感光法手工制作双面PCB板(首贴,混个眼熟)
weiwst2014/06/24极客DIY IP:广东
本帖最后由 weiwst 于 2014-6-24 22:45 编辑

网上见到很多手工制作PCB的教程,但较多的还是制作单面板。双面板制作困难吗?其实,制作双面板和制作单面板是一样的,都不是想象中那么困难的事情。在制作的过程中,去思考,为什么要这样制作,如何制作的更好,有没有更方便,更简单的方法呢?下面是感光法手工制作双面PCB板的制作过程。
一、打印出电路版图:
1、先画好原理图,然后根据原理图画好PCB后,布局如图:
板子面积是84mm*133mm,双面板。导线最细为12mil(0.3048mm),过孔最小为0.5mm。
顶层:
1.png

底层:

2.png
3D显示效果:
3.png

3、在整个电路布局放置机械层1,然后打印预览,在页面设置里面选择缩放模式为Scaled Print,缩放为1,即为实际的1:1打印。颜色设置为灰度。如下图:

4.jpg

4、打印顶层。打印预览中,打印空白处右键点击,选择适配(configuration),进入属性设置框,若没“mechanical 1”,右键,点击插入层(insert layer)。首先打印顶层 “Top Layer”。将孔(holes)的选项打钩。打印顶层,要镜像(Mirror)。配置好,然后点击OK。
5.jpg

5、然后看打印预览是否正确。见下图,黑色部分都是将要腐蚀掉的部分,白色部分都是铜箔,焊盘中间的黑色的孔也是将要腐蚀掉的部分。
由于是采用感光法制作PCB,与抗蚀刻蓝油有关,一般使用的是负片输出打印,见下图。即黑色部分为碳粉,在紫外线曝光时阻挡抗蚀刻蓝油硬化,在显影溶液中可以被溶解掉,而白色部分没有碳粉,经过紫外线曝光后硬化,不能被显影溶液溶解,覆盖住铜箔。
6.jpg

来自:综合交流区 / 极客DIY
52
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~~空空如也
21006091
9年10个月前 IP:未同步
697315
顶层要镜像,底层不要镜像,对吗?

菲林打印好后,碳粉面对着板子吗?
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9年10个月前 IP:未同步
697316
21006091 发表于 2014-6-24 23:10
顶层要镜像,底层不要镜像,对吗?

菲林打印好后,碳粉面对着板子吗?


是的。还没发完帖子。。很多图片一个是几M,还要自己处理一下。。[s:10]
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9年10个月前 IP:未同步
697317
21006091 发表于 2014-6-24 23:10
顶层要镜像,底层不要镜像,对吗?

菲林打印好后,碳粉面对着板子吗?


是的。还没发完帖子。。很多图片一个是几M,还要自己处理一下。。[s:10]
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9年10个月前 IP:未同步
697321
本帖最后由 weiwst 于 2014-6-24 23:21 编辑

6、然后用打印机打印在A4纸上看打印效果,然后打印在硫酸纸上。
7.jpg
8.jpg

7. 然后打印底层。打印预览中,打印空白处右键点击,选择适配(configuration),进入属性设置框,若没“mechanical 1”,右键,点击插入层(insert layer),增加底层(Bottem Layer)。若有层“top overlay”,则右键点击delete将该层删除。将孔(holes)的选项打钩。配置好,然后点击OK。如下图。

9.jpg
8.然后看打印预览是否正确。见下图,黑色部分都是将要腐蚀掉的部分,白色部分都是铜箔,焊盘中间的黑色的孔也是将要腐蚀掉的部分。
10.jpg

9. 然后用打印机打印在A4纸上看打印效果,然后打印在硫酸纸上。

11.jpg
10.然后,看打印好的顶层和底层的硫酸纸的打印效果。然后,用软毛刷把打印好的硫酸纸均匀涂抹上增黑剂。然后,放置在一边,自然风干。风干后的硫酸纸打印效果:

12.jpg

此时,准备覆铜板。比对刚刚打印在A4纸上的电路板,裁剪双面覆铜板。


二、裁剪覆铜板,然后用锉刀打磨板子边缘,用细砂纸打磨两面的覆铜板。用水冲洗,然后用纸擦拭,再用吹风机吹干。然后先在覆铜板的一面涂抹抗蚀刻蓝油。
涂抹抗蚀刻蓝油的这一步是最麻烦的一步,因为这一步把抗蚀刻蓝油涂抹均匀后,用吹风机加热,然后变冷却,使蓝油凝固最麻烦。因为蓝油总是不容易凝固变干。把蓝油凝固的一步浪费了大部分的时间!
涂抹过一遍的板子,凝固后的板子:还需要涂抹一遍,并凝固。

13.jpg

三、曝光。先曝光底层,因为底层的走线较粗,先曝光制作底层,可以避免先制作顶层,把顶层的较细的走线弄断之类。因为中间要对板子动手处理。嘿嘿。。
把打印好的底层的硫酸纸,打印面朝上,让涂好抗蚀刻蓝油并干燥凝固的一面和打印面对齐。然后,打开紫外线灯曝光。
如图片中的效果,然后,开始计时,根据经验,一般8min左右。然后在曝光箱上面盖几张报纸,防止紫外光外泄和外界光线的干扰。

14.jpg


四、显影。对底层进行显影。
15.jpg
显影完毕,用水把刚刚显影后的板子冲洗,然后用纸轻轻沾干水迹:

16.jpg
话说,要用到的三种溶液。我用瓶子装起来,简单,易用。分别是蚀刻剂,脱膜剂,显影剂。
17.jpg

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ls.ls
9年10个月前 IP:未同步
697324
以前做过感光板子的,腐蚀时间不好控制啊
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9年10个月前 IP:未同步
697327
XXXXX 发表于 2014-6-24 23:20
以前做过感光板子的,腐蚀时间不好控制啊


经验,我一般是10min左右。当然,距离要固定好。我是用的鞋盒子当曝光箱。帖子里有图片。
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ls.ls
9年10个月前 IP:未同步
697332
weiwst 发表于 2014-6-24 23:22
经验,我一般是10min左右。当然,距离要固定好。我是用的鞋盒子当曝光箱。帖子里有图片。


不是,我说的是腐蚀时间
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9年10个月前 IP:未同步
697336
weiwst 发表于 2014-6-24 23:18
6、然后用打印机打印在A4纸上看打印效果,然后打印在硫酸纸上。




五、打定位孔。然后开始打定位孔。用较细的钻头,我用0.6mm的钻头打比较大的孔的位置。看着已经显影后的孔的位置,打多个孔,然后把板子的毛刺用细砂纸打磨干净,冲洗,用纸轻轻擦干然后吹风机吹干。随后,开始涂抹另一面抗蚀刻蓝油。
打过孔后的板子:从这一面看着孔的位置打孔。

18.jpg

反面用细砂纸打磨,冲洗,干燥处理后的板子反面:可以看到打磨后的板子情况。

19.jpg
六、给这一面涂抹抗蚀刻蓝油,并干燥。图片为涂抹过一遍的抗蚀刻蓝油。还要涂抹第二遍。

20.jpg
七、对定位孔。等上一步涂抹的抗蚀刻蓝油干燥凝固后,用电阻腿疏通已经打的孔。然后,对着灯光把已经打印好的顶层的硫酸纸与孔对应好。
具体做法是:先对应已经打的孔,用针尖先把顶层的对应的孔导通,然后,用电阻腿把对应的孔和打印的顶层的硫酸纸对应齐。
效果如下图:由于蓝油还是有一点点的粘性,所以纸可以相对稳定的固定在规定位置。
然后,曝光顶层,曝光完成后把顶层的硫酸纸揭去,然后对其显影。显影完成后,用水冲洗板子,然后用台钻打一个孔,用于腐蚀时候悬挂板子。

21.jpg

显影后的板子顶层:

22.jpg

八、腐蚀。
腐蚀过程中:

23.jpg
透过灯光,可以看到板子腐蚀的程度:

24.jpg

腐蚀完成后的顶层:

25.jpg

腐蚀完成后的底层:

26.jpg

九、脱膜处理:

27.jpg
28.jpg

十、先把板子的所有的孔打孔,然后对板子进行裁剪,打磨处理。
处理休整好的板子:
29.jpg
30.jpg
31.jpg

十一、焊接好的板子:
32.jpg
33.jpg

无线电协会(一个学校的社团,具体的谷歌前几个就是了。嘿嘿,这个不知算不算广告。)
2014年6月12日星期四
weiwst
-----PS:发帖和写东西,比制作还复杂。。。
早知道有人会需要电子版本的,不用一点点复制粘贴了。
直接PDF版本:抱歉,压缩后也是20多M。。。
还是一点点复制粘贴吧。嘿嘿。。
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9年10个月前 IP:未同步
697337
XXXXX 发表于 2014-6-24 23:27
不是,我说的是腐蚀时间


腐蚀时间要看你配的溶液了,如果浓度合适,加热温度合适,几分钟或许就会好。当然,也许会十几分钟才好。具体要注意观察板子的变化了。。。
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ls.ls
9年10个月前 IP:未同步
697339
weiwst 发表于 2014-6-24 23:39
腐蚀时间要看你配的溶液了,如果浓度合适,加热温度合适,几分钟或许就会好。当然,也许会十几分钟才好。 ...


一直守着好麻烦...
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9年10个月前 IP:未同步
697341
XXXXX 发表于 2014-6-24 23:52
一直守着好麻烦...


[s:9]  可以配浓些,几分钟看一次就好了。
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ls.ls
9年10个月前 IP:未同步
697345
weiwst 发表于 2014-6-24 23:54
可以配浓些,几分钟看一次就好了。


好吧,等有板子想做的时候试试
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ls.ls
9年10个月前 IP:未同步
697347
weiwst 发表于 2014-6-24 23:54
可以配浓些,几分钟看一次就好了。


只不过双层板的双面校准是个问题啊
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kcltxinshou
9年10个月前 IP:未同步
697350
weiwst 发表于 2014-6-24 23:54
可以配浓些,几分钟看一次就好了。


LZ的效果还是蛮不错的。但论坛上以及百度上许多制作感光PCB的文章,都将一个重点寥寥数笔一带而过了,即:“怎样制作好的菲林?”

这个问题可以引出制作中出现的一系列问题,如下:

1、感光蓝油与阻焊绿油的光源有区别。蓝油用可见光即可,故菲林用硫酸纸没什么问题。但阻焊绿油一般是365UV曝光,而这种紫外线的透过率要因材料而定,所以硫酸纸就不是一个好的选择了。

2、阻焊绿油的光源。一般是波长为365nm的紫外光,它对有机玻璃透过率约70%,对石英玻璃透过率约90%。但石英玻璃很贵,所以一般选择有机玻璃做压板。但最重要的是菲林介质,那种塑料透过率好,只有试验了才知道。

3、菲林中线条的黑度。用普通的激光打印机估计打不出很黑的效果。喷墨机+制版墨水效果不错。但要选择高品质的墨水,如果品质稍差,可以打印两张一样的图案,仔细重合在一起,也是可以的。

4、蓝油的涂抹。最好用胶辊来回滚动涂抹,这样可以做的很均匀。

5、腐蚀。之前一直用三氯化铁,但速度太慢,后来用了稀盐酸+双氧水(30%),发现效果的确不错哦。至于浓度,我觉得主要是调节双氧水的浓度。稀盐酸只是创造一个酸化的环境,腐蚀铜还要靠双氧水。可以边腐蚀,边加,边晃动,几分钟就OK了。

就想到这么多。
+20
科创币
我不是小羊
2014-06-29
鼓励交流 看不懂,但是感觉很高端
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rudolf
9年10个月前 IP:未同步
697357
楼主处理照片的时候直接用光影魔术手的批处理,弄成图片宽度900像素即可,总共也就半分钟不到
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1007643735
9年10个月前 IP:未同步
697381
我又开始盗知识了!!!!
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9年10个月前 IP:未同步
697383
XXXXX 发表于 2014-6-25 00:21
只不过双层板的双面校准是个问题啊


其实这个如何对好位置的问题,也是挺麻烦的一步。以前试过强光下对孔。最后才想到这个方法(见步骤七):
七、对定位孔。等上一步涂抹的抗蚀刻蓝油干燥凝固后,用电阻腿疏通已经打的孔。然后,对着灯光把已经打印好的顶层的硫酸纸与孔对应好。
具体做法是:先对应已经打的孔,用针尖先把顶层的对应的孔导通,然后,用电阻腿把对应的孔和打印的顶层的硫酸纸对应齐。
效果如下图:由于蓝油还是有一点点的粘性,所以纸可以相对稳定的固定在规定位置。

其实中间也有很多细节,但是只要你去实验,也是会发现的。先找到你已经打好的孔的位置,找到打印纸上的孔的位置,然后用针尖刺通,顶层和底层都要用针尖刺通。然后,就可以对着灯光对孔了。对应好一个孔,放一个电阻腿,图片里面可以看到很多电阻腿。。。以前用热转印法制作双面PCB时候就是这种对孔的方法的。嘿嘿
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ls.ls
9年10个月前 IP:未同步
697384
weiwst 发表于 2014-6-25 10:33
其实这个如何对好位置的问题,也是挺麻烦的一步。以前试过强光下对孔。最后才想到这个方法(见步骤七): ...


也是
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fuwen0202
9年10个月前 IP:未同步
697386
过孔怎么办
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9年10个月前 IP:未同步
697390
本帖最后由 weiwst 于 2014-6-25 11:02 编辑

kcltxinshou 发表于 2014-6-25 00:36
LZ的效果还是蛮不错的。但论坛上以及百度上许多制作感光PCB的文章,都将一个重点寥寥数笔一带而过了,即 ...


其实,我也怕写的太多,太详细,会把人弄晕的。。最开始已经写了:“网上见到很多手工制作PCB的教程,但较多的还是制作单面板。双面板制作困难吗?其实,制作双面板和制作单面板是一样的,都不是想象中那么困难的事情。在制作的过程中,去思考,为什么要这样制作,如何制作的更好,有没有更方便,更简单的方法呢?”
重点是要自己去思考,去想想还有没有其他更好的方法。[s:3]

问题回复:
1.感光蓝油与阻焊绿油,我虽然都买的有,但由于平时制作时间比较有限,所以暂时没有尝试做阻焊层。不好回答。但硫酸纸的透过紫外线还是可以的。
2.阻焊绿油的光源。我用的是黑色灯管的紫外光365nm,用的是两块透明的玻璃,可以去卖玻璃的地方去买到。两块A4纸大小的就足够了,透光性能还可以吧。玻璃的价格还是比较便宜的,并且由于玻璃自身的重量,这样就不用麻烦的用螺丝固定了。(购买时候,让老板帮忙处理一下玻璃的边缘,防止棱角伤人。嘿嘿)
3.菲林中线条的黑度。打印后,再用小毛刷轻轻涂抹一遍增黑剂。只能涂抹一遍,因为涂几遍,碳迹就会变得模糊了。。你试过就可以知道了。[s:9]
用两张打印的重叠,增加打印硫酸纸的量,浪费打印机碳粉和硫酸纸。并且或许会发生偏移,使板子不能用。
4.蓝油的涂抹。最好用胶辊来回滚动涂抹,这样可以做的很均匀。
我会考虑胶辊使用后,蓝油凝固在上面会不会造成影响。当然,也是值得尝试的思路。
现在用的毛刷还是太大了,应该用最小的那种毛刷。。越小越好。这样才能涂抹更好。
5.腐蚀。之前一直用三氯化铁,但速度太慢,后来用了稀盐酸+双氧水(30%),发现效果的确不错哦。至于浓度,我觉得主要是调节双氧水的浓度。稀盐酸只是创造一个酸化的环境,腐蚀铜还要靠双氧水。可以边腐蚀,边加,边晃动,几分钟就OK了。
以前在学校时候,用的热转印法制作PCB,腐蚀也是用的三氯化铁,也用过稀盐酸+双氧水(30%)。效果还可以。但是,对于运输方面就是一个麻烦事情了。地铁里面禁止携带有毒有害腐蚀性的溶液或气体。有时候买酒精,也是一个麻烦的事情。。。。
相比较而言,直接网购腐蚀剂自己回来兑水用还是比较方便的。蚀刻剂应该是过硫酸铵。。
+30
科创币
我不是小羊
2014-06-29
看不懂,但是感觉很高端
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9年10个月前 IP:未同步
697391
rudolf 发表于 2014-6-25 01:14
楼主处理照片的时候直接用光影魔术手的批处理,弄成图片宽度900像素即可,总共也就半分钟不到


有空尝试一下。我用的是一个小软件:ComicsViewer图片查看软件。
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9年10个月前 IP:未同步
697393
fuwen0202 发表于 2014-6-25 10:46
过孔怎么办


你用台钻打好孔后,最后用电阻腿把顶层和底层焊接就好了。当然,焊接过孔比较考验耐心。[s:3]
当然,还有其他方法,比如使用专门的溶液,电镀形成过孔什么的。不过,这样成本会很高。
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sinrave
9年10个月前 IP:未同步
697425
感觉别的都不是问题,就是过孔蛋疼。
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justinpiggy
9年10个月前 IP:未同步
697438
LZ最小线宽能做到多少?我用感光干膜最多做到过SOP-8引脚宽度,更小的没试过。。。
这次想弄片QFN-64的片子,准备还是找厂家打样。。。
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go炮君
9年10个月前 IP:未同步
697460
一想到我还在用刀刻法我就哭了出来
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aeolus
9年10个月前 IP:未同步
697485
楼主太强大~!
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2302053453
9年10个月前 IP:未同步
697527
不错,一直想自己做一个,
学习啦
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9年10个月前 IP:未同步
697538
sinrave 发表于 2014-6-25 12:37
感觉别的都不是问题,就是过孔蛋疼。


[s:7]其实神马都不是问题,只是一个理由而已。
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9年10个月前 IP:未同步
697543
justinpiggy 发表于 2014-6-25 13:15
LZ最小线宽能做到多少?我用感光干膜最多做到过SOP-8引脚宽度,更小的没试过。。。
这次想弄片QFN-64的片 ...


以前制作过STM32F051C8T6最小系统板LQFP48封装,最细导线10mil(0.254mm)。不过制作的是单面板,双面板就没试了。其实更细还是可以的。你可以尝试啊。别人的都只是经验而已。[s:7]

实物图片:[s:3]
3D效果图
QQ截图20140625220116.png
腐蚀打孔后
QQ截图20140625215532.png
焊接完成后
QQ截图20140625215501.png
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9年10个月前 IP:未同步
697544
go炮君 发表于 2014-6-25 16:46
一想到我还在用刀刻法我就哭了出来


[s:8]我还没用过刀刻呢。。
你的刀工一定不错,以后可以当厨师,雕刻各种造型。。[s:8]
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9年10个月前 IP:未同步
697546
aeolus 发表于 2014-6-25 18:29
楼主太强大~!


我还差的多,只是一个还没入门的菜鸟。。不敢说自己是菜鸟。。[s:2]
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9年10个月前 IP:未同步
697547
2302053453 发表于 2014-6-25 21:15
不错,一直想自己做一个,
学习啦


在于尝试,试验。开始会很枯燥,也会烦。。但这会锻炼一个人的耐心。[s:7]
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打不死的小超
9年10个月前 IP:未同步
697552
感觉感光油没有干膜好用...不知道是不是我的油墨过期了,反正一次木有成功过......倒是干膜,做了好多....
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remark
9年10个月前 IP:未同步
697561
感觉还是热转印方便些,用的东西也少,精度也可以。做双面我都是把腐蚀过的一面用宽胶带粘起来,然后再把另一面热转印上去,转印坏了就用洗碗的钢丝球在水里擦几下再来一次。
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justinpiggy
9年10个月前 IP:未同步
697572
weiwst 发表于 2014-6-25 22:03
以前制作过STM32F051C8T6最小系统板LQFP48封装,最细导线10mil(0.254mm)。不过制作的是单面板,双面板 ...


还是不试了。。。这片QFN-64的片子是一片高位高速ADC。。。价格略高。。。还是打样PCB然后吹一下比较安全。。。
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tsfrhym
9年10个月前 IP:未同步
697578
学习一下 东西都买了就是还不会做[s:12]
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9年10个月前 IP:未同步
697639
打不死的小超 发表于 2014-6-25 22:12
感觉感光油没有干膜好用...不知道是不是我的油墨过期了,反正一次木有成功过......倒是干膜,做了好多....


以前买感光蓝油变质。很多原因,因为买的质量不好之类,我这一瓶买的有半年了,还好着呢。应该是你保存不当,或者买的质量不行。
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weiwst作者
9年10个月前 IP:未同步
697640
remark 发表于 2014-6-25 22:41
感觉还是热转印方便些,用的东西也少,精度也可以。做双面我都是把腐蚀过的一面用宽胶带粘起来,然后再把另 ...


一样的。制作坏了,都可以重新制作。你自己感觉哪种好用就好。我以前在学校时候是用了三年的热转印法制作PCB,毕业后自己买了一套,自己感觉感光法倒是简单,方便一些。[s:9]应该是习惯了。
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9年10个月前 IP:未同步
697641
justinpiggy 发表于 2014-6-25 22:50
还是不试了。。。这片QFN-64的片子是一片高位高速ADC。。。价格略高。。。还是打样PCB然后吹一下比较安全 ...


嘿嘿。
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weiwst作者
9年10个月前 IP:未同步
697643
tsfrhym 发表于 2014-6-25 23:44
学习一下 东西都买了就是还不会做


[s:7]嘿嘿。。。。。
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go炮君
9年10个月前 IP:未同步
697654
weiwst 发表于 2014-6-25 22:05
我还没用过刀刻呢。。
你的刀工一定不错,以后可以当厨师,雕刻各种造型。。


[s:8]
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weiwst作者
9年10个月前 IP:未同步
697838
[s:11]。。。都没有一个给学术分的。。[s:11]虽然不知道有什么用。。
[s:10]
继续潜水。。。[s:2]
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sinrave
9年10个月前 IP:未同步
698336
weiwst 发表于 2014-6-25 21:52
其实神马都不是问题,只是一个理由而已。


正在找方法化学过孔,要是孔多了用元件腿焊会很麻烦
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jjak0
9年10个月前 IP:未同步
698377
我还在用洞洞板 覆铜板是用记号笔描好后腐蚀的 家里没有打印机
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9年10个月前 IP:未同步
698380
sinrave 发表于 2014-6-29 10:25
正在找方法化学过孔,要是孔多了用元件腿焊会很麻烦


找TB里面卖腐蚀槽,感光蓝油这类东西的老板。老板知道哪里有卖的。嘿嘿。。
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9年10个月前 IP:未同步
698424
jjak0 发表于 2014-6-29 14:47
我还在用洞洞板 覆铜板是用记号笔描好后腐蚀的 家里没有打印机


用记号笔也是不错的做法,我买的是二手的打印机,200多元。用洞洞板还是可以的,如果不想制作PCB板,可以直接搭棚焊。
用单面的覆铜板直接搭建电路,这也是一种不错的方案。
借用好友的一个制作的图片:
9JZE_`$OJ1XT0CV)WI)1)2R_看图王.jpg
直接用这种搭建电路,可以锻炼自己的空间思维能力。在PCB上面布线是二维的,直接搭建,是三维的。[s:7]

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kcltxinshou
9年10个月前 IP:未同步
698508
weiwst 发表于 2014-6-25 10:58
你用台钻打好孔后,最后用电阻腿把顶层和底层焊接就好了。当然,焊接过孔比较考验耐心。
当然,还有其 ...


过孔铆钉也可以试一试
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kcltxinshou
9年10个月前 IP:未同步
698509
tsfrhym 发表于 2014-6-25 23:44
学习一下 东西都买了就是还不会做


多试几次吧
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kcltxinshou
9年10个月前 IP:未同步
698510
weiwst 发表于 2014-6-29 18:31
用记号笔也是不错的做法,我买的是二手的打印机,200多元。用洞洞板还是可以的,如果不想制作PCB板,可以 ...


英雄所见略同啊,我也是二手打印机。熟练后买台好的。
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chenpei
9年10个月前 IP:未同步
698536
挺详细的
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