CN101893826B - 电路板的感光式制版方法及其制版机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制版方法简单、及其制版质量和效率高、结构简单、安全节能的电路板的感光式制版方法及其制版机。该制版方法是采用脉冲电压通过氦气管对胶片以脉冲式光进行感光。该制版机包括氦气管、通过感光控制器连接于氦气管的电压提升电路；所述感光控制器的控制端连接有由定时器和开关电路构成的开关信号发生器，由开关信号发生器输出的脉冲式开关信号控制感光控制器为氦气管提供脉冲电压。

Description

电路板的感光式制版方法及其制版机

技术领域：本发明涉及一种电路板的感光式制版方法及其制版机。

背景技术：感光电路板制版机自其诞生至今以其低制作成本和高制作品质为电子产业的快速发展起到了极为积极的作用，以其操作的方便、制作工艺的简单以及制版的精良而深受从业者的欢迎，特别是对于大批量规模化生产其高效率和低成本的特点尤显突出。但是现有的感光式的电路板制版机也存在诸多缺陷和不足，如对于大专院校、高中阶段开设的各类电子工程信息类课程、以及广大电子爱好者从事实验或业余制作电路板使用感光式制版机，其优势就显得不那么突出了，制版的效率、和制作成本相对偏高；特别是对于业余爱好者和学生的实验课程作来说，由于操作技术和制作经验的缺乏，以及电路板类型和性质辨别的困难，感光工艺操作很难把握和控制，使得制作出的电路板不是曝光过多就是曝光不足，不仅浪费了原材料，而且浪费大量的精力和时间。致使对使用感光式制版机制作失去信心，甚至于对制版失去兴趣。而使用其他类型的诸如热转印机、雕刻机等电路板制版机虽然同样可以制作出高质量的产品，但其昂贵的价格和诸如耗能等各方面的缺陷而难以满足各类使用者的不同要求。

特别值得注意的是现有的感光电路板制版机大多数采用紫外线发光管，利用强紫外线照射制版，可是强剂量紫外线对人体具有一定的伤害，而且紫外线肉眼无法看见，使用者容易疏于防范，存在一定的安全隐患。而有些类型的曝光机，使用日光灯管，曝光时间长效率低。

发明内容：本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种电路板的感光式制版方法及其制版机。该制版方法制作工艺简单、省时省力，易于实施、制作效率高。该制版机结构简单、无噪音、操作使用方便，安全节能，制版质量高，成品率高。

本发明的制版方法的技术方案包括胶片的感光，所述感光是采用脉冲电压通过感光器对胶片以脉冲式光进行感光。

所述采用脉冲式光进行胶片感光是通过由开关信号发生器产生的脉冲式开关信号控制感光控制器输出一定脉宽和频率的等幅或不等幅的脉冲电压施加于感光器，进而由感光器以一定的周期和频率产生脉冲式光对胶片进行曝光。

本发明制版机的技术方案包括感光器、及其电压提升电路，所述电压提升电路的输出端经一感光控制器连接于所述感光器，由感光控制器为感光器提供脉冲电压；所述感光控制器还连接于一开关信号发生器的输出端，由开关信号发生器输出的信号对其输出的脉冲电压进行控制。

所述开关信号发生器包括一开关电路，所述开关电路连接于一定时器，由定时器输出的对其输出的脉冲式开关信号的脉宽和频率进行控制；所述电压提升电路包括驱动三极管、升压变压器、和整流器串联连接构成，升压变压器的输出电压自整流器引出。

所述开关信号发生器由包括一机械计时装置构成的机械定时器，和触点开关构成的机械开关电路组成，所述触点开关由机械定计时装置联动控制；所述感光控制器包括蓄能电容器、充放电电容器、和引闪线圈构成，所述蓄能电容器、以及经串接一回路电阻的充放电电容器分别与电压提升电路相并接，所述引闪线圈的两端分别连接于电压提升电路的输出端和感光器的控制端；所述机械开关电路的触点开关连接于充放电电容器与回路电阻的连接点和引闪线圈的抽头之间。

所述机械定时器和机械开关电路由一洗衣机式定时装置构成。

所述开关信号发生器由包括一555时基集成电路构成的电子定时器，和包括一555时基集成电路构成的震荡器构成的电子开关电路组成，所述震荡器的555时基集成电路的输入端连接于电子定时器的555时基集成电路的输出端；所述感光控制器包括蓄能电容器、充放电电容器、可控硅、和引闪线圈构成，蓄能电容器、以及其正极经串接一电阻后的可控硅分别与电压提升电路相并接，充放电电容器连接于可控硅的负极和控制端之间，引闪线圈的两端分别连接于可控硅的负极和所述感光器的控制端，引闪线圈的抽头经一耦合电容器连接于可控硅的正极，可控硅的控制端连接于电子开关电路的震荡器。

所述电子定时器和震荡器分别由556时基集成电路芯片中的其中二个555时基电路构成；所述电子定时器的555时基电路与电源之间连接有一震荡频率(定时时间)调节电路。

所述电子开关电路的震荡器的输出端连接有一由光耦器件与驱动三极管相串联构成的隔离输出电路，所述可控硅的控制端连接于该隔离输出电路的输出端；所述震荡频率调节电路由可调电阻构成。

所述震荡器连接有一脉冲式开关信号的脉宽调节电路，所述脉宽调节电路由通过电阻相互反向并联连接后连接于震荡器的555时基集成电路的控制端子的两个二极管构成；所述隔离输出电路与可控硅的控制端由一插接件相互连接。

本发明的制版方法改现有技术的连续曝光为使用脉冲光以累积叠加的方式曝光，工艺简单，易于实施，制作效率高。本发明的制版机制造成本低，结构简单，节能、安全、环保、无辐射、无噪音，操作使用方便，制版质量高，成品率高。

附图说明图1为本发明原理方框图。图2为本发明一实施例原理结构示意图。图3为图2中触点开关K1的通断状态随时间变化示意图。图4为本发明另一实施例原理结构示意图。图5为图4中556集成电路芯片的脚9输出的脉冲式开关信号波形图。

具体实施方式现通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的制版方法是采用脉冲式光进行胶片感光是通过由开关信号发生器4产生的脉冲式开关信号控制感光控制器2输出一定宽度和频率的等幅或不等幅的脉冲电压施加于感光器3，进而由感光器以一定的周期和频率产生脉冲式光对胶片进行累积叠加式曝光。电压提升电路1为感光控制器提供电源。

本发明的制版机实施例1如图2所示。电压提升电路的升压变压器T1的原边绕组的一端经与机械计时装置Tk联动的升压电源开关K2连接于供电电源；升压变压器的原边的另一端经驱动三极管Q1的集电极和发射极接入电路的公共地端；升压变压器T1的副边绕组的一端经充电电阻R1连接于与升压电源开关K2相连接的升压变压器T1的原边绕组一端，副边绕组的中心抽头连接于驱动三极管Q1的基极、并经一电容器接入公共地端，电压提升电路的输出电压由副边绕组的另一端经作为整流器的整流二极管D1引出。

作为蓄能元件的蓄能电容器C2的负、正极分别连接于作为电压提升电路的输出端的整流二极管D1的正极和公共地端，充放电电容器C3、和引闪线圈T2的一端同时连接于蓄能电容器C2的负极，充放电电容器的另一端经回路电阻R2连接至公共地端，引闪线圈T2的另一端连接于作为感光器的氦气管D11的启辉控制端，引闪线圈T2的中心抽头和充放电电容器与回路电阻R2相连接的一端分别连接于由机械计时装置联动控制的触点开关K1的两个(一对)触点上。蓄能电容器C2采用330伏、300微法的高压在容量电容器。氦气管D11的两端连接于供电电源的两端。

电路采用集成电路稳压电源78L05供电。

使用时，旋动机械计时装置Tk的控制面板上的定时开关于某一计时刻度位置(即根据胶片的类型确定的曝光时间的设定值)，图2中示出了两种类型的胶片的曝光时间设定刻度值，其中外圈为干膜胶片的曝光时间刻度，内圈为普通胶片曝光时间刻度，单位为年。升压电源开关K2闭合，5V供电电源经升压变压器T1等电压提升电路提升至近300V经整流二极管D1整流后为蓄能电容器C2和充放电电容器C3充电；与此同时机械计时装置Tk计时并控制触点开关K1按一定的频率和一次闭合导通的持续时间进行“闭合”-“断开”循环切换，形成一脉冲式开关信号，以使引闪线圈T2的中间抽头与充放电电容器C3和回路电阻R2相连接的一端按相同的频率和接通的持续时间循环接通和断开，使充放电电容器C3通过引闪线圈T2以相应的频率和时间进行重复充、放电。这样，通过触点开关K1的通断变化在引闪线圈T2的副边与氦气管D11起辉控制端连接的输出端获得一与触点开关K1的通断相对应的一定脉宽和频率的、等幅或不等幅的高压脉冲电压，激发氦气管D11电离放电产生脉冲式闪光对胶片进行累积叠加式曝光。当机械计时装置计时到设定值时累积叠加式曝光结束，即可获得满意的符合要求的电路板胶片。

对于不同的胶片可以通过机械计时装置Tk的控制面板的刻度进行相应的曝光时间调节。触点开关K1的开、关动作状态如图3所示。在逻辑电路中图3中的Y为1时表示K1处于闭合状态，Y为0时表示K1处于断开状态。触点开关K1开、关动作的周期为12秒，每次导通持续2.4秒，小于C2两倍充电时间，这样就不会在K1闭合期间内出现两次短时间闪光。每一分钟K1都有5次闭合，产生5个脉冲光，而且每个脉冲光持续时间不超过0.4微秒，这就可以保证脉冲光对人体不造成伤害。对于感光板而言，几十个脉冲光对其迭加曝光，也可以保证充分曝光就算多几个脉冲光也不会造成过度曝光。蓄能电容器的充电周期由计算式计算：T＝1.1R1*C2，本例为1.25秒。

本发明的制版机实施例2如图4所示，开关信号发生器由包括一555时基集成电路、及相应的外围元件构成的电子定时器，和包括一555时基集成电路、及相应的外围元件构成的震荡器构成的电子开关电路组成。电子定时器和震荡器分别主要由556集成电路芯片中的两个555时基电路U1A和U1B构成；电子定时器的555时基电路U1A的556芯片的脚2和脚1分别连接于可调电阻R8的一端和滑动臂，电阻R8的另一端经一电阻连接于供电电源的正极，555时基电路U1A的输出端556芯片的脚5连接于震荡器的555时基电路U1B的触发端556芯片的脚10，555时基电路U1B的输出端556芯片的脚9经耦合电阻R6连接于由三极管Q11和光耦器件U3连接构成的隔离输出电路，隔离输出电路连接于接插件J11a；555时基电路U1B的556芯片的脚13连接于电阻R3的一端和二极管D6的负极，电阻R3另一端连接于二极管D5的负极，555时基电路U1B的556芯片的脚12分别经电阻R9和电阻R7连接于二极管D5的正极和D6的负极，构成震荡器输出的脉冲式开关信号的脉宽调节电路。

感光控制器由蓄能电容器C21、充放电电容器出C22、可控硅Q21、和引闪线圈T21等构成；蓄能电容器C21的负极和正极分别连接于电压提升电路的输出端整流二极管D21的正极和电路的公共地端，可控硅Q21的负极、和充放电电容器C22的一端、以及引闪线圈T21的一端同时连接于蓄能电容器C21的负极，可控硅Q21的正极经电阻R24连接至公共地端，充放电电容C22的另一端连接于可控硅Q21的控制端，引闪线圈T21的另一端作为感光控制器的输出端连接于氦气管D21的起辉控制端，引闪线圈T21的中间抽头经电容器C23连接于可控硅Q21的正极，可控硅Q21的控制端经耦合电阻R16连接于接插件J11b，接插件J11b和J11a相互插接连接。

电压提升电路的升压变压器T21产生的300V的交流电压经整流二极管D21整流后给蓄能电容器C21充电，当可控硅Q21在震荡器输出的脉冲式开关信号的触发下导通时，充放电电容器C22通过引闪线圈T21放电，通过C22放电瞬间在引闪线圈T21的输出端产生几千伏高压的脉冲电压，使氦气管发生电离发出脉冲式闪光对胶片进行曝光。可控硅Q21截止时，充放电电容器C22充电，为下次放电作准备。

工作时，闭合电路的电源开关K21，震荡器的555时基电路U1B输出一定频率和脉宽的脉冲式开关信号至可控硅Q21的控制端，以控制可控硅Q21按一定的频率和导通持续时间循环通、断动作，进而使充放电电容器C22进行反复充、放电，从而实现以脉冲式光对胶片曝光。

引闪线圈T21的输出端输出的高压脉冲电压的曝光脉冲的个数可由可调电阻R8调节。

如图5所示，震荡器的555时基电路U1B输出端556芯片的脚9输出的脉冲式开关信号Vk9的脉宽为2.4秒，每12秒出现一个，一分钟5个。而交流整流后对蓄能电容器C21的充电时间由计算式T＝1.1R15*C21计算为1.25秒，这样可以保证在可控硅Q21导通时间内不会出现两次短时间曝光。

Claims (9)

1.一种电路板的感光式制版方法，包括胶片的感光，所述感光是采用脉冲电压通过感光器对胶片以脉冲式光进行感光，其特征是所述采用脉冲式光进行胶片感光是通过由开关信号发生器产生的脉冲式开关信号控制感光控制器输出一定脉宽和频率的等幅或不等幅的脉冲电压施加于感光器，进而由感光器以一定的周期和频率产生脉冲式光对胶片进行曝光。

2.一种实现权利要求1所述电路板的感光式制版方法的制版机，包括感光器、及其电压提升电路，其特征是所述电压提升电路的输出端经一感光控制器连接于所述感光器，由感光控制器为感光器提供脉冲电压；所述感光控制器还连接于一开关信号发生器的输出端，由开关信号发生器输出的信号对其输出的脉冲电压进行控制。

3.根据权利要求2所述制版机，其特征是所述开关信号发生器包括一开关电路，所述开关电路连接于一定时器，由定时器对其输出的脉冲式开关信号的脉宽和频率进行控制；所述电压提升电路包括驱动三极管、升压变压器、和整流器串联连接构成，升压变压器的输出电压自整流器引出。

4.根据权利要求2所述制版机，其特征是所述开关信号发生器由包括一机械计时装置构成的机械定时器，和触点开关构成的机械开关电路组成，所述触点开关由机械定计时装置联动控制；所述感光控制器包括蓄能电容器、充放电电容器、和引闪线圈构成，所述蓄能电容器、以及经串接一回路电阻的充放电电容器分别与电压提升电路相并接，所述引闪线圈的两端分别连接于电压提升电路的输出端和感光器的控制端；所述机械开关电路的触点开关连接于充放电电容器与回路电阻的连接点和引闪线圈的抽头之间。

5.根据权利要求4所述制版机，其特征是所述机械定时器和机械开关电路由一洗衣机式定时装置构成。

6.根据权利要求2所述制版机，其特征是所述开关信号发生器由包括一555时基集成电路构成的电子定时器，和包括一555时基集成电路构成的震荡器构成的电子开关电路组成，所述震荡器的555时基集成电路的输入端连接于电子定时器的555时基集成电路的输出端；所述感光控制器包括蓄能电容器、充放电电容器、可控硅、和引闪线圈构成，蓄能电容器、以及其正极经串接一电阻后的可控硅分别与电压提升电路相并接，充放电电容器连接于可控硅的负极和控制端之间，引闪线圈的两端分别连接于可控硅的负极和所述感光器的控制端，引闪线圈的抽头经一耦合电容器连接于可控硅的正极，可控硅的控制端连接于电子开关电路的震荡器。

7.根据权利要求6所述制版机，其特征是所述电子定时器和震荡器分别由556时基集成电路芯片中的其中二个555时基电路构成；所述电子定时器的555时基电路与电源之间连接有一震荡频率(定时时间)调节电路。

8.根据权利要求7所述制版机，其特征是所述电子开关电路的震荡器的输出端连接有一由光耦器件与驱动三极管相串联构成的隔离输出电路，所述可控硅的控制端连接于该隔离输出电路的输出端；所述震荡频率调节电路由可调电阻构成。

9.根据权利要求8所述制版机，其特征是所述震荡器连接有一脉冲式开关信号的脉宽调节电路，所述脉宽调节电路由通过电阻相互反向并联连接后连接于震荡器的555时基集成电路的控制端子的两个二极管构成；所述隔离输出电路与可控硅的控制端由一插接件相互连接。

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