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如何找到制作自己PCB的最佳方法

助工
2018-09-27 14:31:23    评分
为什么要制造PCB?

电子爱好者已经充分利用了具有长腿和大音高的组件包的友好性。但是技术变得越来越先进,导致设备越来越小。但是设备不仅越来越小 - 制造商甚至完全摆脱了引脚,如BGA,MLF和QFNL等表面贴装封装的出现。这些封装设计用于PCB,其中迹线上涂有少量焊膏,器件直接安装在电路板上并加热。因此,世界各地的业余爱好者现在有两种选择:购买PCB或制作PCB!

             


您可以低价购买PCB(DirtyPCBs售价35美元),但即便如此,价格也足以让未经测试的设计过高(请记住,面包板不适用于这些新设备)。当然,可以进行模拟,可以检查原理图,并在放大镜下查看PCB设计,但错误总能找到。这为业余爱好者提供了一种替代方案 - 制作自己的PCB。

两个主要选择

PCB制造分为两类:铣削或化学加工。每种方法都有其优点和缺点,但您选择的方法取决于您的能力和便利性。例如,我有一个专门的工作室,所以任何一种方法都是合适的。但是,使用厨房制造多氯联苯的人可能希望避免化学途径,因为交叉污染可能对健康有潜在危害。但是,你必须明白,选择一种生产技术就像婚姻一样; 您将需要承诺并忠实,或者您可能难以生产高质量的PCB,因为这两种方法都需要您在制造越来越多的PCB时所获得的经验和技能。  

             


化学制造的PCB

             


CNC制造的PCB

选项1:CNC加工

使用CNC制造PCB涉及一种小型切割器,可从PCB基板上去除多余的铜。您可以制作的迹线和功能的大小取决于几个因素,包括......

  • 刀具宽度

  • 机器精度

  • 铜厚度

虽然可以使用小至0.1mm的特征,但平均CNC用户可以预期0.3mm的迹线宽度和0.3mm的间隙。使用CNC制造PCB比大多数其他工艺具有优势; 大多数过程都是自动化的,它允许精确钻孔。尽管制造PCB本身需要很长的时间,但使用CNC制作PCB也更快,因为将一块铜包层转变为成品需要的步骤更少。CNC控制器的另一个巨大优势是除了制造PCB(包括木工和金属加工)之外,该机器还可以用于其他工作。


尽管有各种优势,但使用CNC制造PCB还存在三个主要问题:成本,质量和重新运行。最便宜的是,CNC预制700美元(如CNC 3020)。有可用的套件供应电机和主要部件,但不提供框架; 但是,如果这种套件是用木头建造的,那么机器会出现弯曲和垂直的问题,这会导致PCB质量差。但是,预制CNC也不是完美的; 仍需要在软件中进行调整以确保准确性。


CNC制造的PCB的下一个问题是它们的整体质量。除非你使用昂贵的切割钻头,否则钻头本身不会完全居中,结果将是粗糙的痕迹,有铜的迹象。但即使你有一个完美的刀具,如果你不使用自动矫直机,你需要让CNC床完全平整。这将我们带到最后一个问题 - 重新运行!IC除非每一步都经过仔细执行并注意,否则最终可能会出现导致PCB无法使用的问题。

选项2:化学处理

化学处理使用化学品来制造PCB。根据所使用的具体过程,迹线和特征的大小会有所不同。广泛使用的两个主要过程是......

  • 墨粉转移

  • 光板/干膜

墨粉转印使用光面纸和PCB布局的激光打印输出将墨粉转移到铜包层,然后在酸如氯化铁中蚀刻。然而,这个过程并不是最可靠的,并且通常需要修补半导体工作来生产功能板。更糟糕的是,转印的质量取决于纸张的质量,熨斗施加的压力,墨粉的类型,墨粉密度,铜的清洁,有时甚至是行星的位置!但是调色剂转移的优点是设备的简单性和易于获得的激光打印机和相纸。为了可靠性,您可以预期12密耳宽,14密耳间隙,但用户可以减小到8密耳。


光电板和干膜是光敏的,需要PCB图案的透明打印输出。然后将该图稿放置在敏感层的顶部,压缩(以确保图稿与PCB基板接触),并暴露在光线下。这种方法非常可靠且可重复,因此非常适合大型运行。与墨粉转移不同,艺术品可重复使用,因为它仅用于阻挡光线。但是,除非需要多份PCB,否则每件艺术品的制作成本都相当高(透明胶片与相纸相比价格昂贵)。随着电路板暴露,需要开发(通常使用碱溶液),清洁和蚀刻。蚀刻后,使用剥离溶液去除保护铜层不被蚀刻的聚合物。


虽然使用化学工艺制造的PCB质量很高,但它们存在一些必须解决的严重问题。第一个问题是所需的化学过程的数量,通常需要至少两个化学罐。如果你使用干膜,你可以期望至少有四个坦克!PCB化学品的第二个问题是它们通常是危险的(酸,碱或致癌物质)。虽然小型塑料容器可用于制造小型PCB,但较大的PCB需要专用的容器。这导致大面积的半导体化学物质与空气接触,这可以使它们空气传播。这就是为什么你应该将一个特定的区域专用于坦克,它们应该放在一个通风柜里面,它有一个吹出风扇的抽风机。化学处理PCB的最后一个问题是需要手动钻孔(除非你拥有CNC),这可能非常困难。如果使用CNC,可以制作小至0.3mm的孔,但如果手动钻孔,则不要指望小于1mm的孔。

判决?

尽管这可能很刺激,但判决结果并非如此!哪个更适合你完全取决于你的要求。如果你有小孩并担心他们接触有毒化学物质,那么就去CNC路线。但如果钱是一个问题,那就采取化学方法。如果您担心灰尘,请进行化学处理,因为CNC会产生大量灰尘。但是如果你需要快速取出PCB,CNC可能是更好的选择。如果你需要每周生产许多PCB,那么你必须化学品!但如果你是像我一样有专门研讨会的人,那就做两件事吧!使用CNC钻孔和切割PCB,以及化学过程,以产生高质量的痕迹。






关键词: 自制PCB    

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