在家制作 PCB：DIY 紫外线曝光室

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对于任何热爱电子产品的人来说，从杂乱无章的面包板到干净整洁的永久电路板都是一个巨大的进步。创建自己的印制电路板 (多氯联苯)在家里的感觉就像一种超能力。它能让你的项目更小、更可靠，而且看起来非常专业。虽然自制印刷电路板的方法有很多，但使用紫外光和光刻胶材料的照相法可以获得最清晰、最精确的效果。这种方法是制作出看起来像来自工厂的电路板的秘诀。

为此，您需要一个特殊的工具：紫外线曝光盒。这种设备使用紫外线将电路设计从透明薄膜转移到感光铜板上。虽然你可以购买专业设备，但它们可能很昂贵。好消息是，自制是一个有趣、有意义的项目，比你想象的要容易得多。自制装置和商用装置一样好用。

本指南将指导您完成制作自己的曝光装置的每一个步骤。我们将用简单的语言清楚地解释一切。您将了解到需要哪些零件，如何将它们组装在一起，以及如何使用新工具制作令人惊叹的电路板。最后，您将为自己的电子工作室添置一台功能强大的新设备。

了解多氯联苯暴露过程

为什么需要光阻

在我们开始制作之前，了解一下我们为什么需要这个盒子是非常有帮助的。整个制作过程都是通过一种叫做光刻胶的特殊材料完成的。这是一种光敏化学物质，在紫外线（UV）照射下会发生变化。

一个简单的比喻

想象一下，您正在粉刷一面墙，但您想让某个特定的形状不被粉刷。您可以用遮蔽胶带遮住您想要保护的形状。完成粉刷后，撕掉胶带，干净的形状就留下了。光阻工艺与此非常相似，但它使用的是光而不是油漆，使用的是特殊显影剂而不是剥离胶带。

准备镀铜板

您首先需要一块覆铜板，这是一块玻璃纤维板，上面完全覆盖着一层薄薄的铜。这层铜将成为电路的金属轨道。首先，在整个铜表面覆盖一层薄薄的光刻胶。这通常是一层薄薄的深色薄膜，您要小心地将其涂在电路板上。

打印和放置电路设计

然后，将电路设计打印到一张透明塑料片上，就像透明胶一样。设计应该使用黑色墨水。黑色部分是您希望铜轨所在的位置，透明部分是您希望去除铜的位置。然后，把这张透明胶放在覆盖了光刻胶的电路板上。

紫外线照射

把这两样东西都放进紫外线照射箱。打开紫外线灯后，紫外线就会照射下来。光线可以穿过透明材料的透明部分，但会被电路设计的黑色墨水阻挡。

发展董事会

紫外线照射到光刻胶上会引起化学反应，使其变硬。在黑色墨水保护下的光刻胶没有被光线照射到，因此保持柔软。几分钟后，关闭光源，取出电路板。然后将电路板放入一种叫做显影液的特殊液体中。这种显影液只洗去柔软的、未曝光的光阻。而被光照射到的坚硬部分则留在电路板上。

现在，您剩下的是一块铜板，在这块铜板上，您的 电路轨道 受到硬化光刻胶的保护。所有其他铜都暴露在外。最后，将电路板放入蚀刻液（如氯化铁）中。这种化学物质会腐蚀掉所有未受保护的铜。它不能接触到被硬光刻胶覆盖的铜。蚀刻完成后，就只剩下构成电路的铜轨道了。

这就是为什么均匀的光线覆盖如此重要。您自制的曝光盒将确保紫外线的强烈和均匀，让您每次都能获得非常清晰和完美的效果。

收集材料和工具

任何好项目的第一步都是准备好所有零件和工具。这个项目不需要太奇特的东西，大多数部件都可以在网上或电子商店找到。我们可以将清单分成几组。

电子设备

• 紫外线 LED： 这是最重要的部分。您需要一条 UV 发光二极管 或一组单独的 LED。用于 PCB 曝光的最佳紫外线 LED 波长通常在 395nm 到 405nm 之间。这个波长范围与大多数光刻胶薄膜都能完美配合。您需要足够多的灯来形成密集的网格，以便均匀覆盖。对于一个中等大小的盒子来说，大约 50 到 100 个单独的 LED 或一条 2 米长的灯带是一个很好的起点。
• 电源： 您需要一个能为所有 LED 灯提供正确电压和足够电流的电源。大多数 LED 灯条使用 12V 直流电。检查 LED 的规格，找到匹配的电源。12V 2A 电源通常是不错的选择。
• 计时器 虽然您可以使用秒表，但内置定时器会让盒子使用起来更方便、更准确。您可以在网上购买简单的数字计时器模块，可以设置秒和分钟。这对您的项目来说是一个巨大的提升。
• 开关 基本的翘板开关或拨动开关用于打开和关闭设备的主电源。
• 电线 您需要一些细线将所有电子部件连接在一起。红线和黑线有助于跟踪正负极连接。

用于箱体和结构：

• 一个盒子 你需要一个东西来装所有东西。简单的木盒子是个不错的选择，因为它很容易加工。您也可以使用坚固的塑料储存容器。有些人使用破旧的平板扫描仪的外壳也很成功。
• 一块玻璃或透明丙烯酸树脂： 这将是您放置印刷电路板的平台。它必须非常清晰和平整。玻璃更好，因为它不容易被划伤。尺寸取决于盒子的大小。
• 铝箔或镜子 您可以用它铺在盒子内侧。闪亮的表面会反射紫外线，使照射更加均匀有效。
• 一块泡沫 这将用在盒盖上，将透明度均匀地紧压在印刷电路板上。
• 螺钉、螺母和螺栓： 您需要一些小五金来安装电子零件和固定盒子。

您需要的工具

• 烙铁和焊料
• 热胶枪
• 带各种钻头的钻头
• 螺丝刀
• 剥线钳和切割器
• 尺子或卷尺

设计 DIY PCB 紫外线曝晒箱

在开始切割和钻孔之前，最好先制定一个简单的计划。要考虑的主要问题是尺寸。你的盒子应该足够大，可以装下你认为要制作的最大的印刷电路板，边缘还要留出一点空间。常见的尺寸约为 30 厘米 x 20 厘米。

接下来要计划的是紫外线 LED 与玻璃板之间的距离。这对获得均匀的光线非常重要。如果 LED 离玻璃太近，每个 LED 的正上方就会出现明亮的 "热点"，而中间则会出现较暗的区域。如果距离太远，光线会均匀，但可能太弱，导致曝光时间过长。最合适的距离是 5 厘米到 8 厘米之间。

您还应该规划好 LED 的布局。将它们排列成网格状，并保持均匀的间距。这将有助于确保 PCB 的每个部分都能获得相同数量的紫外线。当您在纸上有了一个简单的计划后，就可以开始制作了。

构建箱体框架和结构

这就是项目开始的地方。假设您使用的是一个木盒。

按照盒子所需的尺寸切割木片。您需要一块底板和四条边。您不需要木质顶盖，因为盖子上会有压力泡沫。将四边拼在一起，用木胶和螺丝固定在底板上。这样您就能得到一个坚固又能挡光的盒子了。

然后准备内部。如果想获得良好的效果，这一步非常重要。用铝箔纸，喷上胶水或普通胶水，把整个盒子的内部都涂满。覆盖底部和所有四壁。尽量使表面光滑，不要留下太多褶皱。这层光亮的铝箔会反射盒内的紫外线，从而减少阴影，确保电路板从四面八方都能获得均匀的光线。

内部准备就绪后，为玻璃板制作一个小台阶。在内壁上粘上四根细木条。确保木条高度一致，与之前计划的一样，高出底部约 5-8 厘米。这个台架将用来放置玻璃板。

最后，加一个盖子。一块简单的带铰链的木板就足够了。在盖子内侧粘上一块平的泡沫塑料。泡沫塑料的厚度应略大于盖子合上时与玻璃之间的空隙。这样，当您盖上盖子时，泡沫就会用力压在玻璃上。 多氯联苯 和胶片，使它们保持完全接触。如果有缝隙，轨道看起来就会模糊不清。

创建紫外线 LED 阵列和简单电路图

现在我们来研究机器的核心部分：灯光。这就是你的 焊接 技能将派上用场。我们的目标是制作一个均匀分布的 LED 面板。

一个好的方法是用一块敷料板或薄塑料板作为 LED 阵列的底座。用铅笔在板上标出网格图案。然后，为每个 LED 的支脚钻小孔。将所有 LED 放入孔中，确保所有正极（阳极）和负极（阴极）朝向一致。

说到 PCB 曝光盒电路图，最简单的方法是并联 LED。这意味着所有正极连接在一起，所有负极连接在一起。要做到这一点，可以小心地弯曲 LED 灯脚，然后将它们焊接在一起，或者用导线将它们连接起来。并联接线的好处是，如果一个 LED 烧坏了，其他的也会一直亮着。

连接好所有 LED 后，整个阵列将有两个主要连接点：一个正极，一个负极。在正极焊接一根红线，在负极焊接一根黑线。这些导线将通过定时器和开关连接到电源。

整个电路非常简单。12V 电源的正极线连接到主开关。开关的正极接定时器模块的输入端。然后，定时器模块的输出连接到 LED 阵列的正红线。然后，LED 阵列的负极黑线直接回到电源的负极。这样，开关就打开了一切，而定时器则设定 LED 灯的点亮时间。

将所有东西组装在一起

盒子建好了，LED 阵列也准备好了，是时候把它们组装在一起了。

首先，将 LED 阵列放在盒子底部。可以用热胶或小螺丝固定。确保牢固和居中。

接下来，在盒子外侧找个好位置安装开关和定时器模块。为它们钻必要的孔。最好将它们放在盒子的正面或侧面，以方便使用。牢固安装开关和定时器。

然后，安装 12V 电源。通常最安全的做法是将其安装在盒子的外面，这样可以使高压部件远离盒子内部，并有助于保持冷却。钻一个小孔，将 12V 电线穿过盒子。

现在，您可以按照电路图中的描述完成所有接线。保持布线整齐。用热胶固定电线，以免它们四处移动。完成所有连接后，小心地将玻璃片放在盒子内的支撑架上。您的 DIY PCB 曝光 现在盒子已经组装完毕！

校准印刷电路板的曝光时间

您已经创建了一个了不起的工具，但在使用之前还有一个非常重要的步骤。您需要计算出理想的曝光时间。由于 LED 的类型、它们与玻璃的距离以及您使用的光刻胶类型不同，每个自制盒子的曝光时间都可能不同。

要找到最合适的印刷电路板曝光时间，需要进行简单的测试。为此，您需要一小块涂有光刻胶的铜板，以及印在透明胶上的特殊测试图案。测试图案应具有不同的形状，如不同粗细的细线和一些实心区域。

将测试板和透明胶放入盒子中。现在，找一个不透明的物体，比如一块黑色厚纸板。这样做的目的是让测试板的不同部分暴露不同的时间。

• 除了一端的一小条之外，用硬纸板覆盖整个木板。
• 打开计时器，持续 30 秒，让第一条带子露出来。
• 计时器计时结束后，滑动纸板，在第一条的旁边露出第二条。

现在，将计时器再设置 30 秒。在此期间，第一条光带将再亮 30 秒（共 60 秒），第二条光带将亮 30 秒。

重复这一过程。向下滑动卡片，曝光 30 秒，然后再做一次。如果这样做 5 次，就会有 5 条带曝光，曝光时间从 30 秒至 2.5 分钟.

完成测试后，像平常一样冲洗电路板。当您查看显影板时，您会发现显影条之间有明显的区别。曝光时间太短的纸条会被冲掉，线条也会断开。曝光时间过长的条纹可能看起来模糊或曝光过度。您要找的是线条最清晰、最干净的纸条。条纹的曝光时间就是您理想的曝光时间。