不好买到，索性买了些二手的数控用小径钻头，很好用





九、脱模
这一下午就干到蚀刻，后续工作待有空去完成。钻孔完成后就是脱模，脱模剂用的是氢氧化钠，俗称烧碱，浓度大约在10%到15%，室温浸泡使得油墨从版面脱离，用水洗净后干燥。脱模液可以重复使用，太脏了就可以换掉，用塑料瓶盛放，用搪瓷或塑料盘操作，绝对不可用铝制器皿。配制时不能用热水，容易沸腾伤人，溶解过程有些呛人，可以戴口罩。操作要带好橡胶手套和护目镜，它腐蚀皮肤比酸快，要千万小心，要是弄到皮肤或是衣物上要用水冲洗干净，有必要抹点稀醋中和。

十、铜箔防腐及印字
铜箔防腐可以用阻焊蓝油、绿油、红油，具体过程与照相制版类似，只打印焊盘就行，曝光后用酒精擦去焊盘处未固化油墨即可，此步骤应在钻孔前进行，否则油墨会进入孔内。也可用镀锡液化学镀锡，药水质量也是良莠不齐，弄不好会氧化焊盘，不建议采用。曾想过把老婆捡到的大银戒指溶掉做个镀银液，细想想没那必要，diy没那么多讲究，氧化了用刀刮一刮也就是了。
有专用的印字油墨，但需要做丝网，成本高，正面印字可以像制板那样热转印，很方便。

补充内容 (2014-11-26 17:57):
在此声明，此帖仅作为照相制版基本技术流程展示，不讨论各类制版技术孰优孰略，免得口水。用什么方法制版，根据个人条件与习惯选择，无强求之意。

北高加索雪狐

好贴，长知识！

liubeep

好贴，学习了。

tfgxx

过去看到的有关制版的帖子大多只言片语，让人不得要领，此帖制版步骤详尽，赞一个！

1350161913

进来学习一下

songjinyi9258

楼主的这个方法有些繁琐，不知道你用没用过热转印法，那个比你介绍的这个方法简单多了

shanghairen

又学了一招，以后自己试试！

sodss

songjinyi9258 发表于 2014-11-25 20:27
楼主的这个方法有些繁琐，不知道你用没用过热转印法，那个比你介绍的这个方法简单多了

你用热转印做个10mil的线宽和间距试试，

之初是用过热转印，但被摒弃了，我不用热转印除了间距和线宽受限外，蚀刻后边沿毛糙和表面毛糙也是问题，特别是蚀刻时间长、温度高时尤为严重，对打印机墨粉质量要求较高，后灌的墨粉效果很差，制作大面积和双面时拓印用熨斗容易走形，除非使用过塑机，一台好点的得四五百，又占地方又费电，
要是制版量大一些，且板面较大的时候废纸，要反复打印热转印纸，一张好的菲林片用上几十次不是问题。

vte9200

方法不错，只是成本有点高了

空空梦

楼主说的照相制版法，原来就是我们常说的感光板。这玩意好是好，就是太麻烦，一般业余制作，热转印还是不错的，操作熟练，也能做的很好，主要是过程简单。有条件搞个雕刻机就更爽了

空空梦

sodss 发表于 2014-11-26 14:21
你用热转印做个10mil的线宽和间距试试，

之初是用过热转印，但被摒弃了，我不用热转印除了间距和线宽受 ...

热转印完了拿油性笔补补，腐蚀确实不能长时间的，后来我用硝酸兑水，那玩意快的很，一根烟的时间

sodss

空空梦 发表于 2014-11-26 17:56
热转印完了拿油性笔补补，腐蚀确实不能长时间的，后来我用硝酸兑水，那玩意快的很，一根烟的时间

谋酸加双氧水，比例合适的话，一分钟内搞定，硝酸太呛人，大红烟严重伤身及电器。

空空梦

sodss 发表于 2014-11-26 18:00
谋酸加双氧水，比例合适的话，一分钟内搞定，硝酸太呛人，大红烟严重伤身及电器。

主要我这只有三种酸，盐酸硫酸硝酸。双氧水木有，又不想买。你说的那个酸是什么酸啊

sodss

空空梦 发表于 2014-11-27 08:17
主要我这只有三种酸，盐酸硫酸硝酸。双氧水木有，又不想买。你说的那个酸是什么酸啊

盐酸，或硫酸加咸盐

songjinyi9258

空空梦 发表于 2014-11-26 17:56
热转印完了拿油性笔补补，腐蚀确实不能长时间的，后来我用硝酸兑水，那玩意快的很，一根烟的时间

用硫酸亚铁溶液蚀刻，速度更快