雷射雕刻與專業 PCB 製作：了解 DIY 的限制與工業的優勢
1 分鐘
在傳統做法中，我們先施加遮罩圖案，再用化學藥劑去除金屬。在業餘電子領域，使用雷射雕刻機製作電路板是個令人興奮的點子。基本概念是產生雷射，在覆銅板上刻出圖案。通常會先在裸 PCB 上塗一層深色阻劑來保護銅面，接著雷射切割機依照你的電路設計，把該保留銅線處的阻劑燒掉。雷射蝕刻後，再化學蝕刻暴露的銅。先將 PCB 漆成黑色，再雕刻走線的隔離輪廓，最後蝕刻掉裸露的銅。換句話說，雷射取代了光刻或碳粉轉印常用的遮罩步驟。
雷射蝕刻與切割的基本原理
雷射 PCB 原型製作相對容易上手。常見做法是在裸銅板上噴消光黑漆，直到看不見銅線。接著準備電路檔案並啟動雷射，光束會在應保留銅線處汽化黑漆，露出光亮銅面。快速擦拭板子即可清除燒焦漆渣，最後把板子浸入蝕刻液，溶解所有未受保護的銅，只留下雷射定義的線路。
另一種方法使用光敏阻劑與 UV/藍光雷射。板子先壓上一層 UV 感光膜，再以 405 nm 雷射直接「繪製」電路曝光阻劑，可做出 0.2 mm 等級的精細線路。曝光後顯影、蝕刻，如同一般感光板。此 UV 雷射法解析度比燒漆更高，但仍需化學蝕刻去除多餘銅。
業餘玩家與小量原型的常見應用
雷射蝕刻已被用來製作無刷馬達小驅動板，玩家也自製感測模組與 Arduino 擴充板。雷射切割機還可裁切特殊板形或做鋼網。實際上，業餘雷射 PCB 多為單面或簡易雙面板，在教育或實驗場合急需板子時特別好用。雷射切割的遮罩也能做出高精度小 IC 用的精密網版，適合細間距專案。
雷射雕刻的技術流程與材料考量
常見雷射類型與 PCB 基材的交互作用
DIY 雷射 PCB 玩家會使用不同雷射，各有優缺：
- CO₂ 雷射（10.6 μm 紅外線）在業餘切割機很普遍，易切有機材料與 FR-4，但銅對紅外反射率高。實務上 CO₂ 雷射先間接圖案化，輕鬆燒穿黑漆遮罩。許多玩家用桌面 CO₂ 機低功率多道次清除漆層。
- 二極體與藍光/UV 雷射（400–450 nm）在自造圈愈來愈流行，405 nm 或 445 nm 二極體可裝在 CNC 或 3D 打印機上雕刻 PCB，短波長較易被銅吸收。
- 光纖/Nd:YAG 雷射（1064 nm）與 UV 雷射（355 nm）是工業 PCB 製程工具。光纖雷射功率密度高，可直接汽化銅無需遮罩，實現極精細線路，但設備昂貴。
關鍵參數：功率、速度、焦距實務
三大雕刻參數為功率、速度、焦距，需平衡才能最佳化：
- 功率（雷射強度）：只需足夠移除遮罩而不傷底層。低功率多道次可得更乾淨線路。例如 40 W CO₂ 雷射設 4% 功率跑四道次可蝕穿漆層。功率越低傳入板子熱量越少，過高會燒焦基材。
- 速度（光束移動速率）：越慢單點停留越久，移除材料越多。過慢或功率過高會使 FR-4 過熱。實測以最高速 10% 搭配低功率可有效處理頑固瓷漆。
- 焦距（光斑尺寸）：雷射須精準聚焦於板面，聚焦光斑小；離焦光斑大且能量分散。須保持鏡頭乾淨、板子平整，否則線寬與深度會變化。
總結：先低功率＋慢速再微調。若雷射僅輕刮遮罩，可再放慢或略增功率，通常需在廢板上試跑。
DIY 雷射雕刻 PCB 的限制與挑戰
精度與導孔品質問題
雷射雕刻雖有創意，但精度與可靠度有明顯取捨：
- 線寬解析度：DIY 雷射光斑約 0.2–0.5 mm，限制最細線寬。實測 405 nm「高解析」雷射可達 0.2 mm，而專業廠商常規做到 0.10 mm（4 mil）或更細。
- 導孔與鑽孔：專業板經精密鑽孔與電鍍，JLCPCB 最小鑽徑 0.1 mm。家用鑽床最細僅 0.3 mm 且無電鍍，孔壁無銅，無法自動連接雙面。雷射蝕刻板無法做出可靠多層導通。
材料限制與安全/環保考量
FR-4 板由環氧樹脂與玻璃纖維組成，燒灼會釋放有毒氣體，需強制排風。噴漆被雷射燒蝕也會產生煙塵，務必佩戴護目鏡並保持通風。多數雷射法仍須化學蝕刻，需同時處理酸霧與雷射煙塵。
多層或大量板的規模化難題
真正多層板無法用此法製作，無法對位層壓或電鍍導通。若需 4 層以上，只能交專業廠。即使單層大板也會因傾斜或晃動造成燒蝕不均。若一次做 10 片，每片雷射 10–20 分鐘再加蝕刻 30 分鐘，機時與化學處理成本遠高於直接下單給板廠。
雷射自製 PCB 的長期可靠度風險
即使初期可用，仍有長期隱憂：
- 銅未除盡：遮罩可能殘留薄膜，需用酒精清潔，否則影響焊錫或造成腐蝕。
- 無保護層：商業板有防焊與表面處理（HASL、ENIG），自製板通常裸銅，易氧化影響壽命，可塗透明漆應急。
- 熱應力：手鑽導孔易成應力集中點，熱循環下易分層或斷裂。
若用於長期運作產品，DIY 板的可靠度風險不容忽視。
工業 PCB 製程如何超越 DIY 雷射方案
光刻與化學蝕刻實現更高精度
工廠使用光刻而非雷射：先將 Gerber 製成底片，板子塗佈 UV 感光阻劑，對位曝光後顯影，只留下線路處的阻劑。再進均勻化學蝕刻，可輕易做到 4 mil（0.10 mm）線寬/間距，遠高於家用雷射。蝕刻後剝膜即得精細銅電路。
相較於雷射直接燒蝕，光刻側蝕極小、線寬一致，且大面積均勻，化學蝕刻可完全去除厚銅箔，良率遠高 DIY。
多層疊構與阻抗控制
專業廠可疊壓多層板：內層完成後與預浸料疊合，於高溫高壓壓合，並鑽孔電鍍形成導通孔，同時可精準控制層厚與銅厚，實現阻抗計算與高速/RF 需求。
嚴謹品管、測試與認證標準
量產板經 AOI 光學檢查、飛針電測、高壓燒機等，確保符合 IPC 標準，並有電鍍導孔與防焊表面處理，可靠度遠高於裸銅 DIY 板。
何時該選擇專業製造
工業製程明顯佔優的情境
- 細間距或高密度：0.1 mm 線寬、0.5 mm 腳距 BGA、阻抗控制射頻線，需光刻製程。
- 多層板：4 層以上、盲埋孔、內電層、軟硬結合板，只能交專業廠。
- 特殊材料：高 Tg FR-4、鋁基板、Rogers、聚醯亞胺軟板等，板廠才有相應製程。
當設計複雜、需多次生產或要求高可靠度時，下單給 JLCPCB 等專業廠反而更快、更便宜、更穩定。
常見問題 (FAQ)
Q：我能在家完全用雷射切割機做 PCB、不用化學藥品嗎？
A：不行。業餘雷射通常只能去遮罩，仍需化學蝕刻銅。真正燒銅需工業級高功率雷射。
Q：DIY 雷射 PCB 最細能做到多小？
A：實務約 0.2 mm（8 mil）。若需 0.1 mm（4 mil）請交專業廠。
Q：如何在雷射蝕刻板做導孔？
A：蝕刻後手鑽，孔無銅壁，需用線或焊錫跳線。專業廠可一次鑽孔並電鍍導通。
Q：在家雷射 PCB 安全嗎？
A：若做好護目、強排風、避免吸入煙塵與酸氣，即可安全操作。切勿無人看守。
Q：何時該停止雷射雕刻、直接把檔案送 JLCPCB？
A：當設計變複雜、需細線、雙層、高可靠或數量較多時，直接下單給 JLCPCB 會更快、更便宜也更可靠。
持續學習
雷射雕刻與專業 PCB 製作：了解 DIY 的限制與工業的優勢
在傳統做法中，我們先施加遮罩圖案，再用化學藥劑去除金屬。在業餘電子領域，使用雷射雕刻機製作電路板是個令人興奮的點子。基本概念是產生雷射，在覆銅板上刻出圖案。通常會先在裸 PCB 上塗一層深色阻劑來保護銅面，接著雷射切割機依照你的電路設計，把該保留銅線處的阻劑燒掉。雷射蝕刻後，再化學蝕刻暴露的銅。先將 PCB 漆成黑色，再雕刻走線的隔離輪廓，最後蝕刻掉裸露的銅。換句話說，雷射取代了光刻或碳粉轉印常用的遮罩步驟。 雷射蝕刻與切割的基本原理 雷射 PCB 原型製作相對容易上手。常見做法是在裸銅板上噴消光黑漆，直到看不見銅線。接著準備電路檔案並啟動雷射，光束會在應保留銅線處汽化黑漆，露出光亮銅面。快速擦拭板子即可清除燒焦漆渣，最後把板子浸入蝕刻液，溶解所有未受保護的銅，只留下雷射定義的線路。 另一種方法使用光敏阻劑與 UV/藍光雷射。板子先壓上一層 UV 感光膜，再以 405 nm 雷射直接「繪製」電路曝光阻劑，可做出 0.2 mm 等級的精細線路。曝光後顯影、蝕刻，如同一般感光板。此 UV 雷射法解析度比燒漆更高，但仍需化學蝕刻去除多餘銅。 業餘玩家與小量原型的常見應用 雷射蝕刻已被用來製作無刷馬達小驅......
專業製造中的 PCB 蝕刻：現代技術與工業強度
印刷電路板的蝕刻，是選擇性地去除板面上不需要的銅，以形成導電走線與焊墊。它本質上是一種減法製程；在光刻或印刷阻劑遮罩完成後，剩餘的銅會被化學蝕刻液移除，留下預期的電路圖案。想像一下，你把銅板送進「溫泉」，只要浸泡正確的藥液，不需要的金屬就會自動溶解。蝕刻在設計複雜電路圖案時既精準又精確。本文將說明，儘管新技術不斷湧現，化學蝕刻仍是 PCB 製造的基礎，其關鍵優勢在於準確度與一致性；只要控制得當，就能產生非常均勻且可重複的走線。 事實上，專家指出蝕刻精度直接影響板材的電氣性能與訊號完整性。此製程具有自限性：只會侵蝕暴露的銅，並在遮罩邊界處乾淨停止。與可能偏移的機械刀具不同，化學藥液會在需要的地方均勻溶解銅。現代光刻可將阻劑圖案對準至數微米內。 受控工業環境中的化學蝕刻製程 大量生產中的氯化鐵與過硫酸銨 在大批量 PCB 中，蝕刻槽的設計以產量與成本效益為目標。過硫酸銨 (APS) 與氯化鐵是兩種常見的化學蝕刻劑。氯化鐵是一種強腐蝕性液體，會與銅劇烈反應，溶解銅並留下所需電路走線。它價格低廉且易於取得，但會產生深橘色的銅鹽沉渣，需安全處置。許多工廠仍使用氯化鐵製作特徵尺寸較大或解析度要求不高的板子。 ......
掌握 PCB 鑽孔精度：高品質電路板的工具、技術與導通孔最佳化
在現代多層板中，精準的孔位用於連接內部銅層並組裝元件。以我們的情況來說，鑽孔開啟了導通孔與穿孔，讓訊號能在各層之間傳遞，坦白說這是 PCB 製程中最關鍵的一環。原因是它奠定了導通孔的基礎，並確保各層 PCB 能彼此通訊。所有鍍通孔最初都只是單純的鑽孔，之後再鍍上銅。直徑僅 100 µm 的孔也必須命中目標。一旦鑽錯，就會產生開路或接觸不良的互連，整塊板子都會受到影響。板子品質、訊號完整性與最終組裝，基本上取決於鑽孔。 非電氣孔也必須透過高效率的鑽孔來處理。其餘孔位不鍍銅，以便鎖螺絲或安裝定位治具。不論哪一種，鑽頭都必須在正確位置鑽出乾淨且完美居中的孔。在現今的 PCB 生產中，所有板子都像一張大型鑽孔工作表，任何微小位移都無法接受。這就是正確鑽孔圖與檔案之所以重要——它們讓 CNC 機台知道每個孔該鑽在哪裡。 鑽孔在層間互連的關鍵角色 因此，PCB 的鑽孔本質上讓電氣連接得以實現。使用 多層板 時，可能會有 4、6 層或更多銅層——若沒有鑽出的孔，所有層都會是各自獨立的島嶼。穿孔與導通孔成了將一切綁在一起的連接。鑽孔後會對孔進行鍍銅，使銅能貫穿板子。鑽頭基本上清除了訊號周圍的區域。孔鍍銅後形成銅壁......
技術指導：V-Cut 拼板標準
對於形狀規則的電路板，可使用 V-cut 拼板。加工方式是在板邊橫截面切出一定深度的 V 形槽，方便元件組裝後分板。由於 V-cut 特性，分離後可能殘留絲狀纖維，可輕輕刮除。因材質在分離時會膨脹與裂開，V-cut 板的外型尺寸公差略大（±0.4 mm）。以此方式拼板的 PCB 稱為「V-cut 拼板」（目前 JLCPCB 的標準 SMT 組裝支援 V-cut 拼板）。 V-cut 加工 以下為我司 V-cut 加工的重點： ■ V-Cut 角度：25 度。 ■ V-Cut 拼板尺寸：長與寬皆需 ≥70 mm。 ■ V-Cut 連接：矩形板可四邊或兩對邊連接（連接邊最小寬度 3 mm；板厚 ≤0.8 mm 時，連接邊最小寬度 5 mm）。 ■ V-Cut 方向：僅能直線（一端到另一端，不可跳刀），且僅雙面 V-cut，不可單面 V-cut。 ■ V-Cut 走線間距：銅層、導線／焊墊等需距 V-cut 中心線至少 0.4 mm，避免 V-cut 時露銅或傷線（另請盡量讓定位孔遠離 V-cut 線，防止分板時孔裂）。 一般需 V-cut 時，板間無間隙；不採用 V-cut 時，兩板間隙為 1.6 m......
技術指導：滑鼠咬痕拼板指南
傳統的 拼板 方法使用 V-Cut。然而，對於不規則形狀的電路板或有特殊需求（如 JLCPCB 的經濟型 SMT 組裝），則需要使用類似信封上郵票邊緣的「郵票孔拼板」。使用這種方法拼板的 PCB 被稱為「郵票孔拼板」或「郵票孔連接」。 郵票孔拼板 可被視為「通用拼板」。只要有位置可以添加郵票孔，各種形狀的電路板都可以透過郵票孔互相連接。郵票孔連接的數量、尺寸以及整體拼板的穩定性，都會直接影響 SMT 組裝的品質。 需要注意的是，郵票孔拼板在分板後可能會留下鋸齒狀邊緣。 ■ 郵票孔尺寸：建議每組使用 5 至 8 個孔，每孔直徑 0.60 mm（不建議少於 5 孔）。 ■ 郵票孔間距：孔邊到孔邊距離應為 0.35–0.4 mm。最小間距需保持 0.3 mm，以確保足夠的連接強度（較薄的板子可能需要稍大間距）。 ■ 郵票孔組數：兩側寬度在 30 mm 以內的板子，至少需要 2 組對稱放置。依實際板子尺寸與元件重量調整組數，建議每 50–60 mm 增加一組郵票孔。 ■ 郵票孔位置：將郵票孔加在板框中心線，或深入板內約三分之一處。若板邊有導通孔、走線、安裝孔或突出元件，請避開這些區域。 ■ 拼板間距：常見......
技術指導：角色設計規格
為了方便元件組裝、後續維修以及追溯 PCB 製造資訊（如製造商與生產日期），通常會在 PCB 上絲印各種字符。 傳統 PCB 字符絲印採用網版印刷方式（因此稱為「絲印字符」）。除了標準「絲印字符」外，JLCPCB 還提供「高清字符」與「高精度字符」等選項，客戶可在下單介面自行選擇，差異如下： 1. 字符尺寸參數： 字符線寬與字高應成比例，字符之間需保留適當間距，建議使用線性字寬而非空心字寬。 ❶ 實心字：筆畫寬度 ≥ 0.15 mm，字高 ≥ 1 mm（高精度字符最小筆畫寬度 0.1 mm，最小字高 0.8 mm）。 ❷ 空心字：筆畫寬度 ≥ 0.2 mm，字高 ≥ 1.5 mm。 【特別注意】若尺寸低於上述參數，JLCPCB 工程部不會主動調整檔案中的字高，但可能會適當調整字寬。因超出製程能力導致字符不清或模糊之客訴將不予受理。 2. 字符與焊盤間距： 字符不可與焊盤重疊，與焊盤距離須 ≥ 0.15 mm，字符線條之間亦須保留 > 0.15 mm 間隙。 【特別注意】若間距小於此參數，JLCPCB 工程部將直接刪除疊在焊盤上的字符，以避免 SMT 焊接短路等問題。因此導致字符缺失之客訴將不予受理......