工程師自己制作PCB的苦與樂！

1958年，我兩歲的時候，我的父母從倫敦移民到津巴布韋（當時叫羅得西亞）。在津巴布韋我渡過了快樂的童年，后來我對電子產品產生了興趣，可惜津巴布韋不是電子世界的中心。

在我14歲那會兒，我爸每個月都會給我買一本《實用電子》（ Practical Electronics）雜志。我在里面看到一個廣告，是自己做印刷電路板（pcb）的工具包，于是我在英國找到了一個對我很好的親戚，請他給我買了一套作為我的圣誕節禮物。這個工具包有這些東西：

幾個單面PCB，與超大尺寸郵票大小差不多;
“Decon-Dalo”筆，有點像氈尖筆，是用來將耐腐蝕油墨涂到PCB上的;
一點兒氯化鐵蝕刻劑晶體;
幾頁帶有PCB布局圖的“樣版”。

收到工具包之后我才知道它裝在一個很小的盒子里，我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（略大于1/32英寸），如果你試著在中間畫一個焊盤，它的直徑最后會達到4mm左右。如果想再小一些，就只能用大頭針在中間鉆一個小孔。如果使用晶體管，則引線必須留長一些！ 無論如何，我用這個工具包制作了一些PCB，這真讓人著迷！

后來我發現了Positiv20——一種德國生產的光刻膠，用它給PCB涂上光敏層，當時我還在上學。我把我媽的烤箱溫度設置得很低，然后把PCB烤干。使用透明正片（positive transparency），然后曝光PCB。

Positiv20說明書上推薦了各種紫外線（UV）燈，但我聽了一個朋友的建議，我發現在陽光下曝光五分鐘就可以了。然后，在每升7克的燒堿溶液（也就是氫氧化鈉，是我媽用來清洗下水道的東西）中讓板子顯影。這時候，板子上出現了淺綠色的走線圖案，可以蝕刻了。但是下一個問題來了—— 到哪里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，他教我自己制作蝕刻劑。首先準備好黃色的鹽酸（HCl），這個在游泳池也會用到（我們都有游泳池）。在鹽酸里面溶解一些舊鐵釘，變成淺綠色液體，即氯化亞鐵（FeCl3）[譯者注：此處系作者筆誤，應為FeCl2]。然后加入一些過氧化氫（H2O2），過氧化氫很容易買到，女孩常常用它讓頭發更有光澤。通過神秘的氣泡反應（我忘記是啥了），產生氯化鐵（FeCl2）[譯者注：此處系作者筆誤，應為FeCl3] —— 深褐色的，有臭味，并且，殘留的鹽酸把我的衣服燒出了洞。這個過程持續了很長時間，似乎沒有盡頭。我媽專門找出了我那些最破舊的衣服，她說在我制作PCB時，只能穿這些衣服。當時，我弄到了一些細頭畫筆，可以制作我自己的透明膠片，這意味著我得到的結果將遠勝使用Decon-Dalo筆。

我還用了Veroboard，這是外面賣的一種PCB，每隔0.1英寸有銅線條，并且孔間距相同。布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。這對于不太復雜的一次性項目來說是好事。Veroboard這一名稱的由來，是因為它最初是由英國的Vero Electronics公司制造的，不過現在很多公司都制造這種板，通常稱為長條洞洞板。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，但是我的一個朋友將一個4mm的鉆頭裝在一個舊的剃須刀手柄中，非常好用。

還沒有裝上元器件的裸Veroboard板。

典型的手繪Veroboard布局圖（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國南非警方當一名“無線電技術員”。他們有一個無線電實驗室，里面都是一些絕頂聰明的人，其中多數擁有大學學位，為我們的無線電設備設計和制造電源、充電器和遙控裝置。他們采用絲網印刷制成了非常好的印刷電路板，但是我很少到那里去，所以對他們所做的知之甚少。

還好，后來我跟實驗室的一個人交上了朋友，他跟我講一些這方面的事。他還給了我一些Rubylith蒙片，蒙片有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并剝離紅色層來布局。我用它制作了幾塊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，早期的英特爾微處理器芯片布局也采用這種技術。

一張Rubylith蒙片上的圖形設計（我到處都找不到PCB設計！）。

我后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。在那里我發現了Bishop Graphics，包括一疊黑色焊墊貼紙，晶體管和集成電路可以使用的多個焊墊，以及用于走線的薄膠帶。將它們粘貼在透明的醋酸纖維板上，就可以做成電路板布局的正圖。如果需要，可以先用兩倍尺寸的焊墊，之后再縮小到實際尺寸，以獲得更好的分辨率。

用于走線的Bishop Graphics膠帶（上圖）；具有大半徑曲線的典型布局風格（下圖）。

如果你覺得自己真的很聰明，也可以用紅色和藍色的Bishop Graphics來進行雙面布局，但我從來沒做到。設計完成后，把它拿到一個沖印室，在膠片上產生正像。然后再到PCB室（實際上在我住的索爾茲伯里有一個）制作PCB。用這種方法做出來的成品看起來非常專業（我用這種方法偷偷干了一些私活）。

電子愛好者雜志Elektor曾為許多項目提供PCB布局。我還是需要找到一個沖印室來制作正片，但我自己會蝕刻電路板。他們提供幾種不同樣式的PCB布局，早期使用的大部分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它們的重要性完全不成比例，不過它們看起來很好。

之后，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，因此用它作我自己的板子。Elektor還在做PCB設計，但是不在雜志中，你可以買他們現成的PCB。

自從有了電腦，電腦便當之無愧地成為PCB設計的理想選擇。20世紀90年代中期，我得到Niche PCB designer程序的演示版，它是Windows 3.11程序，其實就是Bishops Graphics基于屏幕的版本。電腦上有各種尺寸的焊盤，還有不同的IC和晶體管基本布局，將其拖動到網格上并與各種尺寸的走線連接就行了。所有的焊盤布局和走線布線就必須做了。我仍然經常在紙上打印出雙倍尺寸，然后使用復印機將它們縮小為透明膠片。這對于小布局來說很好，我制作的多數也是小布局PCB，這確實好用，所以現在我還沒學Eagle或DesignSpark或任何更復雜的程序（這些東西將來我肯定還是要學的）。

到澳大利亞后，我再也弄不到Positiv20了，但我能搞到預敏化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。經過試驗和改錯，我弄清楚了大約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，我還是喜歡自己制作PCB。現在我開始使用SMD元件，但它們可不小。與我過去使用的臭臭的氧化鐵比起來，過硫酸銨蝕刻劑更干凈，但它是一次性的。不過，我現在還是用我妻子清洗下水道的清潔劑。最近我又看到了一種使用特殊復印紙的工藝，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Duane Benson說的，他靠PCB為生，肯定沒錯），柔性PCB，無鉛焊接和ROHS，球柵陣列，JTAG連接隱藏的引腳......這些非常專業的技術遠遠超出我的認知。我期待在PCB Designline中更多地了解這些技術，但是對于制作我的石器時代的PCB，我仍然樂此不疲。

編譯：Jenny Liao  責編：Yvonne Geng

(參考原文：The Dismays & Delights of DIY PCBs，by David Ashton)