工程师自己制作PCB的苦与乐！

1958年，我两岁的时候，我的父母从伦敦移民到津巴布韦（当时叫罗得西亚）。在津巴布韦我渡过了快乐的童年，后来我对电子产品产生了兴趣，可惜津巴布韦不是电子世界的中心。

在我14岁那会儿，我爸每个月都会给我买一本《实用电子》（ Practical Electronics）杂志。我在里面看到一个广告，是自己做印刷电路板（pcb）的工具包，于是我在英国找到了一个对我很好的亲戚，请他给我买了一套作为我的圣诞节礼物。这个工具包有这些东西：

几个单面PCB，与超大尺寸邮票大小差不多;
“Decon-Dalo”笔，有点像毡尖笔，是用来将耐腐蚀油墨涂到PCB上的;
一点儿氯化铁蚀刻剂晶体;
几页带有PCB布局图的“样版”。

收到工具包之后我才知道它装在一个很小的盒子里，我有点上当受骗的感觉，但我还是开始动手，准备做一些PCB。使用Decon-Dalo笔，走线的最小宽度约为1.5mm（略大于1/32英寸），如果你试着在中间画一个焊盘，它的直径最后会达到4mm左右。如果想再小一些，就只能用大头针在中间钻一个小孔。如果使用晶体管，则引线必须留长一些！ 无论如何，我用这个工具包制作了一些PCB，这真让人着迷！

后来我发现了Positiv20——一种德国生产的光刻胶，用它给PCB涂上光敏层，当时我还在上学。我把我妈的烤箱温度设置得很低，然后把PCB烤干。使用透明正片（positive transparency），然后曝光PCB。

Positiv20说明书上推荐了各种紫外线（UV）灯，但我听了一个朋友的建议，我发现在阳光下曝光五分钟就可以了。然后，在每升7克的烧碱溶液（也就是氢氧化钠，是我妈用来清洗下水道的东西）中让板子显影。这时候，板子上出现了浅绿色的走线图案，可以蚀刻了。但是下一个问题来了—— 到哪里才弄得到用来蚀刻的氯化铁呢？

幸运的是，我的物理老师是个电子迷，我遇到任何解决不了的电子问题时都会去找他。这一次，他教我自己制作蚀刻剂。首先准备好黄色的盐酸（HCl），这个在游泳池也会用到（我们都有游泳池）。在盐酸里面溶解一些旧铁钉，变成浅绿色液体，即氯化亚铁（FeCl3）[译者注：此处系作者笔误，应为FeCl2]。然后加入一些过氧化氢（H2O2），过氧化氢很容易买到，女孩常常用它让头发更有光泽。通过神秘的气泡反应（我忘记是啥了），产生氯化铁（FeCl2）[译者注：此处系作者笔误，应为FeCl3] —— 深褐色的，有臭味，并且，残留的盐酸把我的衣服烧出了洞。这个过程持续了很长时间，似乎没有尽头。我妈专门找出了我那些最破旧的衣服，她说在我制作PCB时，只能穿这些衣服。当时，我弄到了一些细头画笔，可以制作我自己的透明胶片，这意味着我得到的结果将远胜使用Decon-Dalo笔。

我还用了Veroboard，这是外面卖的一种PCB，每隔0.1英寸有铜线条，并且孔间距相同。布局需要进行一些思考，还需要技巧，走线之间通常有很多跳线。这对于不太复杂的一次性项目来说是好事。Veroboard这一名称的由来，是因为它最初是由英国的Vero Electronics公司制造的，不过现在很多公司都制造这种板，通常称为长条洞洞板。最好再买一个专用切割工具，在不需要连接的带线（strip）上切孔，但是我的一个朋友将一个4mm的钻头装在一个旧的剃须刀手柄中，非常好用。

还没有装上元器件的裸Veroboard板。

典型的手绘Veroboard布局图（X表示走线中要打孔的地方）。

我第一份真正的工作是在很有名的英国南非警方当一名“无线电技术员”。他们有一个无线电实验室，里面都是一些绝顶聪明的人，其中多数拥有大学学位，为我们的无线电设备设计和制造电源、充电器和遥控装置。他们采用丝网印刷制成了非常好的印刷电路板，但是我很少到那里去，所以对他们所做的知之甚少。

还好，后来我跟实验室的一个人交上了朋友，他跟我讲一些这方面的事。他还给了我一些Rubylith蒙片，蒙片有2层，一层清晰，另一层是深红色。你可以用一把精细的刀子切开并剥离红色层来布局。我用它制作了几块PCB，说真的我不喜欢它 —— 用它做出来的走线和焊垫，完全比不上我用画笔做的。话虽如此，我见过一些用Rubylith蒙片完成的非常精细的设计——不光是PCB，还有图形设计。另外，据我所知，早期的英特尔微处理器芯片布局也采用这种技术。

一张Rubylith蒙片上的图形设计（我到处都找不到PCB设计！）。

我后来的一份工作是管理一个与供电设施相连的电子设计实验室。在那里我发现了Bishop Graphics，包括一叠黑色焊垫贴纸，晶体管和集成电路可以使用的多个焊垫，以及用于走线的薄胶带。将它们粘贴在透明的醋酸纤维板上，就可以做成电路板布局的正图。如果需要，可以先用两倍尺寸的焊垫，之后再缩小到实际尺寸，以获得更好的分辨率。

用于走线的Bishop Graphics胶带（上图）；具有大半径曲线的典型布局风格（下图）。

如果你觉得自己真的很聪明，也可以用红色和蓝色的Bishop Graphics来进行双面布局，但我从来没做到。设计完成后，把它拿到一个冲印室，在胶片上产生正像。然后再到PCB室（实际上在我住的索尔兹伯里有一个）制作PCB。用这种方法做出来的成品看起来非常专业（我用这种方法偷偷干了一些私活）。

电子爱好者杂志Elektor曾为许多项目提供PCB布局。我还是需要找到一个冲印室来制作正片，但我自己会蚀刻电路板。他们提供几种不同样式的PCB布局，早期使用的大部分电路板的走线之间只有很小的间隙，走线和焊垫的大小经常与它们的重要性完全不成比例，不过它们看起来很好。

之后，Elektor改变了风格，走线的方向只有水平、垂直或成45度角。我更喜欢这种风格，因此用它作我自己的板子。Elektor还在做PCB设计，但是不在杂志中，你可以买他们现成的PCB。

自从有了电脑，电脑便当之无愧地成为PCB设计的理想选择。20世纪90年代中期，我得到Niche PCB designer程序的演示版，它是Windows 3.11程序，其实就是Bishops Graphics基于屏幕的版本。电脑上有各种尺寸的焊盘，还有不同的IC和晶体管基本布局，将其拖动到网格上并与各种尺寸的走线连接就行了。所有的焊盘布局和走线布线就必须做了。我仍然经常在纸上打印出双倍尺寸，然后使用复印机将它们缩小为透明胶片。这对于小布局来说很好，我制作的多数也是小布局PCB，这确实好用，所以现在我还没学Eagle或DesignSpark或任何更复杂的程序（这些东西将来我肯定还是要学的）。

到澳大利亚后，我再也弄不到Positiv20了，但我能搞到预敏化PCB。与使用Positiv20的时候一样，我第一次用它时在阳光下曝光了五分钟，结果得到了一块空板子。经过试验和改错，我弄清楚了大约30到60秒才是理想的曝光时长。最近我又弄到了一些，很便宜，我还是喜欢自己制作PCB。现在我开始使用SMD元件，但它们可不小。与我过去使用的臭臭的氧化铁比起来，过硫酸铵蚀刻剂更干净，但它是一次性的。不过，我现在还是用我妻子清洗下水道的清洁剂。最近我又看到了一种使用特殊复印纸的工艺，可以烫到PCB上，但我还没有试过。

所有这些当然都比不上买来的PCB，甚至可以说相差甚远。自动化的设计，极小的走线宽度，多层（最多30层，这是Duane Benson说的，他靠PCB为生，肯定没错），柔性PCB，无铅焊接和ROHS，球栅阵列，JTAG连接隐藏的引脚......这些非常专业的技术远远超出我的认知。我期待在PCB Designline中更多地了解这些技术，但是对于制作我的石器时代的PCB，我仍然乐此不疲。

编译：Jenny Liao  责编：Yvonne Geng

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