EE人生：電路板DIY甘苦談- 電子技術設計

當今的商用PCB使用複雜的設計工具和製造技術，但許多業餘愛好者仍然喜歡自己動手製作電路板... 1958年，我兩歲的時候，我的父母從倫敦移民到辛巴 ... 【下周直播】半導體企業如何利用數位化進行轉型變革？立即報名>> 登入 註冊 聯繫 首頁 新聞 TechRoom IC/電路板/系統設計應用 消費性電子 工業控制應用 軍事應用 電腦/周邊應用 通訊/網路/無線應用 汽車電子 設計揭密 設計實例 產品新知 下載 線上研討會 小測驗 視訊 申請中心 GreenChallenge 研討會與活動 雜誌 各期雜誌線上看 2022年6月雜誌 編輯計劃表 訂閱雜誌 論壇 工具 PCB設計工具 電路圖擷取與佈線 PCBWeb 走線寬度計算器 Internal External 走線電流計算器 Internal External 走線電阻計算器 Internal/External 阻抗計算器 Microstrip EmbeddedMicrostrip SymmetricStripline AsymmetricStripline WireMicrostrip WireStripline Edge-CoupledMicrostrip Edge-CoupledStripline BroadsideCoupledStripline RF設計工具 阻抗電路求解器 L-Match Pi-Match T-Match 電纜阻抗計算器 Coax TwistedPair 串擾計算器 Microstrip Stripline 轉換工具 RFUnitConverter 電路圖設計工具 模擬器 OnlineSPICESimulator 轉換器/檢視器 SchematicConverter/Viewer 線上電路圖擷取工具 SchematicCaptureTool 被動元件設計工具 電阻計算器 4-Band 5-Band 6-Band 標準阻值表 StandardValues 電感計算器 MagneticFieldCalculator WireSelfInductance ParallelWires Coax WireoverPlane Loop RectangleLoop Coil Broadside-CoupledTraces Edge-CoupledTraces Datasheets查询 SiliconExpert 其他 座標紙格式下載 EngineeringGraphPaper Log/LogGraphPaper Semi-LogGraphPaper SmithChartGraphPaper 數學公式 Overview Algebra Geometry TrigonometryDefinitions TrigonometryLawsandIdentities CalculusDerivativesandLimits CalculusIntegrals 數學計算 計算機 OnlineBasicCalculator OnlineScientificCalculator 查看所有工具 X 首頁»EE人生»EE人生：電路板DIY甘苦談 EE人生：電路板DIY甘苦談 作者:DavidAshton 類別:EE人生 2019-09-12 (0)評論 當今的商用PCB使用複雜的設計工具和製造技術，但許多業餘愛好者仍然喜歡自己動手製作電路板... 1958年，我兩歲的時候，我的父母從倫敦移民到辛巴威(當時叫羅德西亞)。

我在辛巴威渡過了快樂的童年，後來我對電子產品產生了興趣，可惜辛巴威並不是電子世界的中心。

在我14歲那年，我爸爸每個月都會給我買一本《實用電子》(PracticalElectronics)雜誌。

我在裡面看到一個廣告，是自己動手做(DIY)印刷電路板(PCB)的工具套件，於是我央求一位疼愛我的英國親戚買一套給我作為聖誕節禮物。

這個工具套件中有以下這些東西： 幾個單面PCB，與超大尺寸郵票的大小差不多；； ‘Decon-Dalo’筆，有點像簽字筆，可以用來將抗腐蝕油墨塗到PCB上； 一些氯化鐵蝕刻劑晶體； 幾頁帶有PCB佈局圖的「樣版」。

【講義申請】2022TechTaipei智慧連網車輛技術研討會暨國際論壇講義 收到工具套件後，我才知道它全部都裝在一個很小的盒子裡，因此有點上當受騙的感覺，但我還是開始動手準備做一些PCB。

使用Decon-Dalo筆，走線的最小寬度約為1.5mm(略大於1/32英吋)，如果你試著在中間畫一個焊盤，它的直徑最後會達到4mm左右。

如果想再小一些，就只能用大頭針在中間鑽一個小孔。

如果使用電晶體，則引線必須留長一些！無論如何，我用這個工具套件製作了一些PCB，這真讓人著迷！ 後來我在學校時，發現了Positiv20——一種德國生產的氣態膠，用來在PCB塗佈光敏層。

我把家裡的烤箱設定在很低的溫度，然後把PCB烤乾。

使用透明正片(positivetransparency)，然後曝光PCB。

Positiv20說明書上推薦了各種紫外線(UV)燈，但在聽了一個朋友的建議後，我發現在陽光下曬個五分鐘就行了。

然後，在每公升7克的燒鹼溶液(即氫氧化鈉，也就是老媽用來清洗水管的東西)中讓板子「顯影」。

這時候，板子上出現了淺綠色的走線圖案，可以開始蝕刻了。

但是下一個問題來了——到哪裡才弄得到用來蝕刻的氯化鐵呢？ 幸運的是，我的物理老師是個電子迷，我遇到任何解決不了的電子問題時都會去找他。

這一次，他教我自己製作蝕刻劑。

首先準備好黃色的鹽酸(HCl)，這個在游泳池中就有了。

在鹽酸裡面溶解一些舊鐵釘，使其變成淺綠色液體，即氯化亞鐵(FeCl2)。

然後加入一些過氧化氫(H2O2)，過氧化氫很容易買到，女孩常常用它讓頭髮更有光澤。

經過神秘的氣泡反應(我忘記是啥了)，產生氯化鐵(FeCl3)——深褐色、有臭味，而且殘留的鹽酸把我的衣服都燒出洞了。

這個過程持續了很長時間，似乎沒有盡頭。

我媽後來特地幫我找出那些最破舊的衣服，她說在我製作PCB時，只能穿這些衣服。

當時，我弄到了一些細字畫筆，可以製作我自己的透明膠片，這表示接下的結果將遠勝於使用Decon-Dalo筆。

我還用了Veroboard，這是市面上可買到的一種PCB，每隔0.1英吋有銅線條，而且孔間距相同。

佈局需要進行一些思考，還需要技巧，走線之間通常有很多跳線。

這對於不太複雜的一次性專案來說是好事。

Veroboard這一名稱的由來，是因為它最初是由英國的VeroElectronics公司製造，不過現在很多公司都製造這種板，通常稱為長條洞洞板。

但最好再買一個專用切割工具，在不需要連接的帶線(strip)上切孔。

不過我的一個朋友將一個4mm的鑽頭裝在一個舊的刮鬚刀柄中，到現在都非常好用。

還沒有裝���元件的Veroboard裸板。

典型的手繪Veroboard佈局圖(X表示走線中要打孔的地方)。

我第一份真正的工作是在很有名的英屬南非警署(BritishSouthAfricaPolice)擔任「無線電技術員」。

那裡有一個無線電實驗室(RadioLab)，裡面都是一些絕頂聰明的人，其中多數都擁有大學學位，為我們的無線電裝置設計和製造電源、充電器和遙控裝置。

他們採用網版印刷製造出非常好的印刷電路板，但是我很少到那裡去，所以對他們所做的知之甚少。

所幸後來我跟實驗室的一個人成了朋友，他跟我講了一些這方面的事。

他還給了我一些Rubylith紅膠片，這種紅膠片有2層，一層清晰，另一層是深紅色。

你可以用一把精細的刀子切開並剝離紅色層來進行佈局。

我用它製作了幾塊PCB，說真的我不喜歡它——用它做出來的走線和焊墊，完全比不上我用畫筆做的。

話雖如此，我見過一些用Rubylith蒙片完成的非常精細的設計——不光是PCB，還有圖形設計。

另外，據我所知，早期的英特爾(Intel)微處理器晶片佈局也採用這種技術。

在Rubylith紅膠片上的圖形設計(我到處找不到PCB設計！)。

我後來的一份工作是管理一個與供電設施相連的電子設計實驗室。

在那裡我發現了BishopGraphics，包括一疊黑色焊墊貼紙、電晶體和積體電路可以使用的多個焊墊，以及用於走線的薄膠帶。

將它們粘貼在透明的醋酸纖維板上，就可以做成電路板佈局的正圖。

如果需要，可以先用兩倍尺寸的焊墊，之後再縮小到實際尺寸，以獲得更好的解析度。

用於走線的BishopGraphics膠帶(上圖)；具有大半徑曲線的典型佈局風格(下圖)。

如果你覺得自己真的很聰明，也可以用紅色和藍色的BishopGraphics來進行雙面佈局，但我從來沒做到。

設計完成後，把它拿到一個沖印室，在膠片上產生正片影像。

然後再到PCB室(實際上在我住的Salisbury有一個)製作PCB。

用這種方法做出來的成品看起來非常專業。

電子愛好者雜誌《Elektor》曾為許多專案提供PCB佈局。

我還是需要找到一個沖印室來製作正片，但我自己會蝕刻電路板。

他們提供幾種不同樣式的PCB佈局，早期使用的大部份電路板的走線之間只有很小的間隙，走線和焊墊的大小經常與其重要性完全不成比例，不過它們看起來還不錯。

之後，Elektor改變了風格，走線的方向只有水平、垂直或成45度角。

我更喜歡這種風格，因此用它作自己的板子。

Elektor還在做PCB設計，但並不在雜誌中，你可以買他們現成的PCB。

自從有了電腦，他們便理所當然地成為PCB設計的理想選擇。

1990年代中期，我得到NichePCBdesigner程式的展示版本，它是Windows3.11程式，其實就是BishopsGraphics基於螢幕的版本。

電腦上有各種尺寸的焊盤，還有不同的IC和電晶體基本佈局，讓你可以將其拖動到網格上並與各種尺寸的走線連接就行了。

所有的焊盤佈局和走線佈線就必須自己做了。

我仍然經常在紙上列印出雙倍尺寸，然後使用影印機將它們縮小為透明膠片。

這對於小佈局來說很好用，我製作的多數也是小佈局PCB，確實都很好用，所以現在我還沒學Eagle或DesignSpark或任何更複雜的程式(這些東西將來我肯定還是要學的)。

等到我去澳洲後，就再也弄不到Positiv20了，但還能找到預敏化PCB。

與使用Positiv20的時候一樣，我第一次用它時在陽光下曝光了五分鐘，結果得到了一塊空板子。

經過幾次試驗和錯誤後，我終於弄清楚大約30到60秒才是理想的曝光時長。

最近我又弄到了一些，很便宜，但我還是喜歡自己製作PCB。

現在我開始使用SMD元件，但它們可不小。

與我過去使用的氧化鐵比起來，過硫酸銨蝕刻劑更乾淨，但它是一次性的。

不過，我現在還是用清洗水管的清潔劑。

最近我又看到了一種使用特殊複印紙的工序，可以燙到PCB上，但我還沒有試過。

所有這些當然都比不上買來的PCB，甚至可以說相差甚遠。

自動化的設計、極小的走線寬度、多層(最多30層，這是DuaneBenson說的，他靠PCB為生，肯定沒錯)、軟性PCB、無鉛焊接和ROHS、球閘陣列、JTAG連接隱藏的接腳……這些非常專業的技術遠遠超出我的認知。

我期待未來學習到更多的PCB技術，但是對於製作「石器時代」的PCB，我仍然樂此不疲。

編譯：JennyLiao (參考原文：TheDismays&DelightsofDIYPCBs，byDavidAshton) 訂閱EDNTaiwan電子報 加入LINE@，最新消息一手掌握！ 分享TwitterFacebookLinkedInMorePrintRedditTumblrPinterestPocketTelegramWhatsAppSkype Related 文章Tag: EE人生IC/電路板/系統設計應用設計實例 發表評論 取消回覆 YoumustRegisteror Logintopostacomment. 訂閱EDNTaiwan電子報 最新文章 最熱門文章 2022-07-25 聰明與智慧之爭：為什麼智慧建築是更佳選擇 2022-07-25 反極性MOSFET確保555振盪器精度 2022-07-22 拆解：聯想SmartClockEssential智慧鬧鐘 2022-07-22 開發物聯網：AI扮演更關鍵角色 2022-07-21 NAND和DRAM記憶體營收可望刷新記錄 2019-12-24 智慧商店如何輕鬆搞定購物？ 2020-10-27 在月球建網路　為何是4G雀屏中選？ 2018-10-03 如何不讓好用的繼電器浪費電？ 2017-09-30 拆解藍牙無線條碼掃描器—裡頭鏡中有鏡 2020-03-27 山寨必死？　原廠談2020年TWS耳機發展態勢 2017-06-30 解析看門狗計時器的重要性 2021-07-23 用塑料打造全球首個軟性32位元微處理器 2017-10-30 兒童手錶失而復得的經驗談 2020-05-20 不停自動開關的LED燈問題出在哪？ 2018-08-08 智慧音箱拆解：對比EchoDot與HomeMini 最新文章 10BASE-T1L 2022-07-25 聰明與智慧之爭：為什麼智慧建築是更佳選擇 555計時器 2022-07-25 反極性MOSFET確保555振盪器精度 拆解 2022-07-22 拆解：聯想SmartClockEssential智慧鬧鐘 人工智慧 2022-07-22 開發物聯網：AI扮演更關鍵角色 DRAM 2022-07-21 NAND和DRAM記憶體營收可望刷新記錄 最熱門文章 人工智慧 2019-12-24 智慧商店如何輕鬆搞定購物？ 3G 2020-10-27 在月球建網路　為何是4G雀屏中選？ IC/電路板/系統設計應用 2018-10-03 如何不讓好用的繼電器浪費電？ 設計揭密 2017-09-30 拆解藍牙無線條碼掃描器—裡頭鏡中有鏡 中國市場 2020-03-27 山寨必死？　原廠談2020年TWS耳機發展態勢 EET電子工程專輯©2022本網站內之全部圖文，係屬於eMediaAsiaLtd所有，非經本公司同意不得將全部或部分內容轉載於任何形式之媒體 關於我們 隱私政策 用戶協議 繼續瀏覽網站