以下是热转印制板的全过程介绍:
一、准备工具:一台激光打印机(推荐兄弟HL2140,不到1000的价位,可以加碳粉,经济实用,且经过我们试验过完全可以胜任热转印制板中打印图纸.)一台"快易转"PCB热转印机(福州科海电子有限公司生产),一台高速微型台钻(如果经费不足可以用手电钻、吊钻等代替,如果经费允许,也为了有一个完美高速的钻孔效果还是请购买一台高速微型台钻),热转印纸、钻头、蓝色环保腐蚀剂(可用三氯化铁代替,为了保护环境,尽可能使用这种蓝色环保低价的蚀刻剂.)、细砂纸若干,一台腐蚀机.(如果经费不够可以用塑料盒代替,如果用塑料盒的话可以购买一个加热棒,可以提高腐蚀速度.)以上就是热转印制板所需要的全部东西,全部配置不会超出2000元,只需不到2000元就可以建立一条属于自己的电路板生产线.所有的东西福州科海电子有限公司的网店上都有介绍.
二、工具介绍:
热转印机操作面板介绍:
因为后面制作过程有牵涉到PCB热转印机的使用,所以再制作之前先介绍一下机器的操作面板的功能键,方便后面的解说.本文以"快易转"PCB热转印机第一代产品KH320A为例,其他机型请到厂家网店了解,或向厂家索取使用说明和教程.操作面板如下图:
面板上共有三个开关和两个指示灯,右边一个是电源开关用来开启和关闭热转印机,中间一个是工作模式选择开关用来选择"转印"和"快退"工作模式,转印的时候开关打到"转印"位置,预热和需要取消转印时请把工作模式开关打到"快退"位置.左边一个是"加热"和"冷却"选择开关,拨到"加热"位置红外灯管才可以工作,拨到"冷却"位置红外灯管停止加热.红色的指示灯为电源指示灯,只要开启电源就会点亮.绿色的指示灯为预热指示灯,当"冷却"开关打开的时候绿灯常亮,或者在加热的时候,到温度到达设定值时绿灯也点亮,温度未到达设定值的时候绿灯熄灭.
三、设计图纸:
要想用热转印制板方法制作出来的电路板有良好的效果,首先要从设计开始,很多人往往忽略了这一点,几乎所有的文章都没有介绍,如果设计不好就是再好的工具都无济于事,哪怕是正规制板如果设计不当,也会出现问题,更何况热转印制板.热转印制板跟正规制板相比具有自身特有的特点,所以在设计上需要特殊考虑.主要有以下几点:
1.只要条件允许,焊盘的环宽要尽可能大,因为业余制板是用手工钻孔而不是数控钻孔所以难免会有偏差,所以如果焊盘的环宽很小很容易破盘,破了盘就不好焊接.
2.只要条件允许,线间距尽可能大些,无论热转印制板还是正规制板,其实这一点都是一样要求,间距大了短路的可能性就越少,制板的品质越有保证.
3.板子的外形尺寸要比您所用的敷铜板的外形尺寸小一些,这样转印的时候如果有偏移也能保证能百分百印在板上.有的时候还需要在板边贴胶布,如果板边有多余的空间就不需要把胶布贴在线路上.
4.如果要作双面板,要尽可能考虑使用贴片器件,特别是阻容件要尽可能采用贴片封装.而且这些贴片的器件尽可能放在底层,插件放在底层,这样布出来的图纸,顶层的线路会尽可能的少,制作双面板的成功率就会更高.如果能设计成单面板的图纸尽可能设计成单面板,因为热转印制作双面板上下层对孔还是有一定的难度,所花的时间比较多,而制作单面板成功率是毫无疑问,百分之百.
5.如果要作双面板.设计的时候还要考虑元件的管脚,对于电解电容可以考虑卧式安装,这样可以上下焊接,对于管脚在元件下面,无法在元件面焊接的器件,比如直脚插座,这个时候就需要考虑在管脚的附近可看到的区域作过孔,然后用剪下来的器件管脚穿孔并上下两面焊接起到导通的作用,如果只有底层走线跟它连接就不需要过孔.千万不要把顶层走线直接连到插座的管脚上,这样插座焊接后将无法进行上下贯通.如果能用卧式插座的地方尽可能用卧式插座.
6. 画完图纸之后,无论是单面还是双面,最好都要补泪滴,这样焊盘的附着力会更好.
四、单面板制作过程:
1、预热机器:
因为预热需要一段时间,通常需要10分钟左右,所以先预热,然后开始打印您的设计图纸,这样可以充分利用您的时间.
预热的方法:如下图把电源开关拨到"开机"位置,温度设置开关拨到"加热"位置工作模式开关拨到"快退"位置,温度调节旋钮调到最高温度"200度",此时可以看到右边的红灯亮,表明电源正常.同时可以听到胶辊的转动的声音,打开上盖从挡板和胶辊的缝隙中可以看到红外灯管发出的红光,说明电机和灯管
工作正常.经过10分钟左右,面板上绿灯点亮说明温度已经升到设定的温度.可以开始进行转印.
工作模式开关拨到"快退"位置可以加速胶辊均匀加热的速度,如果拨到转印位
置会使预热的时间变长.
温度达到设定温度后,绿灯点亮,红外灯管关闭,温度开始下降,降到系统设置的温度,绿灯熄灭,红外灯管重新打开,机器的温度保持在一个稳定的范围之内.绿灯的不停亮灭属于正常现象.表示在进行温度控制.
在预热过程中在绿灯尚未点亮时,想了解当前的温度,请把温度旋钮逆时针旋回,直到绿灯点亮的位置停下,该位置的温度指示就是当前的机器温度.注意在刚开始加热的时候,温度还没有上升到100度,就是把温度调节电位器调到最左边也无法点亮绿灯,要等几分钟后温度升到100度以上,旋转电位器绿灯才会有变化.
关于温度设置:预热时请一定要把温度调到最高,因为热转印刚开始的时候电路板本身是冷却的,需要最高温度进行快速加热.当板子被吸入胶辊,可以放手时,再把温度调低些,温度的高低跟电路板的面积和厚度有关,面积越大,厚度越厚的板子所需要的温度越高,对于小板子可以适当降低温度.转印后如果发现转印纸烤焦并粘在腐铜板上或者腐铜板上有转印纸留下的不干胶水`污渍,就说明温度太高,请把板上碳粉去除温度调低`重新转印.
2、打印图纸:
激光打印机的选择也很重要,不要使用太差的激光打印机,比如300元左右的低档打印机,这种激光打印机的进纸方式类似碳膜打印机,没有进纸仓.应该选择在下前方有进纸仓的激光打印机,这样才能保证转印纸打印的时候不皱褶,不卡纸.我们推荐使用BROTHER HL-2140激光打印机.如下图:
打印之前先了解您的激光打印机,必须知道打印的时候字是打印在哪一面,上面还是下面,打印是从前面还是后面开始的,方法是先拿一张做好标记的普通打印纸,比如上面写个"上"字,下面写个"下"字,前面写个"前"字,后面写个"后"字.然后
把打印纸放入进纸仓,注意写"上"字一面朝上,以此类推,然后打印一个文档,观察打印后的纸张上的文字就可以判断出该打印机打印的面向和前后顺序.
弄清面向和前后顺序后,接下来要设置好打印机的分辨率,把它设置成分辨率最高.设置成最高分辨率才能保证有最多的碳粉,转印的效果才会最好.如下图兄弟HL-2140激光打印机的设置.
把转印纸从包装带中取出,注意保持平整(平时保存转印纸也必须放在干燥通风的地方那个,并且保持平整.),把它放入打印机的进纸仓,注意要把图纸打印在转印纸的光滑的一面.如果打印机是从底面打印的光滑面朝下,反之朝上.
打印图纸的时候必须把焊盘的孔径打开,以PROTEL99为例,必须如下图设置:
打印顶层线路或顶层字符时,必须镜像即把"Mirror Layers"选中,同时把"Show Holes" 选中,打印的时候就会把焊盘的孔径露出.
打印底层线路或底层字符时,不需要镜像即不需要把"Mirror Layers"选中,但是也要把"Show Holes"选中,打印的时候就会把焊盘的孔径露出.
为了保证转印的成功率,转印机和转印纸的选择一样重要,尽可能选用专业厂家提供的热转印纸,一个良好的热转印纸应该是耐高温无残胶的.
3、敷铜板的简单处理
敷铜板大小的选择,如果不是对板子尺寸有严格要求或者可以制作线路后再对板子进行成型,那么选择的板子长宽要适当比图纸的长宽大一些,因为转印过程中,板边由于铜皮少散热慢,转印纸容易在板边留下残胶,如果板子大小跟图纸一样,那么线路就会很靠近板边,当残胶和线路在一起的时候,就很难处理,如果不处理,将会出现腐蚀不干净的情况.当板子比图纸大的时候,就可以很容易把残胶处理干净.
对于腐铜板的处理重点是要把腐铜上氧化、手印和污染的部分和板边的毛刺处理干净,氧化、手印和污染物会导致转印不上,板边毛刺可能导致胶辊受损.
处理的时候使用细砂纸打磨,无须放入腐蚀剂中微蚀刻.
4、把转印纸固定在铜板上
对于把面积比敷铜板小的图纸转印在敷铜板上,不需要特别定位,直接把转印纸打有图纸的一面压在铜板上,推入转印机胶辊就可以.
对于图纸的面积和所使用敷铜板的面积相当的情况,为了防止纸张偏移,就必须使用高温胶带把转印纸固定在电路板上,高温胶带必须能耐温200度,我司也有提供,购买转移机时可以选购.
注意:在转印过程中,尽可能的不使用胶带,特别是严禁让胶带直接粘在铜板上,我们尝试过很多胶带,包括耐高温胶带,多少都会在铜板上留下残胶,造成腐蚀不干净.
固定的时候最少必须固定一边,就是推入转印机的方向是一定要固定的.为了保险起见也可以把四边都固定住.
5、开始热转印
转印的时候请把转印机的上盖取下,露出胶辊方便观察整个转印过程.
准备好这些步骤之后,回到转印机前面.观察转印机的预热绿灯是否点亮,如果点亮说
明温度已经达到设置值(一般是最高值200度).
如果温度到了设定值,那么把工作模式键转到"转印"处,进入转印工作模式,电机将会步进转动.
把固定好转印纸的板子推入转印机,刚开始的时候由于没有吸入,所以必须稍微用力推着电路板,直到被转印机吸入半个胶辊的宽度后,再把手放开,后面就交给转印机自动控制了.提早松手可能导致无法吸入电路板,转印失败.
转印时温度设置参见第一步预热机器中关于温度设置的说明.
转印过程中如果想临时取消,请按快退键,可以快速把电路板退出.
为了保证转印效果,强制要求前进推入电路板必须使用"转印"模式,本机在电机快速转动时不提供前进方向的转动无法吸入电路板,只提供后退方向的转动.但使用后退方向的转动时可以快速把电路板从转印机中退出,可以随时取消转印.
6、撕开转印纸
电路板全部从转印机中流出后,等电路板稍微冷却后就可以把转印纸慢慢从一个角度开始撕开,如果发现转印不完整,可以停止撕纸,继续再转印一遍.
如果撕开后发现转印图形完整,请仔细观察板上是否有转印纸留下的胶水痕迹,对于耐温不高的转印纸特别容易留下胶水的印迹,残留的胶水会导致后面无法腐蚀,从而导致整个制板失败和无法挽救.如果发现胶水残留物很多,只能把腐铜板上的碳粉清除掉,重新转印,并再下次转印时把温度调低.(这一点很重要)
如果撕开时发现转印纸粘在铜板上很难撕开也是因为温度太高的缘故,如果重新转印适当把温度调低.
如果撕开发现转印效果很不理想,纸上还有大量的碳粉,那么说明转印的温度不够,如果重新转印必须提高温度.
7、腐蚀电路板
为了地球母亲,为了环保事业,请使用我司提供的蓝色环保蚀刻剂,尽量不要使用污染环境的三氯化铁.以免对环境和个人造成损伤.
蚀刻剂的使用方法见我司提供的蚀刻剂包装中的使用说明.
对于一般一两片样品的腐蚀使用我司提供的塑料盒存储蚀刻剂就可以,如果需要大量腐蚀电路板请使用我司提供的腐蚀机.
8、 钻孔和清洗碳粉
一定要先把孔钻好,然后再清洗碳粉,先清洗碳粉将无法看到孔的位置.
钻孔推荐使用微型高速小台钻,特别适合钻电路板,噪音低,速度快.购买时务必选用大功率纯铜电机的台钻,以保障钻孔效果和使用寿命.我司淘宝网站有出售240W的纯铜电机的微型小台钻.
碳粉的清除可以使用细砂纸和洗碗用的铁丝球,无需使用什么汽油等昂贵的东西.
9、线路上锡
为了保证线条不氧化,并提高可焊性,最简单的办法就是把板子放入上锡水中,几秒钟铜箔上就镀上了纯锡.就再也不怕氧化.
为了降低成本也为了环保事业,也可以使用松香水覆盖在铜箔上,同样可以起到抗氧化助焊的效果,但是松香比较粘容易粘上粉尘.
10、制作字符层
把打印好的顶层字符层固定贴在电路板的全部是基材的一面上,也就是跟线路反一面,然后线路面对着光线,移动纸让元件和它的孔对准.然后放入转印机转印.就可以得到一个精美的丝印层,如下图:
经过十个步骤,一个精美的单面板已经制作完成,耗时半个小时到一个小时,从此无须漫 长的等待.
下面在单层板的基础上对双面板的制作做个简单的介绍.
五、双面电路板制作过程
1、自制双层板的特点
市场上专业制作的双层板在所有过孔处都作了电镀处理,因而每个过孔和焊盘的上层和底层之间都是边接在一起的,自制的双层板不同,上层和底层之间没有物理连接,利用电子元件的脚在双面都可以焊接,来当过孔使用,在设计PCB时就得需要注意考虑.制作时,双层板的上下两层要严格对准,这样才能正常使用.
2、精确定位技巧
设计PCB时,在边框四个角各留一个定位孔,孔径为20mil左右.
用图钉(或其他金属丝线)分别打定位孔,把上层和下层4对定位孔分别对应起来,穿在一起,然后用钉书机在叠好的打印纸边上钉固定的钉子,把两张纸做成一个口袋.
3、检查
把板子放进袋子前最好先让袋子对着窗口或灯光看一下是否对准了,以免没对准而徒劳后面的工作,把双层敷铜板小心放进袋子里,居中,就OK了,其它操作跟单层板一样了.
其实前几次操作做出的电路板可能不太理想,多做几回,就可以做出一块很漂亮的板子了.
做双面板有很多种方法的,只要孔有对准就可以了,可以先做好其中的一面,再做另外一面.