種新型快速線路板制作方法介紹

引言：

從事電子線路設(shè)計的人都深有體會，設(shè)計一件產(chǎn)品最麻煩的事情就是搭板實驗，而搭板實驗最麻煩的可算是印刷電路板的制作。雖然現(xiàn)在大多數(shù)人把這件煩人的事情交給線路板廠去處理了，但每制一次板需等待3--7天的時間實在太久。新的設(shè)計靈感往往因這種煩、等而被放棄。中月線路板制作機能根據(jù)PROTEL的PCB文件快速、自動、精確地制作印刷電路板。用戶只需在計算機上完成PCB文件的設(shè)計后傳送給機器，機器就能自動完成雕刻、鉆孔、切邊等功能，輸出一張或多張符合要求的印刷電路板。在實驗室花幾分鐘就可以完成一張線路板的制作，您的靈感可以瞬間實現(xiàn)。

1.傳統(tǒng)線路板快速制板方法

電子產(chǎn)品的開發(fā)過程，不可避免地要經(jīng)過線路板的試制。試制最常用的辦法是把設(shè)計好的PCB文件送到專業(yè)的線路板廠去制作（“打樣”）。通常這種過程要經(jīng)過三天到一周的時間。產(chǎn)品的研發(fā)，時間就是生命。一個產(chǎn)品開發(fā)過程中少則經(jīng)過三五次、多則十幾次的修改使開發(fā)人員無法忍耐過多的等待，于是在實驗室環(huán)境下，開發(fā)人員想法設(shè)法通過各種手段以實現(xiàn)快速制板。

快速制板方法主要有物理方法和化學(xué)方法兩大類。

物理方法：通過利用各種刀具和電動工具，手工把線路板上不需要的銅刻去。這種方法比較費力，而且精度低，只有相對較簡單的線路才可以采用。

化學(xué)方法：通過在空白覆銅板上覆蓋保護(hù)層，在腐蝕性溶液里把不必要的銅蝕去，是當(dāng)前大部份開發(fā)者使用的方法。覆蓋保護(hù)層的方法多種多樣，主要有最傳統(tǒng)的手工描漆方法、粘貼定制的不干膠方法、膠片感光方法以及近年才發(fā)展起來的熱轉(zhuǎn)印打印PCB板方法。

手工描漆：將油漆用毛筆或硬筆在空白覆銅板上手工描繪出線路的形狀，吹干后即可放進(jìn)溶液里面直接腐蝕。

粘貼不干膠：市面上有各種不干膠被制成條狀和圓片狀，在空白線路板上根據(jù)需要組合不同的不干膠，粘緊后即可腐蝕。

膠片感光：把PCB線路板圖通過激光打印機打印在膠片上，空白覆銅板上預(yù)先涂上一層感光材料(市面有已涂好的覆銅板出售)，在暗房環(huán)境下曝光、顯影、定影、清洗后即可在溶液里腐蝕。

熱轉(zhuǎn)印：通過熱轉(zhuǎn)印打印機把線路直接打印在空白線路板上，然后放進(jìn)腐蝕液里腐蝕。

2．各種快速制板方法比較

物理方法：傳統(tǒng)物理雕刻方法工藝相對簡單，只需手工雕刻與鉆孔即可。但由于全是手工操作，其最主要的缺點是費工費時、精度不易控制、雙面板的鉆孔難以對齊，且存在不可恢復(fù)性，對操作要求很高。目前，傳統(tǒng)物理方法已較少有人采用。

化學(xué)方法：工藝相對復(fù)雜，但精度可控，是目前使用最廣泛的快速制板方法。其主要存在的問題是：

a．打印精度取決于所采用的打印機墨盒的精度。性能較差的打印機打印出來的線條不均勻，腐蝕過程中容易造成斷線、粘連。

b．感光板的曝光及顯影時間不易控制，而且每一批板的最佳曝光時間都會有所不同，需要經(jīng)過反復(fù)的試驗才能掌握。

c．腐蝕過程的控制難度高：單片腐蝕用板不可能配備線路板廠大批量生產(chǎn)所用的專業(yè)控制設(shè)備，而腐蝕溶液的溫度、濃度、酸堿度都會對腐蝕質(zhì)量有較大影響。想要做好一片線路板，必須有多次的經(jīng)驗積累。否則，材料報廢十分嚴(yán)重。

d．感光板對環(huán)境要求較高，必須在全黑低溫條件下保存，曝光過程也必須在暗房條件下進(jìn)行。

e．銀鹽(感光材料)及銅鹽(腐蝕產(chǎn)物)均有毒性，腐蝕過程中操作要十分小心，沾上人身或衣物很難清洗，且由于環(huán)保原因，腐蝕后廢液處理比較麻煩。

f．蝕刻出來的成品板必須利用手工打工，而手工打孔要控制精度很困難。

3.各種方法制作的線路板性能比較

從成品板的附著力方面來比較:

化學(xué)腐蝕方法由于是將整塊板泡在溶液里腐蝕，腐蝕后必須清洗及烘干。在這一過程中，線路板經(jīng)過一冷一熱、一干一濕，大大影響了覆銅的附著力，實驗調(diào)試過程中可能由于更換不同參數(shù)的電子原件引起銅片剝離脫落。而物理雕刻方法省去了這一過程。因此，物理雕刻方法在成品板的附著力方面性能比化學(xué)蝕刻好。

從線條邊緣方面比較：

化學(xué)腐蝕方法做出的線路板，由于溶蝕的特性，在顯微鏡下可看出線條橫截面呈倒梯形，邊緣不規(guī)則。而物理雕刻出來的線條橫截面在顯微鏡下呈正梯形，邊緣角度和刻刀角度相同，線性良好。這也從另一方面說明了物理方法的附著力比化學(xué)方法好。

從成品板精度方面比較：
傳統(tǒng)物理方法由于是全手工操作，精度難以控制，只能制作精度相對較低且線路不太復(fù)雜的線路板。而化學(xué)方法由于借助諸多設(shè)備，精度基本可以保證。

從制作速度方面比較：

傳統(tǒng)物理雕刻方法與化學(xué)方法制作一塊同樣的板，所用時間相差不多。

4、全新線路板制作方法

綜上所述可知，要實現(xiàn)快速制板，傳統(tǒng)的化學(xué)方法過于復(fù)雜與麻煩，傳統(tǒng)的物理方法又太過費工費時，且兩者對學(xué)習(xí)與操作技巧要求都較高，快速制板的“快速”二字并未得到真正的體現(xiàn)。

有無可能集中兩類方法的優(yōu)點、摒棄缺點，真正實現(xiàn)快速、便利、高精度、低成本的快速制板方法呢？

在傳統(tǒng)化學(xué)方法的改進(jìn)上，諸多有識之士做出了艱辛而卓越的探索，使得化學(xué)制板方法得到了迅速提高，應(yīng)用越來越廣。廣東中月電子有限公司則獨辟蹊徑，從傳統(tǒng)物理方法入手，致力于從機器操作代替人工操作，在保留傳統(tǒng)物理方法雕刻線路板工藝簡單、產(chǎn)品質(zhì)量良好的基礎(chǔ)上，克服手工操作費時費工、精度不易控制的缺點，代之以計算機控制下的精密數(shù)控機床來操作，兼容國內(nèi)使用率最高的PROTEL軟件，直接利用PROTEL的PCB文件信息，在不需要任何轉(zhuǎn)過程的情況下直接輸出雕刻數(shù)據(jù)，將雕刻、鉆孔、切邊一次性完成。免腐蝕、高精度、操作簡便，真正實現(xiàn)了快速制板。

中月電子集中機、電、軟方面的大量研發(fā)人才、歷經(jīng)三年而成的ZY系列線路板制作機，實質(zhì)上是一種小型數(shù)控鉆銑床。在計算機軟件的控制下，三個動作單元（分別為X、Y、Z軸的驅(qū)動電機）做相應(yīng)的動作，驅(qū)動高速旋轉(zhuǎn)的主軸電機按程序指令做相應(yīng)的運動。主軸電機帶動刀具切削工件，把工件加工成用戶要求的形狀。由于機械動作嚴(yán)格按指令執(zhí)行，不用放大鏡肉眼就可以判斷線路板有無粘連或暗斷。由于設(shè)計過程中特別注重了使用的方便性，整個操作也非常簡單。

5、線路板制作機快速制板的特點

與傳統(tǒng)的物理方法和化學(xué)方法相比，利用線路板制作機快速制作線路板，具有如下鮮明的特點：

高效:制作一張普通線路板只需幾分鐘到幾十分鐘。

自動:廢除傳統(tǒng)線路板制作的“膠片、感光、定影、腐蝕、清洗、鉆孔”過程,制作一張線路板只需要完成PROTEL的PCB文件設(shè)計，其他由機器自動完成。

精確:數(shù)控鉆孔誤差小于1mil，多引腳元件可以輕松定位，避免因手工鉆孔導(dǎo)致的插件困難。

方便:操作過程象打印機一樣簡單。

廉價：由于中月電子線路板制作機擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，其設(shè)備價格只有進(jìn)口機的幾分之一；且線路板制作機制作過程中的使用原料便宜（只需少量的空白覆銅板和電費），可以大幅降低電子項目的研發(fā)經(jīng)費。

環(huán)保：廢除傳統(tǒng)方法對環(huán)境造成的化學(xué)污染。

6、線路板制作機的應(yīng)用范圍

線路板制作機的應(yīng)用范圍極為廣泛，凡是有制板需求的單位或個人都有可能從中受益：

(1)教育領(lǐng)域

目前，我國綜合類和理工類高等院校都普遍設(shè)置了電子、電工、無線電、計算機、數(shù)控、自動化、電教及物理等專業(yè)，并且多把PROTEL設(shè)計軟件列入教學(xué)大綱。中月電子線路板制作機的問世，給教學(xué)帶來革命性地改進(jìn)，解決學(xué)生由于PCB板這一瓶頸而放棄實驗課程的問題，是PROTEL軟件教學(xué)的最佳輔助設(shè)備。它可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、鼓勵大膽創(chuàng)作，使高校真正成為培養(yǎng)高科技實用人才的搖籃。

此外，中月電子線路板制作機對各種電子類技術(shù)學(xué)校、職校和成人?？茖W(xué)院，也有廣泛應(yīng)用前景。它能培養(yǎng)、提高學(xué)生獨立思考和實操能力，使學(xué)生畢業(yè)后可以較快適應(yīng)當(dāng)前激烈的人才競爭。

(2)科研單位

開發(fā)工程師的設(shè)計靈感是每個科研單位的靈魂。線路板制作機作為一種超級工具，可為每個設(shè)計者省下大量寶貴的創(chuàng)作時間。想到作到，精益求精，好作品自然源源不斷，有利于科研成果的快速轉(zhuǎn)化。

(3)所有與電子相關(guān)行業(yè)

對所有電子、玩具廠、鐘表廠及各種影音、視聽設(shè)備廠家來說，產(chǎn)品創(chuàng)新能幫助迅速打開市場。線路板制作機是電子線路設(shè)計開發(fā)者的最佳開發(fā)工具，可以極大縮短產(chǎn)品回報周期，有利于迅速搶占市場。

(4)軍隊

由于軍隊的科研部門具有極高的保密要求，各種試制板的委托加工始終難以令人放心，而漫長的等待過程也部分壓抑了軍事人才的創(chuàng)作欲望，電子線路板制作機或許能成為科技強軍的一種新型武器。

同時，各大軍區(qū)普遍設(shè)有軍地兩用人才培訓(xùn)中心。培養(yǎng)獨立創(chuàng)作的電子類人才能提升我軍素質(zhì)，也不失為解決軍人復(fù)員后就業(yè)問題的一個好辦法。

(5)司法系統(tǒng)
目前大部分監(jiān)獄都有電腦，如配置線路板制作機，會使一些服刑人員產(chǎn)生濃厚的創(chuàng)作興趣和創(chuàng)作意念。一臺線路板制作機就是一個小型線路板的加工廠，即可用于教學(xué)又可對外承接訂單。服刑人員刑滿釋放后，可以自食其力，自謀出路。

(6)其他領(lǐng)域

7、結(jié)束語：

中月線路板制作機的出現(xiàn)，以高質(zhì)的產(chǎn)品、完善的服務(wù)、低廉的價格，彌補了這一市場空白，勢必引發(fā)一場快速線路板制作技術(shù)的革命。在單件或小批量試制用板的快速制作市場上，線路板制作機將發(fā)揮其無與倫比的優(yōu)勢。

由于物理制作方法的自身局限性，線路板制作機暫時不適合大批量的生產(chǎn)用板。在大批量用板的制作上，與線路板廠化學(xué)腐蝕方法生產(chǎn)相比，速度、成本、精度等指標(biāo)上線路板制作機并不具備明顯優(yōu)勢，因此，線路板制作機只能是作為快速制作小批量線路板的主要工具。

如果該行業(yè)能夠得到廣大電子設(shè)計師及愛好者的大力支持，在線路板制作市場上，形成“大批量生產(chǎn)用板委托線路板廠加工，小批量試制用板采用線路板制作機制作”這樣的市場格局與共識，將是指日可待的。

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