第9章印刷電路板的制作9.1原稿制作9.2曝光9.3顯影9.4蝕刻9.5制作實(shí)例

作為電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)師，除熟練繪制原理圖、按照產(chǎn)品要求設(shè)計(jì)PCB以外，還需要承擔(dān)樣機(jī)制作、調(diào)試。前面各章已介紹了印刷電路板的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)工藝、報(bào)表形成和圖紙打印等知識(shí)，本章將學(xué)習(xí)印刷電路板的制作過(guò)程。

9.1原稿制作

(1)未曝光部分會(huì)被顯影劑除去從而露出銅面，而已曝光部分則會(huì)被固化。所以打印原稿時(shí)應(yīng)選擇負(fù)片打印，即線(xiàn)路要保留線(xiàn)條的地方是透明的，需要除去銅層的地方是不透明的(專(zhuān)業(yè)線(xiàn)路板廠生產(chǎn)膠片也是如此)。一般使用單面感光板，打印BottomLayer/BottomSolder等層不需要鏡像打印。這里需要仔細(xì)考慮哪些層需要鏡像輸出，哪些層不用，不要等蝕刻、鉆孔完成后，才發(fā)現(xiàn)電路印反了。

(2)線(xiàn)路部分如有透光破洞，請(qǐng)以油性黑筆修補(bǔ)。

(3)稿面需保持清潔無(wú)污物。

9.2曝光

去掉感光板的外包裝，將打印好的膠片的打印面(碳粉面/墨水面)貼在藍(lán)色感光膜面上，再以?xún)蓧K擦洗干凈的玻璃一上一下緊壓原稿及感光板，越緊密解析度越好。玻璃板四周以?shī)A子固定好，防止搬動(dòng)、翻面時(shí)感光板與膠片發(fā)生移位。此過(guò)程可以在一般室內(nèi)環(huán)境光線(xiàn)條件下進(jìn)行，不用擔(dān)心室內(nèi)環(huán)境光線(xiàn)會(huì)造成感光板曝光。

1.單面板

我們實(shí)驗(yàn)室使用STR-FII環(huán)保型快速制板系統(tǒng)可制作單面或雙面線(xiàn)路板，其曝光工藝操作簡(jiǎn)便，而且曝光時(shí)間極短，可在60～90s之內(nèi)完成全部曝光工作。STR-FII環(huán)保型快速制板系統(tǒng)主機(jī)如圖9-1所示。

圖9-1

STR-FII環(huán)保型快速制板系統(tǒng)主機(jī)

1)放置光印板

將光印板置于真空夾的玻璃上并與吸氣口保持10cm以上的距離，然后在光印板上放置圖稿，圖稿正面貼于光印板之上，如圖9-2所示。

圖9-2放置光印板

2)設(shè)置參數(shù)

曝光時(shí)間：(以STR光印板為準(zhǔn))，硫酸紙圖稿為60～90s，普通A4復(fù)印紙圖稿為150～190s，如果線(xiàn)路不夠黑，請(qǐng)勿延長(zhǎng)時(shí)間以免線(xiàn)路部分滲光，建議用兩張圖稿對(duì)正貼合以增加黑度。光印板的曝光時(shí)間為170～200s。圖9-3所示為參數(shù)設(shè)置區(qū)。

圖9-3參數(shù)設(shè)置區(qū)

3)取出光印板

曝光好后，將真空扣往外扳并輕輕往上推，如圖9-4所示。

圖9-4取出光印板

2.雙面板

平常用STR-FII環(huán)保型快速制板系統(tǒng)主要制作單面板的電路板，如果需要制作雙面板，則可以采用以下兩種方法：

(1)將原稿雙面對(duì)正，膠紙固定，與未撕保護(hù)膜的感光板對(duì)好且固定，用1.0mm小鉆頭對(duì)角鉆定位孔。最后在兩根小鉆頭的幫助下對(duì)準(zhǔn)位置，用膠紙固定后即可分別曝光。

(2)原稿雙面對(duì)正，兩邊用膠紙固定，再插入感光板。以雙面膠紙將原稿與感光板粘貼固定，即可曝光。

9.3顯影

1.調(diào)制顯像劑

1包20g的顯影劑配2000mL水，可顯影約8片10cm×15cm的單面感光板(礦泉水瓶上面一般標(biāo)有容量，可參照，調(diào)顯像劑請(qǐng)用塑料盆，不能用金屬盆)。顯影液無(wú)毒無(wú)害，可以接觸。

2.顯像

膜面朝上將感光板(雙面板宜懸空)置于顯影液中，如圖9-5所示，以毛刷刷洗板面，直到需蝕刻部分露出光亮銅箔，輪廓清晰即顯像完成。顯影時(shí)顯影液溫度控制在33～37℃。正常曝光的感光板，膜面有較強(qiáng)的附著力，能耐一般刮擦，但操作時(shí)也不要用金屬物刮擦。

圖9-5顯影

3.水洗

用清水沖洗電路板。

4.干燥及檢查

為了確保膜面無(wú)任何損傷，最好能進(jìn)行干燥并檢查。

9.4蝕刻

1.蝕刻將電路板放進(jìn)蝕刻液中，如圖9-6所示，蝕刻時(shí)間約為5～15min，蝕刻時(shí)輕輕攪拌蝕刻液。也可以用毛刷或棉簽等，邊蝕刻邊輕刷銅面，可加快蝕刻速度并使線(xiàn)條邊緣鋒利。一般的擦拭不會(huì)破壞膜層的完整性。圖9-6蝕刻電路板

2.水洗

蝕刻完成后，將板從三氯化鐵溶液中取出，使用清水將板兩面沖洗干凈。

3.干燥

利用吹風(fēng)機(jī)吹干，短路處請(qǐng)用小刀刮凈，斷線(xiàn)處用油性筆等修補(bǔ)。

9.5制作實(shí)例

9.5.1延時(shí)照明開(kāi)關(guān)圖9-7所示是延時(shí)照明開(kāi)關(guān)的電路原理圖。該電路在電源被接通、電燈點(diǎn)亮后延時(shí)一段時(shí)間，自動(dòng)切斷電源，熄滅電燈。圖9-7延時(shí)照明開(kāi)關(guān)

9.5.2光控小夜燈

圖9-8所示是光控小夜燈的電路原理圖。該電路在電源被接通后由于光敏電阻的作用，燈亮或者熄滅。外面光亮，燈光熄滅；黑夜降臨，燈光漸亮。

圖9-8光控小夜燈

9.5.3溫度報(bào)警電路

圖9-9所示是溫度報(bào)警電路。555定時(shí)器組成音頻振蕩器，三極管VT組成溫度控制電路。在正常溫度下，三極管VT的基極電位大于發(fā)射極電位，處于截止?fàn)顟B(tài)，集電極輸出低電平，使555定時(shí)器的直接置0端RD為低電平，多諧振蕩器停止振蕩，揚(yáng)聲器不發(fā)出聲響。

圖9-9溫度報(bào)警電路

9.5.4

基于CD4017的三相交流電相序指示器

圖9-10所示是基于CD4017的三相交流電相序指示器。該電路由穩(wěn)壓電路、計(jì)數(shù)分配器LED驅(qū)動(dòng)電路組成。圖中采用LED發(fā)光二極管指示三相交流電的相序是否正確。當(dāng)發(fā)光二極管LED閃亮(其閃爍頻率約為100kHz)時(shí)，說(shuō)明相序排列正確；當(dāng)LED不亮?xí)r，說(shuō)明相序錯(cuò)誤。

圖9-10基于CD4017的三相交流電相序指示器電路

9.5.5基于NE555的小型燃油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制器

圖9-11所示是基于NE555的小型燃油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制器。該電路由啟動(dòng)脈沖發(fā)生器控制電路、計(jì)數(shù)器控制電路、聲光報(bào)警電路和供電切換電路組成。該控制器能在市電停電后自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電；當(dāng)市電恢復(fù)供電后，又能使發(fā)電機(jī)組自動(dòng)為市電供電。

圖9-11基于NE555的小型燃油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制器

9.5.6基于ISD1420的袖珍固體錄音控制器

圖9-12所示是基于ISD1420的袖珍固體錄音控制器。該電路由電源電路和錄放電路組成。其中，電源電路由外接?+5

V直流電源供電；錄放電路由單片20

s語(yǔ)音錄放集成電路ISD1420及電平觸