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热转印法手工自制单面PCB流程和技巧总结

电路设计 846℃ 0 3年前 (2014-10-08)

电赛期间做高频题,需要用到自制PCB,以提高电路的抗干扰能力。于是研究了很久的PCB热转印技术。根据这套近一个月来反复尝试总结出来的流程,能在较短时间内,制作出线宽10mil,间距8mil的可焊接64脚贴片封装MSP430芯片的高精度PCB,且断线的几率很小。

〇、使用的工具和材料

Altium Designer+家用激光打印机+热转印机+自制PCB专用腐蚀槽+蓝色环保腐蚀剂+激光碳粉清除剂+小型手电钻+玻纤覆铜板(或电木覆铜板)。

一、绘制PCB(使用Altium Designer)

  1. 1000mil = 1英寸=2.54cm,万用板孔间距 2.54mm = 0.1英寸 = 100 mil。
  2. 尽可能使用贴片元件,减少钻孔的麻烦。
  3. 贴片元件和布线在同一面,直插元件安装在另一面。
  4. 因为自制PCB制作好后,很难像万用板一样随意修改,故应该适当保留测试点。
  5. PCB规则(Rules)参考值:
  • 线宽Track Width > 15mil(10 mil在转印时可能会断)。
  • 安全间距 Clearance > 10 mil,最好设置为30mil以上,间距太小不易焊接。
  • 焊盘:
    孔径设置为20mil,后期根据需要钻孔(设置为20mil腐蚀后刚好方便打孔时钻头定位);
    直径>80mil,越大后期越容易钻孔(如果外径太小,稍微钻偏一点环形焊盘就会断开,会导致焊接不牢靠,并且焊盘更容易脱落)。
    对于常见的间隔为100mil的IC、三极管等管脚,焊盘直径若大于100mil,相邻焊盘会连起来,因此一般可设置为85mil。
  • 覆铜 Plane -> PolygonConnect:Relif Connect,宽度Conductor width > 20 mil,Airgap width = 15 mil。
  • PCB基板根据覆铜板实际大小设置,一般用单层,如果自制双层板,两面需要对准,相对比较困难。

二、打印

  1. 删除不需要的层:打印时只打印TopLayer或BottomLayer层,其它层删除。
  2. 如果是TopLayer,应该勾选镜像打印(Mirror)。
  3. 焊盘打印为孔(勾选Hole),这样做后期钻孔会比较好定位。
  4. 颜色设置为纯黑,打印模式设置为单色(ColorSet:Mono)。
  5. 打印大小:ScalePrint 1.0,而不是FitDocument。
  6. 关闭打印机省墨模式,具体方法看打印机说明书。
  7. 为防止直接放进热转印纸时发生卡纸现象,可将热转印纸剪下一块粘在普通A4纸上再打印,打印在热转印纸光滑的一面。
  8. 打印完后,要等热转印纸凉了,墨粉才会完全固定住,从而进行转印。

三、热转印

  1. 热转印机需提前5分钟预热,设置到180℃左右。
  2. 覆铜板先用砂纸打磨干净,然后用洗衣粉清洗干净表面看不见的油渍。清洗完后,不可用手触摸,并自然晾干(最好不要用纸擦)。
  3. 将打印好的热转印纸剪成合适大小,用耐热的纸胶带粘在覆铜板上固定住。
  4. 放进热转印机,热转印5次左右。从一边开始慢慢揭下热转印纸。如果没转印好,可以盖上再转印几次;如果有少量断线,可以用细记号笔画上(不要用油性记号笔大面积涂抹,这样后期会很难清理)。 5. 覆铜板应该完全冷却之后才能腐蚀,否则容易掉墨。

四、腐蚀

  1. 腐蚀槽中装入蚀刻剂溶液,开启加热棒,加热腐蚀液,直到温度达到50度左右,一般不要超过60度。
  2. 将完全冷却的覆铜板放入腐蚀液。
  3. 打开气泵通入空气加速反应。
  4. 没有油墨的地方看到颜色变化,铜箔被腐蚀掉,露出基板。有油墨的地方尚未腐蚀时,即可取出。如果放得太久,有油墨的地方也可能会从边缘开始,慢慢被腐蚀掉了。

五、去除油墨,清洗

用刷子蘸酒精或激光碳粉清除剂,刷掉墨粉,然后用水清洗。

六、进一步加工

用电钻打孔,一般引脚使用直径0.6mm左右的钻头即可,小心钻头折断。切割可使用锯子。

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