輔助科技 實作- 快速電路板貫孔-智慧型機電輔具實驗室摘要
為了節省輔具臨床人員有限的時間及應付輔具開發的少量多樣，本專題探討如何在實驗室中以化學藥劑進行貫孔，在短時間內貫通雙面電路板。
關鍵字
電路板、貫孔
關於貫孔的方法
由於電路板以互不交叉的導線提供零件間的電氣連結。當導線變多或是因零件擺置、抑制電磁波等考量時，就可能會使導線分佈於超過一個以上的面。貫孔就是一種穿過電路板中絕緣的部份使面與面之間的相互連結的方式。在實驗室中常見的有導線焊接、電鍍貫孔、鉚釘貫孔、銀膠/銅膠貫孔等等方法。
| 適用情況 | 缺點 | |
|---|---|---|
| 導線焊接 | 少量鑽孔(少於50個)，最簡單且確實的方法。 | 孔數多時很花時間，在表面黏著元件(SMD)下的貫孔需要磨平，插頭或插座部位操作困難。 |
| 鉚釘貫孔 | 少量鑽孔(少於50個) | 鉚釘並不便宜，一個約新台幣4元，鑽孔要比原本的孔位大0.2mm，鉚釘敲好後還要銲錫，趁熱將鉚釘孔中的銲錫甩出或用吸錫器吸出，操作比導線焊接複雜許多。 |
| 銀膠/銅膠貫孔 | 可以以印刷的方式填塞塗佈。大部份的情況均可使用。 | 膠劑昂貴，有保存期限(20度c以下半年)，需將孔洞內的膠劑取出，需要加熱固化，銅膠加熱不慎會使銅膠氧化。 |
| 電鍍貫孔 | 大部份的情況均可使用，特別是很多板子時，效率比其他種方法來得高。 | 藥水不便宜，裝滿整個電鍍槽可能要新台幣萬元。且有保存期限(半年)。藥劑的品質、配方、電源供應等因素左右電鍍的品質。 |
有廠商提供一套以化學鍍鎳銅的方式貫孔，有電鍍貫孔的效率，且藥水穩定性高耐久存，成本及操作性讓一般實驗室可以接受。
快速電路板貫孔的方法
蝕刻或雕刻感光電路板。過程請見快速製作電路板
噴塗防鍍劑。在板子下方可墊東西避免表面未硬化的防鍍劑沾黏，造成破洞。噴好後約20~30分鐘用手觸摸不留手紋時即可翻面。靜置數小時或以吹風機烘烤讓漆膜乾燥。
防鍍處理的電路板，已用吹風機烘乾。
鑽孔。由於一般的鑽孔機及鑽針並不適合鑽玻璃纖維板，會造成孔壁難以讓藥水附著。請用電路板鑽孔機及鎢鋼鑽針鑽孔。本示範以電路板雕機刻機進行。
鑽好孔的電路板。孔徑0.6/0.3mm，板厚0.8mm
刷子以清水濡濕後，塗上表面處理劑，輕壓孔洞讓藥水從孔洞間冒出。清水濡濕刷子是避免乾刷子吸走藥水，造成藥水損耗及清洗不易。
清洗盤子、板子及刷子後，塗上活化劑，同樣的也是輕壓孔洞，讓藥水於孔壁上作用。當藥水顏色變成透明時，即需更換。
清洗盤子、板子及刷子後，塗上還原劑。輕壓孔洞，讓藥水於孔壁上作用。靜置數分鐘讓藥水作用。
塗上剝膜劑清除防鍍膜，酒精亦可。由於此步驟將銅面裸露，需盡速放入貫孔液中，防止氧化而難以進行化學反應。
貫孔液事先加熱，不要超過50度。板子放入後，開始反應時會產生微細氣泡。放置約30分鐘即可。當藥水濃度變淡即需更換。藥水用畢最好靜置過濾後存放陰涼處，避免藥水中的金屬離子自行反應後沉澱。
完成貫孔的電路板，表面光滑。盡速吹乾水漬，手不要去碰觸金屬面可防止鍍層留下指紋影響美觀。之後就可以用雕刻機取下每塊電路板。
細部檢查。孔徑0.6mm，track 10mil (0.25mm)。
過濾藥水。藥水靜置用濡濕的濾紙過濾，即可避免藥水變質。
快速電路板貫孔的討論
雖然此種方法看似萬無一失，但是鍍鎳銅電阻較鍍純銅或銅膠高(廠商提供資料約0.1ohm)，在高頻應用時不可忽略這個問題。但在一般實驗室作業時，鍍純銅容易氧化，銅膠在加熱固化時容易氧化變黑，屆時不但不易焊接，電阻反而更高。因此在一般的應用上，廠商所提出之化學貫孔法已經足以應付。高頻時再考慮其他做法或是採用已經驗證過的模組。
實驗室電鍍設備維護-藥水及電極更新(禾宇精密)
致謝
感謝金金電子陳潤鴻先生技術指導
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