如果你能够以低价格获得商业制作的印刷电路板，为什么还要自己去做呢？一个原因是，你可能需要花1至4周的时间才能拿到板子。对于搭建原型机来说，这可能是一个主要的障碍。每次设计反复因而可能花一个月甚至更长的时间，一个项目可能需要多个月才能做完。喜欢自己动手的人可以用一个晚上就做好电路板，并完成所有部件的装配。这个优势真的很难打破。

除了时间因素外，自己制作电路板还有其它原因。商业服务根据电路板尺寸而不是复杂性进行收费。较大的板子价格更高，即使它们整个是空板。我曾经做过一块很大的pcb，因为上面的元件必须间隔很远。这是一块密度很小的板子，但即便是交给xxx的商业厂家去做，费用也非常昂贵。

但是话说回来，真正的原因并不是节省时间或金钱。如果“搭建你自己的”这个词语不能令你感到兴奋，那么就不要再读下去了。搭建一个电路板可能不需要花两个整周的时间，但也要花许多个小时。就像每件事一样，都有一个学习曲线。第一次不能正常工作很常见。记住，我们是在讨论搭建一块接近专业质量的电路板，而不只是堆在一起检查电路功能的东西。如果这个过程本身是一件不愉快的经历，那么就不值得节省下来的任意时间或金钱。人们自己搭建而不是购买的理由是他们喜欢学习，喜欢让新的技巧变得更加xx。如果你十分注重细节，有许多耐心，对手工技艺引以为豪，那么自己动手做PCB也许就非常适合你。

下面介绍细节……

激光打印碳粉转印方法

对家庭制作者来说，激光打印碳粉转印方法是至今最容易也是可以获得xx质量的一种方法，甚至比预涂感光板的紫外光照射法还好。个中的原因需要做些解释。PCB制造商使用光致抗蚀剂紫外光照射方法，这种方法使用光绘(不是激光打印)模板。光绘分辨率可以超过50000DPI，而激光打印机最多也只能达到2400DPI。为了利用光绘模板的优势，你需要一个非常均匀的紫外光源和强大的对齐能力，这个要求已经远远超过普通家庭作坊的负担。使用紫外光的大多数家庭制作者会使用激光打印机生成幻灯片，然后使用这种幻灯片作为模板去曝光涂有光致抗蚀剂的电路板。这种方法不是很管用。为什么呢？激光碳粉对紫外光不是xx不透明，因为它有大量的针眼。紫外光波长只有365nm，因此很难密封这些针眼，使得它变得不透明。加上薄膜中的光学衍射和散射，不难见到生成的图像比原始打印图更差。另一方面，碳粉的直接熔化并不受任何这些效应的影响。我可以用碳粉转印方法得到5mil的线，这与任何商用PCB服务几乎一样好。

现在让我们回到碳粉转印方法上来。这种方法要求涂覆有脱模剂的专用纸。表面上看，某些光面纸也可以用，但xx是从www.pcbfx.com买一些货真价实的专用纸，也可以从Mouser和Digikey等主要折扣店买到。每张纸大概1美元。你还需要层压机，亚马逊报价大概在90美元左右。一些人用过电熨斗，但层压机的温度和压力可以产生好得多的一致性结果。

碳粉转印成功的关键是找到一个好的打印机。这是极有技巧的部分，因为打印机从一个品牌到另一个品牌似乎存在巨大的差异，不管宣传的DPI分辨率是多少。你需要做一个细线测试图案，并试着在不同打印机上打印，然后用显微镜进行检查。我们要寻找的是线中高密度的碳粉覆盖率、干净的空白区域和正确的线间距。我办公室里价格很高的惠普打印机在显微镜下看到的是一个奇差xx的结果。下图显示了这个打印机打印出来的间距为5mil、线宽为5mil的线。注意空白处的碳粉斑点和两根并到一起的线。

办公用品商店的打印服务是做试验的好地方，因为这些打印机维护得都比较好。在经过一些尝试后，我发现Officemax店的打印机效果相当好。它是一台施乐公司的Workcentre 5775打印机。只需支付1页10美分，我就能得到相当好的结果。

碳粉转印

切割出来的FR-4双面包铜板尺寸至少要比设计外形大半英寸。多出的空间主要方便电路板的操作。对电路板的边沿进行倒角，清洁电路板，然后将打印纸面朝上用胶带纸固定在电路板上。沿着板的边沿至少钻3个孔。这些孔用于对齐目的，应该预先在电路板版图上设计好。孔越小越好。我用的是#80钻头。然后拿掉纸，用百洁布擦洗电路板，直到铜发亮崭新后，再用丙醇擦试。不要用水去擦试，因为很细的铜颗粒将立即氧化，并粘附在电路板上，形成难看的残渣。xx，用不起毛的布擦试。市场上销售的用于清洁眼镜的药巾也适合做这个用途。等到电路板xx干燥和干净后，将一张打印纸面朝下放在电路板上，并用小的别针或导线将它们与以前钻的孔对齐。我使用10mil的线。仔细将纸沿着板子边沿用胶带固定到电路板上。聚酰亚胺胶带要好于透明胶带，因为它能忍受层压高温。然后将电路板翻转过来，对另一面做同样的操作。

xx一次做一面碳粉转印。但这样做确实会导致更多的问题。纸和板的膨胀系数不同，因此在加热条件下膨胀幅度不同，如果我们一次做一面，很难做到正确对齐，特别是大板子。

将层压机开机，经过大约15分钟后达到全热状态。然后从全部4个边的方向送板子进去。我们不能认为顶面和底面会同等加热，因此xx将板子翻过来，再送4次。也就是说总共送8次进层压机。结束后在空气中冷却一会儿，再朝纸上喷一些水。脱模剂应变得具有活性，不用费力那些纸就能自己分开来。然后将胶带小心的撕下来，将纸丢掉。将电路板放在干净的自来水中冲几分钟。这一步很重要。我们必须彻底xx粘在碳粉转印纸上的脱模剂，否则它会影响下一步密封材料的粘贴。

密封材料

碳粉有许多气孔，如果不使用密封材料的话会在铜线中产生凹点。密封材料进入这些气孔后，可以做成更好的蚀刻掩模板。密封材料采用大片形状，看起来非常像老式的复写纸，只是颜色是绿色的。它们可以从出售碳粉转印纸的相同地方买到。将绿色薄膜包裹住电路板，在保持伸展的情况下用胶带固定住，不要让它折叠或起皱。然后像以前一样送进层压机8次。xx去除胶带，将绿色薄膜剥掉。

这一步过后会在电路板上留下多余的密封材料。电路板上的线可能看起来像并在一起或很脏，特别是在非常窄的走线之间。在我前面几次尝试中，我错误地认为这一步失败了，甚至决定从头再来。事实上，这是非常正常的现象，多余的密封材料很容易xx。

买一卷3M的洁净遮蔽胶带，将它粘贴到电路板的两个整表面。用一个复印滚筒或有力的指压将它牢牢粘贴到走线中。然后将胶带撕掉。这样就能去除不在原始碳粉表面的所有多余密封材料。这一步也会让你相信，碳粉和密封材料非常牢固，不是那么容易就能擦除掉。

下面的显微镜图像显示了没用胶带和用了胶带后5mil测试图案的差别。效果是很显著的，因此这是不可错失的重要一步(我还没在其它地方看到过这一步)。

下图显示了碳粉上的密封材料效应。

修补

接下来要仔细检查走线中是否有任何断点和针孔。这些断点和针孔很容易用精细的记号笔加以修缮。记号笔的墨水似乎与蚀刻剂结合得非常好。

蚀刻

现在电路板可以进行蚀刻了。我使用的是氯化铁，虽然也有腐蚀性较低的其它材料。为了不发生溅溢、混乱或废气，可以使用密封塑料袋进行蚀刻。将电路板放入袋中，然后倒入一些蚀刻剂，封好袋口。为了防止滴漏，我在外面又套了一个袋子。将它放在平坦的桌子上，使用复印滚筒将液体铺开，使电路板的所有部分都湿润到。隔一分钟将袋子翻转一次，再使用滚筒轻压另一面。蚀刻时间主要取决于温度，因此用电吹风可以显著加快蚀刻速度。透过塑料袋应能够清晰地看到电路板，因此在完成蚀刻之前无需拿出来。等到蚀刻完成后，打开塑料袋，戴上手套取出电路板，将板子放在一叠纸巾上，擦掉化学物质。然后在自来水中彻底清洗干净。使用这种方法的话，整个蚀刻过程不会溅出一滴化学液体。

蚀刻完的废液应倒入瓶中并得到正确的废弃处理。这种水有极强的腐蚀性，千万不能直接倒入地漏中。

xx墨粉

现在可以用丙酮等溶剂xx墨粉/密封材料了。但不要错误地使用浸过丙酮的毛巾去擦试电路板。这样做将不可挽回地将墨粉弄进电路板，使电路板非常难看。相反，要将整块电路板浸到丙酮桶中，等待2至3分钟的时间使之渗透到墨粉中，在仍浸润于丙酮之时，使用软鬃毛刷子将墨粉脱离电路板。在将所有墨粉xx从电路板分离之前，不要将电路板从丙酮液中拿出来。有些墨粉可能仍然粘在电路板上，但这似乎是无法避免的。

丝印

这一步是将一些标记和文字印到电路板上，不过不是用传统的丝网印刷方法，而是用同样的墨粉转印技术，利用以前钻好的对齐标记将图案打印到电路板上。因为在经过铜蚀刻后表面不是xx平坦，位于铜箔边缘的一些图案将无法正确转印。为了尽量减少问题，设计应尽可能避免跨越蚀刻区的边界。

阻焊层

阻焊层是给电路板加一层专门可触摸的层，它也能使得精细间距的表贴元件焊接起来更加容易。市场上有一种产品叫Dynamask 5000。它基本上是一种即剥即贴的环氧树脂薄膜，用起来非常顺手。遗憾的是，在美国市场上没有卖的，只能通过海外销售商采购。

这种膜是绿色的，采用纸张形式。将膜切得比设计大半英寸左右。剥除有纹理一边的保护膜(使用两片透明胶带将膜分开)。从一边开始，使用复印滚筒将膜压到电路板上。在滚筒压接之前不要让膜接触电路板，防止产生气泡。然后将层压机加热到200°F (93°C)，将电路板送进层压机。重复送板或更高的层压温度可能让薄膜变得太软，并致使它们回流，这似乎会产生气泡和干斑。使用手指将膜压入蚀刻槽也是个好主意。这种膜xx是在真空环境中进行层压，因此这种方法不可避免会在膜的背后产生一些气泡，特别是在又窄又细的槽里。如果有大的气泡，薄膜很容易剥除并丢弃。

现在万事俱备，可以用紫外光照射阻焊层了。这时需要一个紫外灯。对于小板子来说，美甲灯就行了，价格是20美元。对于大板子而言，需要一个平板型的紫外线灯，价格大约75美元。平板灯之所以好，是因为盖板有个锁止装置，可以将幻灯片压在电路板上，提高图像的分辨率。

首先，将阻焊层图案打印在幻灯片上，让墨粉位于朝向电路板的一边。这要求在打印期间将顶部图像进行镜像处理。随后用胶带将幻灯片固定到电路板上，确保它与电路板有非常紧密的接触。任何空隙都会使图像变得模糊。

曝光时间多长真的取决于灯的亮度。规范要求是100 mJ/cm2 至500 mJ/cm2，但你需要有紫外光功率计才能使用这个数据。不过很容易做一些测试板来配置正确的曝光值。太多曝光可能会让光线照透幻灯片的暗区。太少曝光将使得膜溶入显影剂。由于反射的原因，铜区上的膜要比蚀刻区的膜更快得到曝光，因此要密切注意膜在这两个区域上的表现。在我的试验中，我采用的是2mW/cm2的平板紫外光灯，5分钟的曝光时间可以得到很好的图案。

接着把膜放在黑暗的地方近30分钟，等曝光过的环氧树脂固化。然后去除幻灯片，从膜上剥离顶部保护层。

显影液是按1%配重比在水中混合碳酸钠粉制作而成的。不要使用商店出售的各种洗涤碱，用它的结果真的很糟糕，也许是因为它包含了碳酸钠之外的其它添加剂。xx从化学品商店或卖Dynamask膜的相同供应商处买纯的碳酸钠。

将电路板浸入显影剂溶液中，用鬃毛刷轻轻地刷洗。规范要求溶液加热到90°F (32°C)，但那样做似乎显影速度太快了。当溶液温度较低时更好控制，只需花大约5分钟的时间就能完成显影。过长的显影时间会使得膜变得太软，并且边缘参差不齐，因此仔细监视整个过程很重要。

在图案被xx显影之后，用干净的水漂洗电路板，并再次用紫外光照射几分钟。这次照射的目的是使环氧树脂xx固化。这次的时间不重要，不过比第一次曝光要长得多。然后将电路板再次放入层压计，这次使用xx温度。当在背面增加阻焊层时，用一些有粘性的货架挂面纸保护正面是个好主意。这样，显影剂就不会使正面的阻焊层变软或受到破坏。当两面都完成显影后，我还把电路板放在212°F (100°C)的炉子中烘了大约30分钟，以便进一步固化薄膜。确保电路板平放在炉子中，否则它会变形翘曲。

元件孔

现在可以钻元件孔了。我们需要用到微型尺寸的钻头。xx的钻头是柄长1/8″的钻头。没有柄的标准钻头很难放在钻头夹盘中间，因为它们的直径太小。McMaster-Carr商店出售很多不同尺寸的钻头，手头xx准备一组大小不一的钻头。

在钻孔过程中你会发现正反对齐程度有多好。在这方面我们没有太多工作要做，只能寄希望于结果OK。

过孔

电镀过孔是家庭制作者要过的xx一关。在家里做通孔电镀没有简单的方法，因此一般采用替代性技术，如焊线、导电性环氧树脂和铆钉。所有这些方法都有或多或少的问题，但我发现焊线是最可靠的，接下来是空心铆钉。

焊线过孔

焊线是连接过孔的最简单方法，但它会留下像大橡树果一样的突起物，即使用平头钢丝钳剪过。这些接点不仅难看，而且在这些过孔上方不能再放置元件。然而这是目前最为简单的过孔制作方法。

空心铆钉

空心铆钉是一种更加整洁的可选方法。我曾用过0.6mm的铜质铆钉(0.4mm内径)，它们可以在易趣和各种其它资源上获得。还要一个用于按压这些铆钉的专用工具，但极其昂贵，我无法想象有人真的买过这样的工具。铆钉可以手工安装。在版图上我设计了75mil的焊盘，钻孔孔径是25mil。用#72钻头打孔，再用镊子插入铆钉。将电路板反过来，放在金属平面上，确保铆钉与金属板接触。在放大镜下用图钉轻轻地撑开铆钉尾部。然后使用内六角螺丝刀等工具的平头按压尾部，确保螺丝刀垂直于电路板。当铆钉到位时按压应发出一个明显的咯嗒声。这不会用多大的力，因为铜是软的。

用铆钉也存在一些严重的问题。我做的许多过孔结果都呈开路状态。我很肯定的是，这是由于铜的腐蚀性质造成的。因为在做阻焊层那一步铜焊盘都放在碳酸钠溶液中，并且随后经过了层压机和炉子的高温，因此被氧化就不奇怪了。另外，将一种金属折叠到另一种金属上似乎是一种很差的电气连接方法。我xx在铆钉周围加了少量的助焊剂，并进行了回流焊。经过这样的处理后所有过孔都没问题了，最可能的原因是助焊剂中的焊剂xx掉了氧化物。

xx铆钉必须进行焊接，因此与焊线方法看起来没多大差别。然而，与用线做的过孔相比，它们与板子更加平齐。下图显示了侧面高度的区别。

修缮

xx一步是修缮电路板，使用锉刀将电路板边缘锉平。

最终结果是一块看起来很专业的电路板，非常接近于从商业资源获得的电路板。整个制作过程共花了约4个小时。