電子工藝實(shí)訓(xùn)臺(tái)印刷電路板的制作

    電子工藝實(shí)訓(xùn)臺(tái)是模擬電子產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過程為學(xué)生提供的技能型實(shí)訓(xùn)設(shè)備�？蛇M(jìn)行電子工藝實(shí)習(xí)、電子設(shè)備裝配、電子線路課程設(shè)計(jì)、電子手工焊接練習(xí)、電子元器件實(shí)物識(shí)別、測(cè)試、篩選、電子元器件拆裝維修等訓(xùn)練，完成線路板制作、焊接、調(diào)試等實(shí)訓(xùn)任務(wù)。使學(xué)員了解電子產(chǎn)品制造過程、熟悉電子產(chǎn)品工藝，掌握電子產(chǎn)品的操作技能，模擬企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行零距離的實(shí)訓(xùn)操作。 一、器材
    銅箔板一塊、三氯化鐵一瓶（自備）、油漆一小瓶、毛筆一支、復(fù)寫紙一張、鉛筆一支、水磨砂紙一張、瓷盒或玻璃容器一只。
二、電子工藝創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)臺(tái)印刷電路板的制作
1、制作印制板最常用的方法是銅箔腐蝕法。就是把需要的印刷電路圖形，在銅箔板上感光或印刷一層耐腐蝕的保護(hù)圖形。然后用三氯化鐵進(jìn)行腐蝕，把沒有保護(hù)層的銅箔腐蝕掉，留下需要的銅箔圖形，成為印制電路板。
2、敷銅板（也稱銅箔板）
    敷銅板是制作印制板的主要材料，它是用一層純銅箔，利用耐熱的粘合劑，粘在絕緣板上制成的。目前一般采用環(huán)氧玻璃布層壓板，它的絕緣性能和堅(jiān)固性比酚醛紙層壓板優(yōu)良。
3、自制印制板
    用手工方法自制印制板，可按銅箔板清潔處理，制耐酸保護(hù)層，腐蝕、清洗、去保護(hù)層、打孔、涂助焊劑等幾個(gè)步驟進(jìn)行。
（1）銅箔板清潔處理
    主要是清除銅板表面的油污，否則影響耐酸保護(hù)層與銅箔的結(jié)合力�？捎闷�油擦，水磨砂紙打磨或用去污粉擦洗，使銅箔全部光潔、無斑點(diǎn)。
（2）制耐酸保護(hù)層
是指用耐酸涂料在銅箔板上繪出所需要的圖形（先用復(fù)寫紙把電路復(fù)印在銅箔上）。描繪時(shí)，要注意所需保留的銅箔部分必須均勻涂上防護(hù)層。耐酸涂料可選用油漆。也可用如下配方：①甲級(jí)白鋅厚漆、耐酸瀝青漆（1:1）；②甲級(jí)白鋅厚漆、酚醛清漆（1:1）。用香焦水等溶劑稀釋后繪制。
由于油漆的粘度大，畫線路圖很不方便。如果用下列配方制成防腐蝕墨水，就可使用蘸水鋼筆進(jìn)行繪圖。由于它粘度小，繪制方便，易干燥，縮短了制板時(shí)間。是一種較為理想的防腐蝕涂料。
防腐繪圖墨水配方
聚苯乙烯10克（一般透明的牙刷柄大都由聚苯乙烯制成）
香蕉水50毫升
油溶性染料或圓珠筆芯中的染料，若干
把聚苯乙稀敲碎，放在玻璃瓶（墨水瓶）中，注入香蕉水，擰緊膠木瓶蓋，靜置24小時(shí)。待聚苯乙烯全部溶解后，試驗(yàn)它的粘度。粘度以蘸水鋼筆沾上溶液能在銅箔上流利繪線，待溶液揮發(fā)干燥后能在銅箔上留有一層薄膜為宜。配好粘度后，逐漸加入染料，使繪出的線條清晰可辨。
（3）腐蝕
就是把銅板上未涂耐酸保護(hù)膜的銅箔腐蝕掉，留下需要的電路圖形。銅箔腐蝕一般采用三氯化鐵溶液。配方為：三氯化鐵40～50克，水100克。配制時(shí)，把三氯化鐵緩緩加入水中（溶解時(shí)會(huì)發(fā)熱），待固體全部溶解后即可使用。由于它有一定的腐蝕性，容器應(yīng)采用塑料或玻璃盆。把要腐蝕的電路板浸沒在溶液里，將盆來回晃動(dòng)，以加速腐蝕。
用過的溶液要妥善保存，以后還可使用多次。
（4）清洗
腐蝕好的印制板應(yīng)立即取出用清水沖洗干凈和去保護(hù)層。
去保護(hù)層的辦法是用香蕉水、汽油等擦洗，也可用水磨砂紙打磨，在保護(hù)層脫落后，再浸沒入水中清洗，如果發(fā)現(xiàn)有少量殘留銅箔，可用小刀輕輕刮去，修整好。
（5）打孔
按圖紙上元器件的實(shí)際安裝尺寸鉆孔，孔必須鉆正。為了使鉆出的孔眼光潔、無毛刺，鉆頭要磨鋒利，元件孔直徑在2mm以下的，要采用高速鉆孔。轉(zhuǎn)速過低，鉆出來的孔眼就會(huì)有嚴(yán)重的毛刺。
（6）涂助焊劑
涂助焊劑的目的，一是容易焊接，保證導(dǎo)電性能；二是防止電路的連線銅箔受潮生銅綠。助焊劑配方很多，最簡(jiǎn)單的是松香助焊劑�？砂此上�80克，酒精500毫升的比例，將松香溶解在酒精中。然后用干凈毛筆蘸溶液均勻涂在線路上，干后即成。
三、電子工藝實(shí)訓(xùn)考核裝置印刷板的設(shè)計(jì)
1、印刷板上的元件布局
（1）單面印刷板上的所有焊接元件應(yīng)安放在底板不焊接的一面，便于插裝和組焊。
（2）板面上的元件盡可能按電原理圖順序排列整齊和緊湊，以縮短引線。如果因?yàn)榘迕娌粔�，安裝不下整個(gè)電路的元件，可以遵循電路信號(hào)的前后次序，按一定的線路排列。但輸入與輸出電路不要靠近，避免寄生耦合引起振蕩。由于屏蔽需要分開安裝時(shí)，則要使每一塊裝配好的印制電路板成為獨(dú)立的功能電路，以便于調(diào)試。
（3）對(duì)于一些笨重或體積大的元件，如變壓器、繼電器、大電容器等，可安裝在輔助板上，利用堅(jiān)固件將它們固定。
（4）元器件布局應(yīng)盡量減小相互間的電磁場(chǎng)感應(yīng)。電感器放置應(yīng)與相鄰印制導(dǎo)線交叉。
（5）發(fā)熱元件應(yīng)放在有利于散熱的位置，必要時(shí)可加散熱器或單獨(dú)放置。
2、印制板上的布線
（1）公共地線布置在最邊緣，便于將印刷電路板安裝在機(jī)殼上，也便于與機(jī)殼地線相連接。
（2）印制板上每級(jí)電路的地線應(yīng)自成封閉回路，使本級(jí)地電流在本級(jí)范圍內(nèi)流通，減少級(jí)間地電流耦合。每級(jí)電路的四周都是地線，便于接地元件就近接地，接地線短可減小引線電感。地線應(yīng)有足夠的寬度，最好是采用大面積接地，即大塊銅箔為地線。大面積接地還具有一定的屏蔽作用，但會(huì)增大元件對(duì)地的分布電容。如發(fā)現(xiàn)給某元件帶來影響，則可增大該元件與板面之間的距離或?qū)⒃�件改為立式安裝。
（3）單面印制電路板上的導(dǎo)線不能交叉，必須交叉走線時(shí)可使用裸銅線在背面跨接。要注意使高頻線、管子各電極的引線、輸入和輸出線短而直，并避免相互平行。
  用雙面銅箔板時(shí)，兩面印刷線應(yīng)避免互相平行，以減小導(dǎo)線間的寄生耦合，最好成垂直布置或斜交。
（4）為了便于外接，印制板的一端或多端可做成插頭形式。為了減小平行導(dǎo)線之間的寄生耦合，輸入信號(hào)線與輸出信號(hào)線之間用地線隔開，信號(hào)線與電源線之間的距離應(yīng)遠(yuǎn)些。
3、印制導(dǎo)線、接點(diǎn)的圖形和有關(guān)尺寸
（1）印制導(dǎo)線的寬度應(yīng)根據(jù)電流大小來確定，一般為1.5mm或2mm。導(dǎo)線間距不小于1mm，否則焊接有困難。機(jī)械固定用的墊圈等零件與印制導(dǎo)線的間距不小于2mm。
（2）印制接點(diǎn)是指印制在安裝孔周圍的金屬部分，供焊接元件引線或跨接線用。接點(diǎn)尺寸取決于安裝孔的尺寸。
安裝孔是指固定元件引線而穿通底板的孔。安裝孔的直徑應(yīng)稍大于元件引線的尺寸（一般大0.4mm，但最大不要大于引線的1.5倍，否則將影響機(jī)械強(qiáng)度）。
接點(diǎn)圓環(huán)的外徑?jīng)Q定于安裝孔直徑，部頒標(biāo)準(zhǔn)見表4-1。
表4-1

接點(diǎn)外圓直徑(mm)	2.0	2.0	2.0	2.5	2.5	3.0	3.5	4.0	5.0	6.0
安裝孔直徑(mm)	0.4	0.5	0.6	0.8	1.0	1.3	1.6	2.0	2.8	3.5

（3）印制導(dǎo)線不應(yīng)有急劇的彎曲和尖角，在有導(dǎo)線分支時(shí)，分支處應(yīng)圓滑。
（4）為了增加焊接元件與印刷板基板的粘貼強(qiáng)度，必須將導(dǎo)線的焊接點(diǎn)加寬成圓環(huán)形。
四、實(shí)訓(xùn)范例
    以實(shí)驗(yàn)圖4 (a)為例，畫出印制板圖4 (b)，根據(jù)上述步驟制作出合格的線路板。