这周学习 PCB(Printed Circuit Board 印刷电路板) 制作。
制作方法
PCB 制作方法可分为消除和加成两类：
消除法（Subtractive）：利用化学品或机械将空白的电路板上不需要的地方除去
丝网印刷：把设计好的电路图制成丝网遮罩，不需要的部分覆盖蜡或者不透水物料，然后把丝网遮罩放到空白线路板上面，再在丝网上油上不会被腐蚀的保护剂，把线路板放到腐蚀液中蚀刻（etching）。
感光板：把设计好的电路图制在透光的胶片遮罩上，把需要的部分印成不透明的颜色，再在空白线路板上涂上感光颜料，将预备好的胶片遮罩放在电路板上照射强光数分钟，除去遮罩后用显影剂把电路板上的图案显示出来，然后腐蚀。
- 刻印：利用铣床或激光雕刻机直接把空白线路上不需要的部分除去。
加成法（Additive）：普遍做法是在一块预先镀上薄铜的基板上，覆盖光阻剂（D/F)，经紫外光曝光再显影，把需要的地方露出，然后利用电镀把线路板上正式线路铜厚增厚到所需要的规格,再镀上一层抗蚀刻阻剂－金属薄锡，最后除去光阻剂，再把光阻剂下的铜箔层蚀刻掉。
在实验室我们都用机器刻印的方式，虽然不适合量产，但是用来做快速原型很方便，也更环保一些。
用来刻印的机器是 milling machine (铣床)， 1/64 bit endmill(立铣刀)用来刻电路轨迹，1/32 bit 立铣刀用来切出整块板的外缘。
材料
常见的基材及主要成分有：
- FR-1 ──酚醛棉纸，这基材通称电木板（比FR-2较高经济性）
- FR-2 ──酚醛棉纸，
- FR-3 ──棉纸（Cotton paper）、环氧树脂
- FR-4 ──玻璃布（Woven glass）、环氧树脂
- FR-5 ──玻璃布、环氧树脂
- FR-6 ──毛面玻璃、聚酯
- G-10 ──玻璃布、环氧树脂
- CEM-1 ──棉纸、环氧树脂（阻燃）
- CEM-2 ──棉纸、环氧树脂（非阻燃）
- CEM-3 ──玻璃布、环氧树脂
- CEM-4 ──玻璃布、环氧树脂
- CEM-5 ──玻璃布、多元酯
- AIN ──氮化铝
- SIC ──碳化硅
Kapton / #1 epoxy film(环氧胶膜) / #1126 copper tape(铜箔胶带) 可用于制作柔性电路 (用刻字机).
我们选 FR-1 用于机器刻印。
刻印步骤
- fixturing 装夹，紧固（用双面胶）
- underlay (衬底)
- orientation
- zeroing (针头刚好接触板面)
- set-screws (固定螺丝)
- lifetime
- deburring (去毛刺)
- cleaning
注意: 刻印线路之间要留出至少 5 mils
组装
把元器件焊到电路上，接头需要做到光亮平滑。
