您是否常在书本或是各种技术资料上看到一个很实用的电子线路,而想仿制一套吗?或者每次在设计电路时,总是把面包板插的东倒西歪而不知所措?这时,如果将整个设计好的电路图浓缩在一块板子上,再将所需之电子零件如图焊接上去,那将会是多么轻松愉快!本文便是介绍如何制作电路板,也就是「洗」电路板。
制作印刷电路板的流程如图1所示,主要分为三大步骤:第一是曝光,将原稿样式曝光于感光板上;第二是显影,将已曝光的感光板利用显影剂进行显影;第三是蚀刻,利用蚀刻液,将电路板其余的铜箔清除干净,剩余所设计的电路。以下就制作过程作更进一步的介绍与说明。
图1. 制作印刷电路板流程图
1. 准备材料
表1所示为本文介绍的印刷电路板制作过程所需的材料名称与数量,这些材料可于一般电子材料行购得,价格便宜,并可利用现有设备,事前准备相关材料,事后妥善处理,相信您可以制作出一块漂亮的电路板。
表1. 材料名称与数量与数量需求表
首先,准备好电路图原稿,您可以自行以电路图绘制软件如protel、workbench等绘制,或者将现有电路图扫描下来,印成投影片,如图2所示为5v电源供应器的电路图。
图2. 5v电源供应器电路图
2. 曝光
如图3所示,将此张印有电路图的投影片放在感光电路板上,以透明胶带固定好,并在其上方5~10公分放置一盏日光灯进行曝光,本文以投影机取代日光灯,如图4所示,好处在于投影机是个平行光源,且光源强度足够,可直接将感光电路板的感光膜直接朝下放置,曝光效果不错。曝光时间约6~10分钟,除了线路部份外,其余感光部份由绿色转为蓝色即曝光完成。
图3. 将电路图固定在感光板上
图4. 以投影机进行曝光
3. 显影
此步骤是将已曝光完成之感光板进行显影。先调制显影溶液,显影剂与水的比例是1:20,如图5所示,本文以20g的显影剂加上400c.c.的水,调配均匀后,将曝光的感光膜面朝上,如图6所示,约5秒钟后可看见些许绿色微泡,之后,每隔数秒轻摇一下容器使微泡散开,摇至线路非常清楚且不再有微粒冒起为止,整个显影过程即完成。
图5. 量取显影剂20g
图6. 将已感光之电路板置入调配好的显影溶液里
4. 蚀刻
如图7所示,将氯化铁液注入塑料容器里,不可使用铁制容器,并把感光板膜面朝上,轻摇塑料容器,蚀刻至非线路部份的铜箔完全清静为止。氯化铁液的温度以20℃~50℃,温度高速度快,加温以间接加热法,也就是隔水加热法。
图7. 感光板进行蚀刻
5. 成果
以上曝光、显影、蚀刻三个步骤,时间与方法掌握的好即可制作出一块漂亮的电路板,如图8所示为本文所制作的电源供应器电路图,再将接点的地方钻洞,作为电子零件的插入孔,便完成电路板的制作,电子零件焊接完后便完成整个成果。
图8. 电路板成果
在进行蚀刻的过程,必须保持氯化铁的温度,以及轻摇塑料容器,市面上有一种专门进行蚀刻电路板的蚀刻机,如图9,利用加热器保持温度,并有一组打气机来仿真使用者摇晃塑料容器的动作,价格便宜且使用方便,建议在进行曝光与显影步骤之前,先行使用此蚀刻机加热氯化铁溶液,当曝光与显影完成后,氯化铁溶液已达适合温度,此时再放入蚀刻机进行蚀刻步骤,所有手续可于15分钟内完成,且电路板品质应可满足原型设计要求。
图9. 市售蚀刻机