PCB回路基板の作り方

アマチュア向けプリント基板の製造、熱転写印刷と UV 露光の 2 つが一般的に使用される方法です。
熱転写方式で使用する機器は、銅張積層板、レーザープリンター（レーザープリンター、インクジェットプリンター、ドットマトリックスプリンターなどは不可）、熱転写紙（熱転写紙で代用可能）です。シール裏の台紙）（ただし、普通のA4用紙は使用できません）、熱転写機（電気アイロン、フォトラミネーターでも代用可能）、油性マーカーペン（油性マーカーペンでなければなりません、そのインクは耐水性です、水性インクペンは許可されていません）、腐食性化学薬品（通常は塩化第二鉄または過硫酸アンモニウムを使用します）、ベンチドリル、水サンドペーパー（細かいほど良い）。
具体的な操作方法は以下の通りです。
銅張板の銅張面を水サンドペーパーで荒らし、酸化皮膜を研磨除去した後、研磨により生じた銅粉を水洗し、乾燥させます。
レーザー プリンタを使用して、描画された PCB ファイルの左右の鏡像を熱転写紙の滑らかな面に印刷します。配線は黒色で、その他の部分は空白になります。
銅張板の銅張面に熱転写紙を置き（印刷面を銅張面に向けて、銅張板が印刷領域を完全に覆うようにします）、紙が密着するように熱転写紙を固定します。動きは発生しません。

熱転写機の電源を入れ、予熱します。予熱完了後、熱転写紙を固定した銅張積層板を熱転写機のゴムローラーに挿入し、3～10回程度転写を繰り返します（機械の性能により多少の熱転写が発生する場合があります）。マシンは 1 パス後に使用できますが、10 パスが必要なマシンもあります)。電気アイロンを使用して転写する場合は、電気アイロンの温度を最高温度に設定し、熱転写紙を固定した銅張板にアイロンを繰り返して、各部分が転写紙で押し付けられるように均一にアイロンをかけてください。鉄。銅張積層板は非常に高温になるため、長時間触ると切れてしまいます。
銅張積層板が自然に冷めるのを待ち、熱くならなくなったら、熱転写紙を慎重に剥がしてください。完全に冷却してから剥がす必要があります。そうしないと、熱転写紙のプラスチックフィルムが銅張り基板に付着し、生産できなくなる可能性があります。
転送が成功したかどうかを確認します。一部のトレースが不完全な場合は、油性マーカーを使用して完成させることができます。このとき、銅張基板には油性マジックの跡が腐食後に残ります。回路基板に手書きのサインを入れたい場合は、この時点で銅張り基板に油性マーカーで直接書くことができます。このとき、次のステップでの腐食を促進するために、PCB の端に小さな穴を開け、ロープを結ぶことができます。

プラスチック容器に適量の腐食性薬剤（塩化第二鉄を例にします）を入れ、熱湯を注いで薬を溶かします（水を入れすぎないでください。完全に溶解できますが、水を入れすぎると濃度が低下します）。次に、印刷された銅張積層板を、銅張面を上にして腐食性化学薬品の溶液に浸し、腐食性溶液が銅張積層板に完全に浸ることを確認してから、腐食性溶液の入った容器を振り続けます。 、または銅張積層板を振ってください。さて、腐食機のポンプは腐食液をかき混ぜます。腐食過程では、銅張積層板の変化に常に注意してください。転写したカーボン皮膜やマジックペンのインクが剥がれた場合は、直ちに腐食を止め、銅張積層板を取り出して洗浄し、落ちた線を再度油性マジックペンで塗りつぶしてください。再腐食。銅張り基板上の露出した銅がすべて腐食したら、すぐに銅張り基板を取り外し、水道水で洗い、水サンドペーパーを使用して銅張り基板上のプリンタのトナーを拭き取りながら清掃してください。
乾燥後、ベンチドリルで穴を開ければすぐに使用可能です。

UV 露光によって PCB を作成するには、次の装置を使用する必要があります。
インクジェット プリンタまたはレーザー プリンタ (他の種類のプリンタは使用できません)、銅張積層板、感光性フィルムまたは感光性オイル (オンラインで入手可能)、印刷フィルムまたは硫酸紙 (レーザー プリンタにはフィルムを推奨)、ガラス板またはプレキシガラス板 (面積は作成する回路基板より大きくなければなりません）、紫外線ランプ（消毒用の紫外線ランプ管やネイルサロンで使用される紫外線ランプを使用できます）、水酸化ナトリウム（「苛性ソーダ」とも呼ばれます。化学用品店）、炭酸ナトリウム（「ソーダ灰」とも呼ばれ、食用小麦粉アルカリは炭酸ナトリウムの結晶であり、食用小麦粉アルカリまたは化学工業で使用される炭酸ナトリウムで置き換えることができます）、ゴム製保護手袋（推奨） 、油性マジックペン、腐食剤、ベンチドリル、水サンドペーパー。
まず、プリンターを使ってフィルムや硫酸紙に基板の図面を印刷し、「ネガフィルム」を作ります。なお、印刷時は左右の鏡像が必要で、白が反転（つまり、配線部分は白で印刷され、銅箔が不要な箇所は黒）となります。
銅張板の銅張面を水サンドペーパーで荒らし、酸化皮膜を研磨除去した後、研磨により生じた銅粉を水洗し、乾燥させます。

感光性オイルを使用する場合は、銅張積層板の表面に感光性オイルを小さな刷毛で均一に塗布し、乾燥させてください。感光性フィルムを使用する場合は、この時点で銅張り基板の表面に感光性フィルムを貼り付けます。感光性フィルムの両面に保護フィルムが付いています。まず片面の保護フィルムをはがし、銅張りの基板に貼り付けます。気泡を残さないでください。別の保護フィルムの層 急いで剥がさないでください。感光性フィルム、感光性オイルを問わず、暗室で作業してください。暗い部屋がない場合は、カーテンを閉めて低電力の照明をオンにして操作できます。加工された銅張積層板も光を避けて保管してください。
感光処理を施した銅張積層板の上に「ネガフィルム」を貼り、ガラス板を押し付け、その上に紫外線ランプを吊り下げ、どの位置でも均一に紫外線が当たるようにします。設置後、紫外線ランプを点灯させます。紫外線は人間にとって有害で​​す。紫外線ランプから発せられる光を直接目で見たり、皮膚に当たらないようにしてください。露光用のライトボックスを作るにはダンボール箱を使用することをお勧めします。室内で被曝した場合は、照明を点灯してから退避してください。露光プロセスの長さは、ランプの出力や「ネガフィルム」の材質など、多くの要因に関係します。一般的には 1 ～ 20 分の範囲です。点検のために定期的にライトを消すことができます。感光性フィルムに非常に明らかな色の違いがある場合（紫外線にさらされた部分の色は暗くなり、他の部分の色は変化しない）、露光を停止することができます。露光停止後も現像が完了するまで暗所に保管する必要があります。

濃度2％の炭酸ナトリウム溶液を用意し、露出した銅張積層板をその溶液に浸し、しばらく（1分程度）待つと、露出していない色の薄い部分に感光膜が形成され始めているのが確認できます。白く膨らむこと。露光された暗部には大きな変化はありませんでした。このとき、露出していない部分は綿棒で優しく拭き取ってください。現像は熱転写法によるプリント基板製造における熱転写工程に相当する非常に重要な工程です。非露光領域が完全に洗い流されていない（完全に現像されていない）場合、その領域で腐食が発生します。露出した領域が洗い流されると、製造された PCB は不完全になります。
現像が終了したら、この時点で暗室を出て、通常の光の下で作業を進めることができます。露出部の配線が完了しているか確認してください。不完全な場合は熱転写と同様に油性マジックペンで仕上げることも可能です。
次はエッチングです。このステップは熱転写法のエッチングとまったく同じです。上記を参照してください。

腐食が終了したら、脱型を行います。2%水酸化ナトリウム溶液を用意し、その中に銅張積層板を浸し、しばらく待つと、銅張積層板上に残った感光性材料が自動的に剥がれ落ちます。警告: 水酸化ナトリウムは強アルカリ性で腐食性が高くなります。お取り扱いには十分ご注意ください。保護手袋とゴーグルを着用することをお勧めします。皮膚についた場合はすぐに水で洗い流してください。固体の水酸化ナトリウムは吸湿性が強く、空気に触れるとすぐに潮解してしまいますので、密閉して保管してください。水酸化ナトリウム溶液は空気中の二酸化炭素と反応して炭酸ナトリウムを形成する可能性があり、故障の原因となりますので、今すぐ準備してください。
脱型後、PCB に残った水酸化ナトリウムを水で洗い流し、乾燥させてから穴を開けます。