我是一個(gè)退休公務(wù)員，也是一名從年輕時(shí)就迷戀電子制作的業(yè)余愛(ài)好者。而電子制作的核心是制作一塊功能齊全，而又美觀漂亮的電路板（即PCB板）。不管你是不是“發(fā)燒友”，哪怕制作一件簡(jiǎn)單的作品，都要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)——制板——蝕刻的過(guò)程。這里不僅要?jiǎng)幽X，還要?jiǎng)邮?，不僅要有知識(shí)的儲(chǔ)備，還要有切割、鉆銑、焊接等實(shí)踐技能，不僅要有電子電工基礎(chǔ)，還會(huì)用到木工、模工技巧。因此，這是一個(gè)不斷追求創(chuàng)新，完善能力，跨越自我的過(guò)程。而這種“過(guò)程”，正是眾多愛(ài)好者樂(lè)此不倦的追求。
“工欲利其善，必先利其具”，這是我國(guó)這個(gè)有著幾千年文明史國(guó)家的一句古訓(xùn)。要追求一件完美的制作，準(zhǔn)備一套方便可手的實(shí)用工具，是必不可少的前提。從我的實(shí)踐看，業(yè)余愛(ài)好者的工具，不同于專(zhuān)業(yè)廠家，有以下三個(gè)特點(diǎn)。
1. 功能夠用。業(yè)余愛(ài)好者一般是簡(jiǎn)單制作，而有著研發(fā)意愿的，也大多是初試或中試，因此工具功能特點(diǎn)應(yīng)該是簡(jiǎn)單夠用、操作方便。
2. 價(jià)位適中。業(yè)余愛(ài)好者事在業(yè)余，不可能投入太多，經(jīng)濟(jì)狀況各異，因此要盡可能選擇性?xún)r(jià)比高的工具。
3. 體積小巧。業(yè)余愛(ài)好者一般在家庭操作，室內(nèi)面積有限，因此要充分考慮工具的可折疊、好存放、少污染、便攜性。
基于以上特點(diǎn)考慮，結(jié)合我的業(yè)余實(shí)踐，談?wù)勅绾芜x用、制作適合DIY電路板的工具。
電路板設(shè)計(jì)工具
推薦Protel 99SE電路板設(shè)計(jì)制作軟件。繪制PCB草圖是制作電路板的基礎(chǔ)。起先我也用白紙畫(huà)PCB草圖，非常費(fèi)事，特別是元件外形和鉆孔，距離位置很難掌控，牽一發(fā)而動(dòng)全身，一條線、一個(gè)孔放置不周，就得撕掉重來(lái)，后來(lái)改用坐標(biāo)紙畫(huà)，取得一些方便，但費(fèi)事費(fèi)力不能從根本上解決。后來(lái)自學(xué)了設(shè)計(jì)工具軟件Protel 99SE，所有以上難題迎刃而解，繪制PCB草圖不再是一件苦事，而是一次藝術(shù)享受，一個(gè)成功的PCB圖紅黃藍(lán)搭配有致，絕對(duì)是一件精美的“藝術(shù)品”，而通過(guò)自己的制作，把它從圖樣變成現(xiàn)實(shí)，其樂(lè)無(wú)窮！現(xiàn)在電路設(shè)計(jì)軟件很多，除Protel 99SE外，還有OrCAD電子電路制圖軟件、P-CAD2002、PADS電路及印刷軟件、電子仿真軟件Multisim、以及國(guó)產(chǎn)電路設(shè)計(jì)軟件LEDS2000等，各有千秋，可根據(jù)自身?xiàng)l件愛(ài)好選擇，但我覺(jué)得使用廣泛、容易掌握還是Protel 99SE。
圖2 Protel99SE 繪制的電路板
圖3 Protel99SE 繪制的電路板
這里我想強(qiáng)調(diào)的是絕對(duì)不要忽視電子設(shè)計(jì)軟件的學(xué)習(xí)，這是一個(gè)跨越性提高，學(xué)會(huì)了Protel 99SE，不僅可以繪制出精美的PCB圖，還為后續(xù)操作（加阻焊層、絲引層）打下基礎(chǔ)，沒(méi)有這一步，要制出準(zhǔn)專(zhuān)業(yè)的電路板是很難的。當(dāng)然，對(duì)年青愛(ài)好者，特別是電子專(zhuān)業(yè)學(xué)生可能不是問(wèn)題，對(duì)年齡偏大的老同志或非電子專(zhuān)業(yè)的人，初學(xué)Protel 99SE可能會(huì)遇到許多困難，主要是英文關(guān)，我的體會(huì)是使用漢化版，把有關(guān)名詞、頁(yè)面制作成卡片，克服急躁，硬著頭皮鉆進(jìn)去，熟能生巧，慢慢就會(huì)掌握。
裁板工具
按照電路需要，裁一塊大小合適的PCB板，是制作的基本要求。對(duì)一些小面積，要求不高的，用鋼鋸裁，用勾刀切，是最簡(jiǎn)單而方便的方法。但是要把板子鋸得看起來(lái)平整而美觀，就不是一件簡(jiǎn)單的事情了。我的看法是，初學(xué)制作的愛(ài)好者平時(shí)要多練練手，在實(shí)踐中不斷提高手藝，要知道電子制作是一種實(shí)踐性極強(qiáng)的工作，只有平時(shí)多琢磨、多動(dòng)手，日積月累，水平就能提高。有條件的可以考慮使用手動(dòng)PCB專(zhuān)用裁板機(jī)，如圖4所示。
圖4 手動(dòng)PCB專(zhuān)用裁板機(jī)
值得注意的是，PCB專(zhuān)用裁板機(jī)的刀片是特殊鋼材，有一種裁紙機(jī)和PCB裁板機(jī)外形相像，但鋼材不一樣，用裁紙機(jī)來(lái)裁PCB板，不僅很費(fèi)勁，裁出來(lái)的PCB板，邊子毛糙不齊，而且容易脆裂，還不如鋼鋸的效果。由于刀片鋼材原因，一般PCB專(zhuān)用裁板機(jī)價(jià)格都較高，少則也4000～5000元，我做了一些市場(chǎng)調(diào)查，比較來(lái)說(shuō)，臺(tái)灣金電子出品的PCB專(zhuān)用裁板機(jī)，售價(jià)不到2000元，性?xún)r(jià)比算是比較高的。
還有一種桌面家庭迷你鋸板機(jī)，其中德國(guó)造的迷你魔桌面鋸板機(jī)，本來(lái)是加工木工模型的，鋸PCB板也相當(dāng)好用，這種機(jī)子加工材料比較廣泛，不僅可以鋸電路板，還可以裁切木板、金屬板、PVC板等，有條件購(gòu)一臺(tái)這款機(jī)子，自制各種機(jī)殼時(shí)，也是很管用的。如圖5所示。
圖5 桌面家庭迷你鋸板機(jī)
值得一提的是鄭州東明電子公司生產(chǎn)的小型手動(dòng)裁板機(jī)，型號(hào)是JG-50，見(jiàn)圖6，這種機(jī)子是用日本產(chǎn)拆機(jī)進(jìn)口小電機(jī)改造的。最大特點(diǎn)是使用方便，不需要大的空間和工作臺(tái)，在小桌子上就能操作。在需要加工的板材上畫(huà)一條直線，（線條要畫(huà)在需要裁剪的線左側(cè)測(cè)15cm左右，一定要把你買(mǎi)到的小電鋸齒輪和邊沿的距離量準(zhǔn)確），把電機(jī)邊框沿著畫(huà)線，朝指示方向，慢慢推進(jìn)即可。鋸板時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些粉末或灰塵，室內(nèi)加工可以放在一個(gè)大紙箱內(nèi)操作，減少環(huán)境污染。這種小電鋸不僅可以加工PCB板，還可以鋸PVC塑料板或絕緣板，不過(guò)速度要放慢一點(diǎn)，以免損壞電機(jī)和電源，這是我平時(shí)制作用的最多的工具之一，效果的確不錯(cuò)。
網(wǎng)上較多有售的是一種臺(tái)式手動(dòng)裁板機(jī)，這種機(jī)子比較笨重，要有穩(wěn)固的安裝底座，操作比較費(fèi)勁，并不適合業(yè)余使用。
制板工具
對(duì)業(yè)余電子愛(ài)好者來(lái)講，用的最多的制版板方法是熱轉(zhuǎn)印法和感光法，具體制作過(guò)程，各種電子報(bào)刊、書(shū)籍多有介紹，不再贅述。熱轉(zhuǎn)印法除過(guò)半專(zhuān)業(yè)的熱轉(zhuǎn)印機(jī)外，簡(jiǎn)單的面積小的板子，可以考慮電熨斗的方法，這里推薦一種供修改電路板的小型電熨斗，見(jiàn)圖7。用這個(gè)小熨斗制作小型電路板，簡(jiǎn)單而方便。
前些年我曾經(jīng)買(mǎi)過(guò)一臺(tái)寧波豪邁電子廠生產(chǎn)的一種簡(jiǎn)易桌面熱轉(zhuǎn)印機(jī)，用單片機(jī)控制加熱時(shí)間和溫度，操作簡(jiǎn)單，只需要設(shè)置好加熱時(shí)間和溫度就行了，很好用，特別適合小面積電路板。如圖8所示。不管用什么方法實(shí)行熱轉(zhuǎn)印，切記轉(zhuǎn)印溫度要把握在175℃上下。
根據(jù)我的實(shí)踐體會(huì)，DIY愛(ài)好者還是盡量學(xué)習(xí)感光制板法。這和用Protel 99SE繪制PCB圖一樣，入門(mén)時(shí)有些困難，但是當(dāng)你掌握了初步方法之后，基本上可以一次成型，一般不需要修板，而且板面均勻整潔。
有興趣的朋友可參照感光原理自制一臺(tái)感光機(jī)，家用日光燈或?qū)Ｓ肬V紫外光燈都可以。要注意的是，燈管與電路板距離為5cm，日光燈照射時(shí)間為10分鐘，UV紫光燈照射時(shí)間為2分鐘，具體曝光時(shí)間要根據(jù)感光板說(shuō)明書(shū)要求，結(jié)合工作環(huán)境慢慢熟悉掌握。本人參照以上原理，自制了一臺(tái)紫外光曝光機(jī)，使用碧華電子HB24XH-10S倒計(jì)時(shí)單片機(jī)電路板，制作了一片時(shí)間控制器電路板，可以自動(dòng)控制曝光時(shí)間，我把曝光時(shí)間設(shè)置為2分鐘，使用效果很好。如圖9~圖11。
蝕刻方法
電路板繪好后，敷銅板要經(jīng)過(guò)腐蝕才能成為電路板，傳統(tǒng)的蝕刻原料是三氯化鐵（FeCL3），應(yīng)該說(shuō)三氯化鐵價(jià)格低廉，是初學(xué)者不錯(cuò)的選擇。但它致命的缺點(diǎn)是污染環(huán)境，不但容易使雙手、衣物、盆具染上難以去掉的顏色，而且有一股較強(qiáng)的刺鼻氣味，使用時(shí)一定要小心翼翼。我用過(guò)臺(tái)灣金電子公司生產(chǎn)的綠色環(huán)保蝕刻劑，蝕刻效果還不錯(cuò)。這種粉劑為白色粉末狀，稀釋后呈淡藍(lán)色，用法和三氯化鐵差不多，但沒(méi)有氣味，沒(méi)有顏色，污染基本消失了，價(jià)格比三氯化鐵略高，但可以反復(fù)使用，還是劃算的。
蝕刻時(shí)要把握好兩點(diǎn)：一是溫度控制在55℃上下，溫度過(guò)低，蝕刻速度放慢，溫度過(guò)高，速度過(guò)快，容易造成過(guò)腐蝕，使電路板損壞。二是蝕刻時(shí)，要不停搖晃電路板，可以加快腐蝕速度，并隨時(shí)掌握進(jìn)度。當(dāng)然有條件買(mǎi)一臺(tái)桌面自動(dòng)蝕刻機(jī)，價(jià)錢(qián)200元，也是不錯(cuò)選擇。見(jiàn)圖12。
總之，只要我們掌握了一種得心應(yīng)手的裁板技巧，用Protel 99SE繪制出合理美觀的PCB圖，用感光的方法制作出電路板銅板，蝕刻出標(biāo)準(zhǔn)的PCB板，或者更進(jìn)一步涂上阻焊層，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間練習(xí)，完全可以自制出準(zhǔn)專(zhuān)業(yè)水平的電路板。
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