Установка для экспонирования фоторезиста в домашних условиях

Как я делаю печатные платы с фоторезистом

Установка для экспонирования фоторезиста в домашних условиях

 

Владимир Глуша

Изготовить хорошую печатную плату в домашних условиях при современных технологиях с применением фоторезиста – сейчас уже не вызывает особых затруднений, да и цена вопроса уже совсем не дороже технологии “ЛУТ”, но в отличии от неё, гораздо меньше возни и трудностей, да и качество плат получается выше.

Каждый радиолюбитель при изготовлении печатных плат с фоторезистом – использует свой, разработанный практикой способ засветки фоторезиста, есть и такие “кадры”, которые засвечивают плату просто в светлый солнечный день, на солнечном свету. Такой вариант мне совсем не подходил….

После практической проверки различных «приспособ» для засветки фоторезиста – остановился вот на такой конструкции, с которой хочу с вами поделиться: Для засветки фоторезиста в домашних условиях, решил использовать сканер формата А4, который у меня благополучно «скон­чался», да и приобрести бу-шный для этой цели, например можно, начиная от 100 целковых (пачка сигарет дороже стоит, а неисправный и так могут отдать). В общем решил вдохнуть в сканер “вторую жизнь”, тем более, что там стоит кварцевое стекло, которое очень хорошо пропускает ультрафиолет (простое оконное, как нам известно – максимум 10%). Ещё преимущества данного способа – это равномерный прижим платы к стеклу крышкой сканера и постоянное расстояние до источника ультрафиолета, благодаря которому стаёт и постоянным время засветки, которое можно зафиксировать простым таймером.

В итоге вот что получилось:

Рисунок 1.
Приспособление для засветки ПП с фоторезистом.

Разобрал сканер, выкинул внутренности и установил на их место четыре лампы. Использовал для этой цели фурнитуру от обыкновенных люминесцентных ламп, только лампы установил УФ (все это продаётся в магазинах хоз. товаров).

Может быть вполне хватило бы и двух ламп, платы всё равно не очень большие в основном, но, как говорится – запас не тянет, поэтому решил, что делать, так уж делать с видом на будущее (для платы формата А4), поэтому и установил четыре, да и время засветки в этом случае будет меньше.

Для управлением процессом засветки используюсь таймером с обратным отсчётом времени, который собрал на микроконтроллере PIC16F628. В итоге весь процесс засветки данной конструкции занимает 30-40 секунд….

Рисунок 2.
Конструкция устройства.

Кто-то может быть скажет, что можно было бы собрать таймер внутри сканера и не заморачиваться с корпусом. Не спорю, вполне кому-то подойдёт и этот вариант, но вдруг мне таймер будет нужен отдельно, для каких то других целей, поэтому решил делать его в собственном корпусе и в виде отдельной законченной конструкции.

Рисунок 3.
Схема таймера.

В интернете, если чуть покопаться, выложено много различных схем всевозможных таймеров. Я остановился на этой схеме, просто у меня PIC16F628 был в наличии, и я решил пустить его в дело.
Может быть Вам понравится другая схема таймера – это Ваш выбор, я просто рассказываю сам процесс, ну и даю описание своих конструкций.

Рисунок 4.
Схема таймера, силовая часть.

И так, выбрал я эту схему, добавил в неё блок управления на симисторе BT136-600 (чтобы была без реле, не люблю, когда щёлкает). Потом загнал все это в подходящий корпус….

Рисунок 5.
Таймер в корпусе.

Рисунок 6.
Силовая часть.

Рисунок 7.
Платы и соединения.

Максимальное время, которое можно установить на таймере – 12 ч 00 м 00 с. После установки времени и нажатии кнопки “Пуск/Стоп” – включается нагрузка и начинается отсчёт времени в обратном порядке от установленного.

За 10 секунд до окончания времени – подается короткий звуковой сигнал на «пищалку».
Когда остается 3 секунды до завершения времени – включается «пищалка» до окончания времени.

По окончанию времени нагрузка выключается, время на таймере устанавливается то, которое было установлено в начале кнопками.

Теперь кратко опишу сам процесс изготовления печатных плат при помощи фоторезиста. Всё, что описано выше, предназначалось для упрощения данного процесса.
Для работы я использую плёночный негативный фоторезист.

Негативный, значит шаблон для его засветки нужно печатать в негативе, то есть те места, где будут дорожки – должны быть прозрачные, а там, где дорожек (фольги) быть не должно – наносится тонер.

Если Вы будете использовать позитивный фоторезист, то естественно фотошаблон нужно будет печатать в позитиве.

Распечатываем шаблон через программу для проектирования плат в негативе на прозрачной пленке (я применяю пленку “LOMOND” для струйных принтеров) на струйном принтере.

Пробовал на лазерном, только получалось как-то блекло, черноты не было, и платы получались не совсем качественные.

Говорят, что можно гораздо улучшить качество таких плат, если напечатать на лазерном принтере два шаблона на плёнке, затем вырезать их и совместить (т.е. сделать из двух – один).

Ещё можно распечатать рисунок платы лазерным принтером на обычной бумаге. Чем тоньше бумага, тем лучше. Далее, для повышения контрастности (если она не достаточна) на доли секунды погрузить его в банку с растворителем (например автомобильный 647). Дать ему подсохнуть, и потом пропитать подсолнечным маслом, чтобы сделать прозрачным для ультрафиолета, правда я так не пробовал.

Подготавливаем заготовку нашей будущей платы по размерам чуть больше, чем требуется. Затем фольгу необходимо подготовить для приклеивания фоторезиста.

Как всё это делается – нет смысла повторяться, так как этот процесс описан на десятках сайтов.

Просто наберите в поисковике “изготовление пп с помощью фоторезиста”, и у Вас выскочит куча вариантов, после прочтения пары из них, у Вас наметится вариант, который подойдёт именно для Вас.

Будем считать, что плата уже подготовлена и фоторезист наклеен (или нанесён из баллончика) на нашу плату. Прикладываем шаблон к плате. Как правило шаблон прилегает к плате плотно. И кладем на стекло сканера с УФ лампами. Засвечиваем.

Убираем засвеченную заготовку в темное место и готовим раствор для проявления, в качестве которого я пользуюсь кальцинированной содой (продается в хоз. магазинах применяется для смягчения воды и стоит копейки).

Для этого чайную ложку соды с горкой, растворяем в литре воды (если плата большая), или ложку без горки в 0,5 литре воды.

Берем нашу плату из тёмного места, снимаем верхнюю защитную плёнку с фоторезиста и кладем её в наш раствор с разведенной содой и ждем примерно секунд 30.

Потом берем кисточку и начинаем ей водить по нашей плате для того, что бы ускорить процесс смывания фоторезиста с ненужных нам участков. Там где фоторезист смылся, поверхность меди светлая и блестящая.

После того как смыли весь ненужный фоторезист, вытаскиваем плату из раствора соды и промываем под струей воды.

Рисунок 8.
Печатная плата, подготовленная для травления.

После того как промыли, просушиваем плату. Осматриваем. Может такое случится что есть протравы (там, где фоторезист не был хорошо приклеен). Используем маркер для рисования печатных плат. Где необходимо ретушируем. На фото №8 видно, что там, где фоторезист не качественный, (срок годности у моего уже вышел) те места подретушированы чёрным маркером.

Далее травим любым способом.

В прикреплении ниже, собраны файлы для изготовления таймера. Исходник, прошивка, пп.

Архив для статьи.

 

Источник: http://vprl.ru/publ/istochniki_pitanija/tekhnologii/izgotovlenie_pechatnykh_plas_s_pomoshhju_fotorezista/8-1-0-87

Как я делаю платы с помощью фоторезиста. Часть 1 — DRIVE2

Здравия, читатель!

Ранее я рассказывал как получить качественные платы методом ЛУТ.
Позже показывал как делал первые пробы по изготовлению плат с помощью фоторезиста. Там же писал как подбирал время экспонирования, расписал недостатки ЛУТ и преимущества фоторезиста.

Сейчас руку более-менее набил и, как и обещал, хочу в подробностях поделиться своим опытом и некоторыми хитростями: что позволит без особого оборудования самому изготавливать довольно качественные платы. Хотел уместить все в один пост, но не выходит, что не должно огорчить пытливого читателя.

И так, пойдем по порядку.

1. Подготовка заготовок. Вырезаем заготовки из фольгированного стеклотекстолита или алюминия. Ошкуриваем их наждачной бумагой зернистостью 800 или мельче, при этом ошкуренные места нежелательно трогать пальцами.

Если медь без сильных окислов, то ошкурить можно скотч-брайтом. Кто не знает, это такой материал, как твердая сторона посудомоечной губки, можно его и отдельно встретить в продаже.

У меня текстолита много старого сильно окисленного, и лично мне нравится ошкуривать его наждачкой на губке, такие штуки используются для шлифовки мебели.

Полный размер

Наждачка на губке и заготовки

После ошкуривания я промываю заготовки с мылом от мусора и пыли, затем вытираю насухо хлопчатобумажной тканью. Перед самым нанесением фоторезиста обезжириваю обезжиривателем.

Полный размер

Обезжириватель и заготовки

2. Накатка фоторезиста. Фоторезист рекомендую хранить в холодильнике. Я сделал для этого светонепроницаемый тубус из металлопластиковой трубы (полипропилен будет пропускать свет!) и пары пробок от физраствора.

Полный размер

Тубус для фоторезиста

С фоторезистом работаю при свете обычной галогенной лампы. Сберегайки его засвечивают. Некоторые светодиодные лампы ведут себя по разному, лучше проверять опытным путем.Достаем фоторезист, вырезаем кусочки для наших заготовок.

Убираем рулон фоторезиста в тубус и кладем в холодильник от греха подальше. Я использую негативный фоторезист Ordyl Alpha 340. Подробнее о типах фоторезиста и фотошаблонах мы поговорим во второй части.

Капаем из шприца несколько капель воды на заготовку, не жалейте воду.

Полный размер

Заготовка с водой

Снимаем с фоторезиста защитную полиэтиленовую пленку — это внутренняя матовая сторона в рулоне. Я для этого немного царапаю шилом уголок и пленка отлипнет, затем тяну ее за этот уголок.

Перепутать сторону трудно, с другой стороны лавсановая глянцевая пленка, которую тяжело снять с незасвеченного фоторезиста. Теперь осторожно начиная с одного края кладем фоторезист на заготовку.

Полный размер

Кладем фоторезист на заготовку

Вода в этой процедуре помогает нам избавиться от мелких пузырей и мусора.Прикатываю фоторезист я валиком, который достал из старого картриджа лазерного принтера. Подойдет и другой подходящий валик. Прикатываю начиная от середины и к краям во все 4 стороны с нажатием 5-10 кг.

Полный размер

Прикатываю от середины к краям сначала по длинной стороне заготовки

Полный размер

Прикатываю от середины к краям по короткой стороне заготовки

3. Прогрев заготовок. Чтобы фоторезист как следует прилип к заготовкам, его нужно прогреть (можно еще под пресс положить, но это долго), особенно это важно для тонких дорожек. Кладу заготовки в бумагу на мягкую ткань.

Между заготовками нужно оставить место, иначе они могут слипнуться между собой излишним фоторезистом. Выставляю утюг на температуру чуть больше 100 градусов, проверяя водичкой.

Затем глажу заготовки через бумагу, сильно давить не нужно.

Полный размер

Прогрев заготовки

Периодически проверяю рукой. Прогреваю до тех пор пока рука уже перестает терпеть, думаю, где-то градусов до 80.

4. Экспонирование фоторезиста. Засвечиваю фоторезист я 3-х Ваттной светодиодной ультрофиолетовой лампой, которую подешевке выиграл на аукционе eBay. Примотал к ней скотчем другой цоколь от сберегайки.

Полный размер

Светодиодная 3-х Ваттная УФ лампа

Установка для экспонирования у меня простая. Ставлю табурет на стол. На табурет ставлю советский настольный светильник с нашей УФ лампой. Кладу на стол заготовку, сверху фотошаблон прижимаю толстым стеклом от ЖК-монитора (можно взять обычное стекло). На стекло ставлю две “полторашки” с водой.

Полный размер

Стенд для экспонирования фоторезиста

Время экспонирования у меня 80 секунд, но его каждый должен подобрать для своих условий.

Полный размер

Экспонирование фоторезиста

Почему ставлю светильник на табурет? Равномерное пятно света больше, да и время экспонирования подобрано именно для этого варианта.Если вы делаете двустороннюю плату, то фотошаблон лучше закрепить. У меня шаблон согнут пополам и с одной стороны закреплен двусторонним скотчем.

Полный размер

Фотошаблон закреплен к заготовке двусторонним скотчем

Естественно, в этом случае нужно засветить и вторую сторону нашей заготовки.

Полный размер

Засвеченный фоторезист на заготовке

5. Проявка фоторезиста. Снимаем лавсановую пленку с фоторезиста. Проявка осуществляется в в водном растворе кальцинированной соды, еще ее называют едкий натрий. Я кладу пол чайной ложки на пол-литра. Можно немного больше или меньше положить — это не сильно принципиально.

Полный размер

Сода и емкость для проявки

Окунаю плату в раствор секунд на 10, затем обычной губкой смываю лишний фоторезист с заготовки.

Полный размер

Окунаем заготовку в раствор едкого натрия

Полный размер

Смываем губкой

Обычно одного раза недостаточно, смывается не все и остается пленка фоторезиста, бывает что ее не сразу разглядишь. Поэтому я повторяю процедуру с окунанием и смывом 2-3 раза. Все — плата готова к травлению.

Полный размер

Готовые к травле заготовки

Перейти ко второй части

Источник: https://www.drive2.ru/b/2892882/

Установка для экспонирования фоторезиста в домашних условиях

Дмитрий Марченко (RK3AOR)mdv (at) ecoprog. -ru

Времена ручного рисования печатных плат уходят в прошлое и на настоящий момент радиолюбители разделились на два лагеря – приверженцев лазерно-утюжной технологии (далее ЛУТ) и фоторезистивной.

Автор начинал с ЛУТ технологии, но под влиянием приверженцев фоторезиста решил освоить этот метод и настоящая статья представляет собой обобщённый результат создания простой установки для изготовления плат фотоспособом.

О том, что такое фоторезист и как его применять есть достаточно много информации в интернете и углубляться в это в настоящем материале мы не будем.

Для нас достаточно знать одно – для экспонирования фоторезиста надо иметь источник УФ излучения с длиной волны 330-470 нм.

Поскольку ждать ясного солнечного дня в средних широтах можно очень долго 🙂 то посмотрим, что есть у нас из подручных источников Уфа.

  1. Горелки из ламп ДРЛ-125 и выше, которые висят на столбах вдоль дорог.
  2. Подобные им специальные лампы типа ДРШ-250 и ДРТ-250 и мощнее.
  3. Бактерицидные лампы ДРБ, которые используются в медицине для обеззараживания и с некоторыми вариациями в соляриях.

Горелки из ламп ДРЛ, как и лампы ДРШ и ДРТ требуют мощного дросселя. Причем очень громоздкого и тяжёлого. Лампы ДРШ к тому же требуют искровой генератор для поджига, что тоже не может внушать оптимизма.

Лампы ДРБ запускаются со стандартными дросселями от соответствующих по мощности ламп дневного света и в той же арматуре, но большие линейные размеры трубок делают их использование в радиолюбительской мастерской проблематичным.

Сначала автор собрал фотопроекционную установку на лампе ДРШ-250.

Её большим недостатком оказалась точечность источника света, что без использования соответствующей рассеивающей кварцевой оптики делает её непригодным для получения равномерной освещённости больших плат.

Оптику достать не удалось… Поэтому следующий вариант был на лампе ДРТ-250 (трубчатой). С ней равномерность освещёния стала приемлемой (особенно при использовании 2-х штук параллельно, но выявился ряд больших неудобств в пользовании. Это:

  1. Большое время разогрева (не менее 15 минут) для стабилизации режима лампы и получения равномерного потока УФа, без чего практически невозможно получить стабильные результаты экспозиции.
  2. Большая масса дросселя и необходимость тщательной световой экранировки лампы для предупреждения ожога глаз и кожи мощным ультрафиолетовым излучением.
  3. Очень малое время выдержки (около 35 сек) из-за высокой мощности света. Это требует отточенных движений и не прощает заминок.
  4. Трудности с укладкой платы и шаблона при работающей лампе (в режиме прогрева), так как высок риск паразитной засветки фоторезиста и ожога всего, что можно 🙂 .
  5. Сильное выделение озона, что делает невозможной работу без вытяжной вентиляции.

Сделать работоспособную конструкцию помог случай.

Рядом с работой соседним банком были выкинуты старые детекторы валюты, в которых используется лампа КЛ-9/УФ, то есть компактная, люминесцентная 9 ватт ультрафиолетовая.

Разумеется, я как радиолюбитель мимо контейнера с такими ценными вещами пройти не мог. На базе трёх разобранных детекторов и старого БП от компьютерного сервера формата АТ была сделана следующая конструкция:

Рис 1 Общий вид проекционной установки

Для этого в блок питания с выкинутыми внутренностями на дно были установлены платы электронных балластов. Так как автор успел спасти только две платы, то для третьей лампы был использован типовой дроссель на 9 ватт. Так как эти лампы уже оснащены встроенным в цоколь стартёром и емкостью для разогрева катодов, то включены они по двухпроводной схеме.

В связи с относительно низкой мощностью этих ламп и их малым нагревом при работе было сделано минимальное расстояние между плоскостью установки ламп и столиком для экспонирования величиной в 60 мм.

Сам столик для экспонирования (он же защитная крышка над платами ПРА) сделан из жестяной крышки старого CD – ROM а. .Она отлично подходит по ширине к формату блока АТ , только ножницами по металлу её надо укоротить по длине.

Закреплена она на металлических стойках заведомо большей длины, чем детали на платах ПРА. Отверстия в корпусе блока питания заклеены продающейся на рынках самоклеющейся алюминиевой лентой, применяемой для систем вентиляции.

Она препятствует выходу ультрафиолетового излучения наружу и за счёт рассеивания и отражения улучшает равномерность освещёния шаблона при экспозиции.

В электрическую схему входят три соединённых параллельно ПРА с лампами, включёнными по типовой схеме. Для обеспечения выдержки времени автор использовал реле времени на DIN рейку с возможностью установки выдержки от 30 до 300 сек.

В данной конструкции выдержка получилась равной 250 сек. Параллельно реле установлен тумблер типа МТ для возможности предварительного прогрева ламп.

После прогрева в течении 1 – 2 минут тумблер размыкается и отрабатывается выдержка, установленная на реле времени.

Рис 2. Основные компоненты перед сборкой.

Три лампы установлены в ряд по горизонтали на планке из стеклотекстолита для равномерного освещения зоны экспонирования. При использовании указанного блока питания АТ максимальный размер экспонируемой платы 160Х150 мм, чего вполне хватает для большинства домашних конструкций.

Рис 3. Установка ламп и оклейка фольгой корпуса

Собственно сама фотопечать.

Для прижимания шаблона очень удобно кварцевое стекло. К сожалению, официально кварцевое стекло размерами 160Х160Х4 стоит около 1000 руб L , что для домашней конструкции несколько дороговато. Можно использовать и оконное стекло минимально возможной толщины.

Теория говорит, что оконное стекло задерживает от 85 до 98% падающего ультрафиолета. Так что стекло надо брать потоньше, а экспозицию увеличивать. По результатам испытаний хорошо подходят прозрачные крышки от CD дисков. Указанная выше выдержка в 250 сек. была получена с кварцевым стеклом толщиной 3 мм.

С крышкой CD выдержка составила 300 сек.

Производители фоторезиста рекомендуют использование так называемого просветлителя ( TRASPARENT ) который увеличивает оптический контраст шаблона, напечатанного на обычной бумаге. По своей структуре это что – то типа сольвента или уайт – спирита, который относительно медленно испаряется и промасливает бумагу.

По крайней мере практические испытания автора не выявили каких – либо преимуществ фирменного баллона перед уайт – спиритом. Кроме цены J . Следует отметить, что использования бумаги и кальки нежелательно даже с транспарантом. Намного лучшие результаты даёт печать шаблона на прозрачной плёнке для лазерного принтера.

Использование такой плёнки позволяет получить хорошее качество печатной платы даже начинающему осваивать этот процесс. Для редактирования шаблона хорошо подходит продающийся в магазинах черный маркер с тонким стержнем 0,1 мм. Им можно улучшить черноту заливки дорожек на маске до начала экспонирования.

Шаблон (маска) накладывается на покрытый фоторезистом кусок стеклотекстолита напечатанными дорожками вниз, к фоторезисту. Это позволяет уменьшить боковую засветку. Затем маска придавливается стеклом и вдвигается под прогретые лампы.

Проявка осуществляется как обычно, в растворе КОН или NaOH с концентрацией 5 – 7 г/литр. Желательно использовать раствор комнатной температуры для повторяемости результатов.

В принципе не столь важна температура, как её стабильность для данной экспозиции засветки УФ излучением. Опустив плату в раствор и покачивая, ждём начала растворения засвеченного фоторезиста.

Визуально это видно как тонкие фиолетовые облачка, срывающиеся с поверхности платы.

Если начинает подтравливаться фоторезист на дорожках (это можно заметить по смене их отблеска из глянцевого в матовый, а засвеченные участки ещё остались, то значит мал оптический контраст между дорожками и прозрачными участками шаблона. Обычно это бывает с бумажными и калечными шаблонами. Размытость дорожек говорит о плохом прижиме шаблона к плате.

ВНИМАНИЕ! Несмотря на достаточно мягкий ультрафиолет от этих ламп и их относительно маленькую мощность при всех работах необходимо пользоваться защитными очками. Лучше всего используемые в медицине при работе с УФ излучением, так как они гарантированно задерживают УФ и плотно прижимаются к лицу, защищая глаза от боковой засветки.

Рис 4 Защитные очки из «Медтехники»

Можно использовать и солнцезащитные очки, но только как крайний случай. При экспонировании необходимо закрывать блок его штатной крышкой. Вентиляция не обязательна, эти лампы озон не выделяют.

В заключение автор просил бы не судить строго эту конструкцию, так как она была сделана за один день из подручных материалов J . Пользуясь случаем, хочу поблагодарить Ю. Харламенкова (г.

Кострома) за ценные советы и разумную критику, а также Митрофанова А.В. (г. Москва) и Солодухина И.Б. (г.

Жуковский) за бескорыстную помощь в изготовлении различных вариантов фотопроекционной установки и подборе материалов для них 🙂 .

Дмитрий Марченко ( RK3AOR ), Москва.
E – male: mdv (at) eco prog .ru

Источник: http://www.qrz.ru/schemes/contribute/technology/photoresist.shtml

Уф излучатель для экспонирования фоторезиста. часть 2

В предыдущей записи я рассказал об изготовлении УФ излучателя с излучающим ультрафиолетовым светодиодом мощностью 30 ватт и спектром излучения 365 нм. Мной было произведено его тестирование. Постараюсь, как можно подробнее изложить отчет о нем.

Итак – был изготовлен в SprintLayout шаблон с восемью группами линий для экспонирования их выдержками 5; 10; 15; 20; 25; 30; 35; и 40 секунд. Толщина линий слева направо в каждой группе — 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 0,6; 0,4; 0,2 мм.

Зазоры между линиями в долях миллиметра указаны на фото и составляют ( также слева направо) — 0,7; 0,5; 0,3; 0,3; 0,5; 0,7 мм.

Примененный фоторезист — ORDIL ALPHA 350 чувствительностью в зоне 360 — 380 нм и разрешающей способностью 0,05 — 0,06 мм проводник/зазор.
Шаблон был выполнен на лазерном принтере HP с новым оригинальным картриджем и максимальным расходом тонера на пленке для лазерных принтеров Lamond. Размер шаблона 100х50 мм.

Подготовленная плата размещалась на столе медью вверх, сверху тонером вниз на нее был наложен шаблон, прижат покрывным чистым оргстеклом 300х300 мм толщиной 5 мм, пригруженным по краям для равномерного прилегания.
Высота чипа излучателя над поверхностью заготовки была выставлена — 20 см.

Экспонирование каждой группы линий производилось временем последовательно слева направо — 5 сек, 10 сек, 15 сек, 20 сек, 25 сек, 30 сек, 35 сек, 40 сек.

При этом при экспонировании первой группы линий 5 сек другие группы закрывались пластинами фольгированного стеклотекстолита медью наружу.

Затем щель перемещалась на вторую группу с экспозицией 10 сек, и так далее последовательно до восьмой группы с экспозицией 40 сек.

После экспозиции плата выдерживалась в темном месте около 30 мин для завершения фотохимических процессов в фоторезисте.

Читайте также:  Purpic, переносной клон pickit2

Затем производилась смывка незасвеченного фоторезиста в растворе кальцинированной соды концентрацией примерно 2 столовые ложки на 1 литр воды при температуре около 25 градусов.

Для чистоты эксперимента при смывке кисточка не применялась, а лишь покачивание кюветы до полного растворения непрореагировавшего фоторезиста.

Вот что получилось:

Как видим, наиболее четко линии и зазоры между ними получились на выдержках 25 и 30 сек. Результат получился ожидаемым с приемлемым качеством. Крайние линии толщиной 0,2 мм имеют довольно четкие границы, как и зазоры в центре группы линий 0,3 мм.

Вывод. Установка работоспособна, качество платы удовлетворительное ( по крайней мере меня оно устраивает).

Источник: http://radioskot.ru/blog/uf_izluchatel_dlja_ehksponirovanija_fotorezista_chast_2/2016-08-21-443

Инструкция по применению позитивных фоторезистов от компании Frast-M

температура окружающей среды, оС 20 + 2
температура раствора фоторезиста, оС 20 + 2
скорость вращения ротора центрифуги, об/мин 3000 + 50
время центрифугирования, сек 40

В фоторезисты введена специальная добавка, обеспечивающая высокую степень однородности пленки по толщине. Локальная разнотолщинность пленки не превышает 10 нм.

Номинальное значение толщины пленки фоторезиста, указано в таблице для стандартных условий (скорость вращения центрифуги 3000 об/мин, время вращения 40 сек, 21 оС, влажность 45 % и т.д.). Такая толщина пленки не обязательно будет формироваться в условиях потребителей.

Толщина пленки существенно зависит от вариации скорости вращения центрифуги. Эта зависимость описывается простой формулой: Величина const определяется одним замером толщины пленки фоторезиста при фиксированной скорости вращения центрифуги для данных условий. Зависимость толщины пленки для фоторезистов ФП-05Ф – ФП-20Ф представлена на графике:

температура в конвективном шкафу , оС 90
время сушки, мин 30

Назначение предварительной сушки – это удаление растворителя и таким образом высушивание резистивной пленки. Из-за высокой точки кипения растворителя (>130 оC) растворитель всегда остается в небольших количествах в высушенной пленке в количествах примерно нескольких процентов (до 10%). Этот остаточный растворитель влияет на скорость растворения экспонированного фоторезиста и, следовательно, на светочувствительность. Поэтому условия предварительной сушки должны хорошо контролироваться для воспроизводимого технологического процесса.

Если фоторезист подвергается в течение длительного периода воздействию высоких температур выше 100 оC, то светочувствительный нафтохинондиазид термически разлагается и литографическая эффективность пленки падает.

Поэтому температура в конвективном шкафу 90 оC и время сушки 30 минут являются нормальными. Необходимо обратить внимание, что сушильный шкаф должен быть конвективным с принудительной циркуляцией.

В противном случае время сушки возрастает на время, необходимое для достижения в шкафу без конвекции стационарной температуры 90 оC.

Ситуация меняется, если сушка осуществляется на горячей плите. В этом случае время сушки укорачивается обычно до 40-50 сек.

Так как кремний является хорошим проводником тепла, то равновесная температура достигается уже примерно через 10 сек.

По этой причине температура сушки на горячей плите обычно на 10-20 оC выше, чем в печи. Приемлемые условия сушки на горячей плите – это 110 оC в течение 45 сек.

источник излучения ртутная лампа высокого давления
освещенность в плоскости экспонирования 15-20 тыс. люкс
область спектральной чувствительности 310 – 440 нм
время экспонирования 4020 -30 сек

Все позитивные фоторезисты чувствительны к ультрафиолетовому свету, поэтому обычно используются ртутные лампы. Энергия света должна поглощаться фотоактивным соединением – нафтохинондиазидом. При экспонировании нафтохинондиазид превращается в инденкарбоновую кислоту. Эта кислота затем растворяется в щелочном проявителе. Спектральная чувствительность фоторезиста определяется двумя факторами: ниже 310 нм новолачная смола, входящая в состав фоторезиста проявляет сильное поглощение, предотвращая проникновение ультрафиолетового света в пленку фоторезиста, выше 440 нм нафтохинондиазид проявляет слабое поглощение на “хвосте” вплоть до 475 нм, выше этих длин волн фоторезист совершенно прозрачен и не проявляет светочувствительности. Таким образом, все работы с пленкой фоторезиста могут проводиться при желтом освещении. Вышеуказанном диапазоне длин волн есть три максимума эмиссии ртутной лампы при: 365 нм (i-линия), 405 нм (h-линия) и 436 нм (g-линия). Современные проекционные установки используют либо выделенную фильтрами линию длин волн (главным образом g и i -линии), либо две, либо все три линии -широкополосное экспонирование. Во время экспонирования поглощение светочувствительного нафтохинондиазида падает из-за превращения в инденкарбоновую кислоту. Это одна из причин, обеспечивающих высокую разрешающую способность позитивных фоторезистов с практически вертикальными стенками профиля. В начале экспонирования облучаемая зона поверхности пленки становится более прозрачной по сравнению с не экспонируемой зоной. Таким образом, на поверхности пленки формируется виртуальная фотомаска для экспонирования нижележащих слоев, превращение нафтохинондиазида протекает далее в пленке фоторезиста до подложки. Экспонирование позитивного фоторезиста следует выполнять при контролируемых окружающих условиях, особенно относительной влажности и температуры. Это требование вытекает из того, что превращение нафтохинондиазида в проявляемую инденкарбоновую кислоту требует одной молекулы воды на одну молекулу нафтохинондиазида. Если воды нет, то нафтохинондиазид сшивается в нерастворимое соединение, экспонированные зоны пленки не будут проявляться в проявителе. Необходимая для реакции вода не содержится в пленке, а адсорбируется как влага из атмосферы. По этой причине фоточувствительность фоторезиста резко падает при относительной влажности менее 30%. Верхний предел относительной влажности не определяется самим фоторезистом, однако, если относительная влажность выше 60%, на поверхности подложки будет абсорбироваться слишком много воды, что в конечном итоге приводит к потере адгезии фоторезиста. По этой причине можно рекомендовать относительную влажность на уровне 45%. Гигроскопичную поверхность подложки можно обрабатывать HMDS до нанесения фоторезиста.

Оптимизация условий экспонирования для фоторезистов ФП-05Ф – ФП -20Ф приведена в разделе оптимизация.

В большинстве случаях нет необходимости в пост – экспозиционной сушке. Экспонированный фоторезист может проявляться немедленно после экспонирования. Однако в некоторых случаях литографическая эффективность может быть улучшена путем применения пост – экспозиционной сушки (после экспонирования и до проявления).

Особенно это касается экспонирования монохроматическим светом (степперы g- и i – линии). Энергия света, поглощаемая слоями фоторезиста, меняется по толщине пленки. Эта вариация обусловлена в первую очередь интерференцией падающего и отраженного от подложки света.

В результате этого явления образуются так называемые “стоячие волны”, видимые вдоль профиля стенки с помощью электронного микроскопа. Так как большинство поверхностей вызывают фазовый сдвиг волны на 1800 для отраженного света, то на поверхности раздела фоторезист- подложка будет наблюдаться минимум интенсивности света.

Если поверхностный слой подложки является прозрачным (окись кремния), то становится существенным толщина слоя окиси кремния. В результате этого явления на подложке может оставаться тончайший “налет” слабо экспонированного фоторезиста, который не удаляется при проявлении. Для удаления этого слоя приходится прибегать к существенному переэкспонированию фоторезиста.

Стоячие волны являются видимой частью интерференционного эффекта. Этот эффект приводит к значительному изменению дозы экспонирования при изменении толщины пленки вдоль поверхности. Изменение толщины на 65 нм (четверть длины волны g – линии) может привести к 20% изменению дозы экспонирования. Для i-линии и ДУФ-фоторезистов этот эффект еще сильнее.

Такие изменения толщины пленки наблюдаются на любой поверхности. Эти эффекты могут быть минимизированы с помощью пост – экспозиционной сушки. Температура для этой сушки должна быть на 20 оС выше температуры предварительной сушки, а время около 45 – 60 сек.

В процессе этого нагрева происходит до определенной степени диффузия экспонированного и не экспонированного нафтохинондиазида и в результате наблюдается выравнивание различий в скорости растворения и, таким образом выглаживание профиля фоторезиста.

Чем выше разность температур между предварительной сушкой и пост – экспозиционной сушкой, тем быстрее процесс диффузии. Однако температура пост – экспозиционной сушки не должна превышать 130 оС, чтобы избежать значительного термического разложения нафтохинондиазида. Наилучшее решение 110 оС в течении 50 сек.

Кроме того введение пост – экспозиционной сушки улучшает адгезию и термическую стабильность профиля фоторезиста.

проявитель 1% раствор КОН (или 0,4-0,5% NaOH)
время проявления в свежем проявителе 20 – 50 сек

Экспонированные области фоторезиста растворяются на стадии проявления.

Условия проявления определяются прежде всего типом фоторезиста. Каждая марка фоторезиста имеет оптимальное время проявления. В большинстве случаев время проявления находится в пределах 20 – 50 сек, только фоторезисты большой толщины (> 3 мкм) требуют большего времени проявления.

Температура проявления сама по себе не является критической и обычная комнатная температура (20 – 25 оС) является приемлемой, однако для воспроизводимости процесса важно поддерживать температуру проявителя постоянной в пределах +1 оС.

Более детально стадия проявление для фоторезистов ФП-05Ф – ФП-20Ф обсуждается в разделе оптимизация фотолитографического процесса.

Цель стадии задубливания – это дальнейшая стабилизация пленки фоторезиста перед травлением. Обычная температура 140 оС в течение 30 минут в конвективном шкафу.

На стадии задубливания удаляется остаточный растворитель, происходит термическое разложение нафтохинондиазида и структурирование пленки фоторезиста.

Эти процессы улучшают адгезию и стойкость пленки к травителям.

Необходимо иметь в виду два фактора:

  1. Термический шкаф должен обязательно иметь принудительную конвекцию, чтобы время нагрева пленки до температуры задубливания было минимальной. В противном случае время задубливания необходимо увеличить.
  2. Задубливание необходимо осуществлять непосредственно перед травлением (максимум за 2 часа). Если этот период длиннее, то задубливание необходимо повторить перед травлением.

При плазмохимическом травлении с целью наилучшего сохранения профиля рисунка рекомендуется три ступени задубливания:
I ступень:110 оС-15 мин
II ступень:120 оС-15 мин
III ступень:140 оС-15 мин. На графике приведены кривые проявления фоторезистов ФП-10Ф, ФП-15Ф и ФП-20Ф Экспонирование осуществлялось параллельным, полным светом лампы ДРШ-1000 при освещенности света в плоскости пленки фоторезиста 15.000 – 20.000 люкс. На практике используют ртутные лампы разной мощности, полный или монохроматический свет, освещенность меняется в процессе старения лампы, часть световой энергии поглощается фотошаблоном, люксометры требуют постоянной калибровки. Поэтому возникает важный вопрос об оптимальном времени экспонирования. Время экспонирования и время проявления тесно связаны между собой. Недостаточное время экспонирования требует в последующем перепроявления фоторезиста. Для фоторезистов с небольшим контрастом (малая устойчивость пленки фоторезиста) недостаточное экспонирование можно частично выправить перепроявлением. Однако разрешение фоторезиста при этом падает, профиль стенок фоторезиста становится более пологой. Для высококонтрастных фоторезистов необходима оптимизации времен экспонирования и проявления, при этом достигается практически вертикальность профиля стенок фоторезиста. Фоторезисты ФП-10Ф, ФП-15Ф, ФП-20Ф являются контрастными фоторезистами, требующие оптимального выбора времени экспонирования. Из приведенного выше графика видно, что начиная с определенного для каждого фоторезиста времени экспонирования наблюдается резкое увеличение время проявления. Данная точка является критической. При недостаточном времени экспонирования пленка фоторезиста будет проявляться очень долго.Приведенные графики позволяют оптимизировать время экспонирования, путем фиксирования времени проявления фоторезиста. Таким образом, оптимальные времена проявления составляют: Фоторезист ФП-10Ф – 15-20 сек Фоторезист ФП-15Ф – 30-35 сек Фоторезист ФП-20Ф – 45 -50 сек

Исходя из этих данных, подбирают требуемое время экспонирования фоторезиста для конкретных аппаратных условий.

Если время экспонирования недостаточно, то пленка будет проявляться более длительное время вне указанных пределов проявления для определенного фоторезиста.

Если время экспонирования велико, то время проявление сокращается, но это нежелательно с точки зрения производительности процесса.

Источник: http://frast.ru/rekposfr.html

Изготовление печатной платы с помощью плёночного фоторезиста

Любимое дело должно приносить удовольствие, иначе это нелюбимое дело и заниматься ним нет смысла. Но не всегда всё сразу получается…

Многократные попытки изготовить с помощью ЛУТа качественную печатную плату с дорожками и зазорами 0.

3мм, успехом так и не увенчались и дело не в том, что не получалось изготовить плату, платы делал и они работали, но процесс этот был мало приятен потому, что от раза к разу давал разный результат.

А хотелось получать удовольствие от любимого дела, поэтому на выбор было два решения вопроса, первое купить ламинатор и продолжать экспериментировать с ЛУТ, второе — перейти на плёночный фоторезист.

Но против ЛУТа было несколько аспектов: найти у себя в городе нужный ламинатор так и не удалось, также с помощью ЛУТа не удавалось получать красивые полигоны, а при использовании фоторезиста этот вопрос отсутствует, поэтому всё чаще стал задумываться о переходе на фоторезист. Потом наткнулся на одно видео где показывали как делают печатные платы на производстве и таки да, там использовали плёночный фоторезист, это видео поставило точку в моих размышлениях.

Но тут то же оказалось не всё так просто, найти плёнку(Lomond для лазерных принтеров) для распечатки фотошаблона в своём городе не удалось, но за то её запросто можно было купить в соседних городах, там она и была куплена, а также была куплена ультрафиолетовая лампа(ZW9D12A-S144 | PL-S 9W 08 4P 2G7), цоколь 2G7.

Сам фоторезист был заказан на али, когда он пришёл сразу принялся за дело.

1. Распечатка фотошаблона.

Сразу надо сказать, что распечатывать рисунок надо на шероховатой стороне пленки. И ещё хотелось бы отметить, что фоторезист негативный, то есть надо засвечивать те места где должна остаться медь. Это значит, что привычный для ЛУТа шаблон надо инвертировать. Так как схемы и платы рисую в eagle cad, там же для создания негативного шаблона использую скрипт PS_inverted. Делается это так:

  1. Заходим в меню File->CAM Processor
  2. В поле устройство выбираем PS_INVERTED
  3. Указываем имя файла с расширением .ps
  4. Снимаем галочку заполнение площадок, иначе все отверстия в центре площадок будут залиты. То есть площадки будут, а отверстий в центре не будет.
  5. Справа выбираем нам нужные слои
  6. Ставим галочку Mirror если это верхняя сторона
  7. Конвертируем
  8. Открыть полученный файл можно с помощью Corel Draw

Что касается принтера, пользуюсь HP1102w, сразу скажу даже с новым картриджем печатает он неважно и применение карбоклинера, для затемнения шаблона, как советуют в интернете помогает совсем чуть-чуть, поэтому если фотошаблон просвечивается, советую не тратить время и сразу купить density toner.

Тут же хотелось бы сказать про совмещение двух слоёв с целью повысить контрастность. При распечатке одного и того же шаблона принтер каждый раз печатает чуть по-разному, если дорожки достаточно толстые этого можно и не заметить, но если дорожки хотя бы 0.3 с зазором 0.

3, то при совмещении двух слоёв, за счёт небольшого несовпадения они станут ещё тоньше, что явно не на пользу.

Это эффект может проявляться так, например, на плате которую делал задачей номер один было совместить два шаблона, чтобы хорошо получились выводы МК, но после их совмещения в с другого края платы некоторые дорожки чуть смещались, тогда то и понял что это не вариант и купил карбоклинер

но как оказалось он не дает желаемого результата.

До обработки карбоклинером

После обработки карбоклинером
А такой результат получается если переборщить
2.Подготовка текстолита.Здесь всё однозначно, на одном из форумов удалось вот что найти.Ниже привожу рекомендации специалистов ОАО “Диазоний” по поводу отслаивания дорожек при сушке:————–НАЧАЛО ЦИТИРОВАНИЯ—————————На Ваш вопрос отвечаем, что основной причиной шелушенияфоторезиста на этапе проявления печатных плат является недостаточнаяадгезия между фоторезистом и медной фольгой.Как правило, это происходит из-за некачественной подготовкимедной поверхности печатной платы: плохой зачистки или недостаточногообезжиривания. Плату зачищают шкуркой (нулевкой), затем декапируют10%-ным раствором серной кислоты. Перед нанесением фоторезистанеобходимо проверять качество подготовки поверхности методом смачивания.Хорошо очищенная поверхность заготовки должна удерживать плёнку воды подуглом 60^о в течение 30 сек.Нанесение фоторезиста проводят на подогретые до 80-100 ^о Сзаготовки при температуре валков ламинатора 110-115 ^о С со скоростью0,5 – 1 м/мин. Если прикатываете без ламинатора, то платы грейте до110-120^ о С и прикатываете обрезиненным валиком (фотографическим).Для увеличения адгезии можно рекомендовать выдерживаниезаготовок с нанесённым фоторезистом в термошкафу в течение 8-10 мин притемпературе 60-80 ^о С.Другим способом увеличения адгезии является мокрый способприкатки: холодные зачищенные платы смачивают водой, прикатываютфоторезист при температуре валков ламинатора 110-115^ о С, затемвыдерживают в термошкафу при температуре 80-90^ о С в течение 10-15минут. Перед экспонированием платы выдерживают не менее 30 минут.Время экспонирования подбирается опытным путём, фоторезистработает в интервале длин волн 320-420 нм (ДРТГ, ДРТШ). Послеэкспонирования заготовки выдерживают 30 мин. для завершенияфотохимической реакции. На лампах ДРЛ никто не работает. У Васпроисходит уже термозадубливание слоя, он пересушивается, он конечношелушится. У нас лампа ДРТШ 250 Вт и экспонируем 30-40 сек с расстояния22 см.Проявление фоторезиста проводят 1-2 %-ным растворомкальцинированной соды при температуре 15-20 ^о С, завышение температурыраствора до 30-35 ^о С нежелательно, и также может быть причинойшелушения фоторезиста.Если соблюдать технологию изготовления платы, то адгезия кплате очень высокая.

————–КОНЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ—————————

Серную кислоту использовать не стал, чтобы с дома не выселили, поэтому просто зачищаю плату наждачкой, затем сыплю порошкового чистящего средства и растираю его до тех пор, пока заготовка не будет удерживать плёнку воды под углом 60^о в течение 30 сек. Это очень важно!!!

Запечатлить водяную плёнку так и не удалось.

3.Накатка фоторезиста.

Отрезаем нужный по размеру кусок фоторезиста, с помощью двух кусков скотча наклеенных перпендикулярно друг другу,отклеиваем матовую плёнку и наклеиваем фоторезист на край платы, дальше будем накатывать.

По поводу мокрого способа, если накатывать на мокрую плату, то легче избежать пузырьков, но из-за того что вода не дистиллированная при нагреве вода испарялась и на плате оставался осадок, поэтому накатываю на сухую.

По поводу матовой пленки, чтобы понять с какой она стороны надо взять небольшой кусочек фоторезиста и с помощью скотча, отклеить пленку с обеих сторон, посмотрев сразу на обе сразу станет понятно какую из них называют матовой, а какую глянцевой.

Ламинатора у меня нет и фотовалика тоже, нагревать плату перед накаткой пробовал, и тут есть подвох, к нагретой плате фоторезист прилипает мгновенно и при попытке его отклеить рвётся, поэтому исправить косяки уже не получится.

В итоге пришёл к такому способу: наклеиваю фоторезист, разглаживая его руками, не допуская появления пузырьков, можно разглаживать кредиткой, но мне удобнее руками. Затем, если плата двусторонняя через лист А4 глажу заготовку утюгом в течение 7 сек нагретым до 80 градусов, если односторонняя, то через лист А4 глажу противоположную сторону, чтобы всё таки, как советовали выше, прогревать текстолит, при этом фоторезист чуть темнеет. Но тут надо проявить аккуратность, фоторезист нельзя перегревать, от перегрева он слипается, становится в крапинку и на слое фоторезиста появляются окошки, через которые видно фольгу.

4.Засветка.

После того как фоторезист наклеен, переходим к засветке, для этого понадобится фотошаблон, ультрафиолетовая лампа, и оргстекло. На заготовку с наклеенным фоторезистом ставим фотошаблон, шероховатой стороной(на которой распечатан рисунок) к фоторезисту, затем сверху накрываем стеклом. Важно чтобы стекло хорошо прижимало фотошаблон к заготовке, для этого по краям стекла ставят утяжелители. Что касается времени засветки, то оно подбирается экспериментально, об этом можно почитать в тут, у меня время засветки составляет 3 минуты, расстояние до лампы 30 см.Если недосветить, то при проявке весь фоторезист смоется с платы, если пересветить, то будут сильные боковые засветы.
5.Проявка.После того как плата засвечена, на ней появился рисунок, это особенность данного фоторезиста, он индикаторный, надо снять глянцевую плёнку, поддев её скотчем и можно проявлять.

Сначала проявлял в растворе крота с водой(крот — жидкость для промывки труб), везде по-разному пишут его дозировку, оно и правильно, реальную концентрацию едкого натра в кроте знает только производитель, поэтому от проявки в кроте отказался.

Но если надо проявить и есть только крот, тогда по пару капель надо добавлять крота в воду, помешивая при этом раствор и смотреть когда появиться белый налёт на плате, говорящий о том, что проявка началась и больше добавлять крота не надо.

Сразу скажу это нудно, капать по пару капель и ждать, а ждать можно долго, а если переборщить фоторезист смоется с платы.

В итоге перешёл на кальцинированную соду и разбавляю её 1 столовую ложку на пол-литра воды.

Наибольшее количество вопрос возникло именно на этом этапе, покачивая плату в растворе и периодически подавая на неё воду под давлением с крана, с расстояния 30-40см, добивался того чтобы весь не засвеченный фоторезист удалился с платы, затем ставил плату на досветку на время превышающее время засветки в 2 раза и кидал в хлорное железо.

Первый раз когда так сделал, плата не хотела травиться сутки. Пошёл в магазин купил новое хлорное железо, результат тот же фоторезист начал слазить, а плата не травится, тогда промыл плату поставил сушиться, когда плата высохла, увидел что там, где должна быть голая медь есть какой-то белый налёт.

Расцарапал его скальпелем и кинул в хлорное железо, в тех местах где расцарапал медь протравилась.Вопрос в том, что это за налёт и откуда он появляется? Здесь могу лишь предположить что это клей, потому как при двойном шаблоне он то же оставался.Как его смыть? Смыть его можно тем же порошковым чистящим средством, которым чистилась поверхность платы, он отлично смывается.Теперь вопрос в том как увидеть где он смылся, а где нет? ну не сушить же каждый раз плату, а иначе он не виден. Для этого использовал фонарик с белым светодиодом, в темноте при свете фонарика он отлично виден и можно отследить где он смылся, а где нет.А вот так выглядит плата после проявки.
6.Травление.Травил плату в хлорном железе, лудилась она химическим способом, итог виден на фото.Поиск в интернете показал, что ещё несколько человек сталкивалось с такой же проблемой и судя по всему, на этом забрасывали фоторезист. Чтобы сделать однозначный вывод в чём была проблема в следующий раз закажу фоторезист в другом месте, а пока буду работать с этим.

Лампочку покупал тут.

Плёнку покупал тут.
Фоторезист покупал тут.

Источник: https://hubstub.ru/electronics/118-izgotovlenie-pechatnoy-platy-s-pomoschyu-plenochnogo-fotorezista.html

Изготовление печатных плат при помощи фоторезиста – Разработки и доработки схем

Из фольгированного стеклотекстолита вырезаем заготовку будущей платы. Желательно сделать ее чуть больше на 5-10мм. 

Заготовка

Смачиваем заготовку водой и видим примерно такой результат:

Жирная заготовка

Вода вся стекла с заготовки. Значит нам надо ее обезжирить. Для этого понадобится чистящий порошок типа Пемолюкс. Я думаю у каждого он найдется дома. Насыпаем немного порошка на медь .

   Пемолюкс

Берем губку для мытья посуды смачиваем ее и стороной где она более жесткая растираем порошок по поверхности меди. Уделяйте внимание краям платы т.

к середина обычно оттирается быстрее , а про краям обычно не придают значения. Ополаскиваем заготовку и смотрим если вода равномерно распределилась по всей поверхности то качество обезжиривания отличное.

Если же где- то скатывается то нужно повторить обезжиривание. Должно быть примерно как на фото:

Чистая заготовка

Читайте также:  Сетевой блок питания для аккумуляторного шуруповёрта

Медь покрыта тонкой пленкой и вода не скатывается.

Теперь нужно приклеить пленочный фоторезист к медной подложке. Вот ту могут быть неприятности и сложности. Во первых может попасть пыль под фоторезист. Во вторых приклеиться не ровно. И в третьих вообще не приклеиться )). У фоторезиста имеются две защитные пленки верхняя и нижняя. Рулоны обычно смотаны так , что нижняя пленка как раз с внутренней стороны рулона.

Можно также определить на ощупь где какая если лист фоторезиста ровный и не знаем где какая сторона. Для этого нужно отрезать небольшой кусочек фоторезиста и оторвать пленки. Нижняя пленка будет мягкая и тонкая . Если ее потянуть то она тянется. Вот этой стороной и должен фоторезист ложиться на плату. А верхняя пленка более жесткая и хрустит.

Ее нужно снимать после засветки фоторезиста.  

Фоторезист вырезать с запасом. Я обычно делаю запас по 1см с каждой стороны.

Обрезаем фоторезист с запасом по краям

Иголочкой или пинцетом подцепляем нижнюю пленку но не отрываем ее всю , а на 1 см этого достаточно. Прикладываем к плате. Далее нужно одновременно тянуть нижнюю пленку и приглаживать фоторезист сверху. Вот на этом этапе у меня было много косяков. В основном из-за того, что попадала пыль под фоторезист и плохо клеился.

Решение было найдено простое, плату надо немного разогреть. Можно подержать под горячей водой или положить на батарею отопления минут на 5. Очень горячая заготовка тоже плохо. Фоторезист липнет моментально не оставляя шансов на коррекцию.

Я обычно обезжириваю под горячей водой и этого времени хватает что бы плата прогрелась. Плату не вытираю. Прям на мокрую поверхность укладываю фоторезист но прижимаю сверху не сильно. Главное убедиться что он лег ровно и после этого можно окончательно его приглаживать.

Для при глажки использую резиновые шпатели. Купить можно в любом строительном магазине. Разглаживать надо от центра к краям. Стараемся выгнать все остатки воды из под фоторезиста. При разглажке надавливаем на шпатели что бы и вода вышла и фоторезист немного прилип.

 Должно быть примерно так:

Нанесенный фоторезист

После того как убедились , что воды под фоторезистом нет и все ровно и хорошо несем заготовку под утюг или в ламинатор. Т.к у меня нет ламинатора использую утюг и тут нам понадобиться лист бумаги.  Лист что бы к утюгу ничего не прилипло . Эта процедура нужна для того что-бы фоторезист лучше прилип.

Ставим температуру утюга на первое деление.

Температура нагрева утюга

Если сделать очень горячо то фоторезист растечется. Кладем заготовку на стол, а сверху заготовки лист бумаги. И начинаем проглаживать заготовку. Не надо сильно давить на утюг. Гладим 20-30 секунд , делаем перерыв секунд 10 и гладим опять 20-30 секунд. После этого утюг можно отключить но далеко не убирать. Он еще понадобится .

Теперь стадия засветки заготовки.

        Поверх заготовки укладываем наш распечатанный шаблон. Очень много зависит от качества шаблона. Темные участки должны как можно быть темнее. Я печатую шаблоны на Epson L800 в настройка вид бумаги устанавливаю Epson Primium Glossy.

Качество печати ставлю на максимум. Шаблон получается достаточно темным но на нем есть небольшие просветы.  Нужно поэксперементировать с другими настройками бумаги. Прижимаем шаблон к заготовке стеклом. Стекло должно быть без сильных царапин.

Иначе они проявятся на плате.

Заготовка с шаблоном под стеклом

Поверх стекла устанавливаем УФ лампы и включаем засветку.

засветка

Тут время засветки придется подбирать на эксперементальной платке. Т.к результат зависит от мощности ламп и их кол-ва, а также расстояния на котором они находятся от заготовки.

    Для засветки смонтировал 3 лампы в один корпус и внутреннюю сторону обклеил фольгой. Максимальный размер плат для такой конструкции 250мм х 155мм.

        Я использую 3 лампы мощностью по 20W , расстоянии от ламп до платы 7 см . Время засветки для негативного фоторезиста 1минута 30 сек. Для позитивного 6-7 минут. Для засветки лучше использовать таймер. Дабы не стоять с секундомером над платой. После засветки на заготовке видны будущие проводники но они очень светлые.

Примерно как на фото:

До проглажки утюгом

Теперь нам опять понадобится утюг. Проглаживаем заготовку при той же температуре и такое же время. И проводники на плате стали намного четче. На фото немного заметна разница. В реальности ее видно намного лучше. Особенно когда используется позитивный фоторезист.

После проглажки утюгом

Ножом для бумаги обрезаем фоторезист и снимаем верхнюю пленку.

   Обрезаем фоторезист

        Теперь нам нужно смыть не задубленные участки фоторезиста. Для этого готовим раствор каустической соды. Осторожно, каустическая сода может разъесть кожу . Рекомендуется работать в перчатках. Я делаю все без перчаток .

В сильно концентрированом растворе плату переворачиваю пинцетом. В одном литре воды разбавляем 0.5 чайной ложки каустической соды. Если переборщите с концентрацией то смоется весь фоторезист с заготовки и придется начинать все заново.

Я насыпаю примерно как на фото:

Гранулы каустической соды

Раствор лучше приготовить заранее . Надо что бы он постоял хотя бы минуты две.

Кладем заготовку в раствор и начинаем по поверхности водить кисточкой что бы удалялся не засвеченный фоторезист. Достаем заготовку и промываем под водой одновременно протирая  губкой. Это нужно что бы смылся весь не задубленный фоторезист.

Качество смывки можно проверить опустив заготовку в раствор хлорного железа на 10 – 20 секунд. Если плата покрылась однотонным цветом то значит весь фоторезист смылся. Если видны светлые участки меди , то нужно продолжить смывку фоторезиста.

 

    Пример плохой смывки фоторезиста :

 Плохо смыт фоторезист в некоторых местах. Обведено красным.

Ополаскиваем плату под водой от хлорного железа и окунаем обратно в раствор  каустической соды . Смываем то что не смылось.

После смывки фоторезиста

Проверяем плату на косяки. Может где-то отвалился фоторезист, где-то плохо промылся . Скальпелем убираем лишнее или несем в раствор что бы смыть остатки.

После окончательной смывки можно травить заготовку.

Травление обычно занимает от 5 до 50 минут. Все зависит от качества травильного раствора и его температуры. Кидаем плату в посудину с раствором стороной которую нужно протравить вниз. Топить заготовку не надо.

Что бы плата не утонула можно сверху приклеить пенопласт или на скотч два провода и закрепить концы на краях посудины.  Идем пить чай, кофе, пиво и т.д не забывая временами проверять как идет процесс травления и покачивать плату.

Нужно это для того что бы окисленная медь лучше смывалась с поверхности платы.

После травления

После травления нужно смыть фоторезист. Делаем это в растворе каустической соды но более сильной концентрации. На 200 мл воды одну чайную ложку соды можно с большой горкой.

 Помещаем заготовку в раствор и наблюдаем как вспучивается фоторезист. Далее промываем под водой . Все , плата готова . Осталось просверлить отверстия и установить компоненты.

Растворы каустической соды не храню, а каждый раз делаю новый. 

Источник: https://radiosxemy.ru/stati/izgotovlenie-pechatnyh-plat/

Изготовление печатной платы с помощью пленочного фоторезиста

Автор – Sailanser.

Итак, для работы нам понадобятся следующие материалы и инструменты:1. Фольгированный стеклотекстолит.2. Пленочный фоторезист.3. Небольшая иголка.4. Кальцинированная сода.5. Ультрафиолетовая лампа на стандартный патрон 220V.6. Пленка для струйного принтера.7. Компьютер, струйный принтер, программа для разводки печатных плат.8. Стирательная резинка.9. Ножницы.10. Стекло толщиной 4 мм.

11. Пластиковая емкость.

Для начала нам необходимо изготовить фотошаблон, через который мы впоследствии будем делать экспонирование нашей будущей печатной платы.
Открываем программу для создания печатной платы, тут предпочтения у каждого свои кто то любит P-CAD кто то Eagle сам же я предпочитаю платы делать в Sprint-Layout 4.0. В программе открыли файл будущей печатной платы.

проверили что нет косяков неразведенных цепей и прочего. Провели, нет ничего вызывающего сомнения можно идти дальше.

Нажимаем на кнопочку   , и открывается окно для вывода на печать.

Т.к фоторезист негативный (белые области на черном поле) то необходимо поставить соответствующую галочку напротив опции негатив, а также отключить ненужные при печати слои.

Также следует подумать над тем отображать зеркально изображение при выводе или нет т.

к пленка для струйного принтера имеет только одну рабочую сторону и этой стороной необходимо будет прикладывать впоследствии к заготовке, для того чтобы увеличить контрастность и исключить боковую засветку.

Сам обычно рисую на слое Ф2, а надписи располагаю на слое М1, так что в моем случае ничего отзеркаливать не надо.

Теперь жмем кнопку  и открывается окно настроек принтера и задаем максимальное качество печати и контрастность

В результате этих действий мы говорим принтеру, что бы он лил побольше тонера на те участки, которые будут черными. Далее жмем на кнопочку ОК, в окошке настройки цветов, и кнопку ОК в свойствах принтера. Таким образом, мы создали фотошаблон, настроили принтер и все это дело у нас готово к печати.

Берем пачку с пленкой

берем получившийся шаблон и внимательно осматриваем его, черные поля не должны иметь просветов. Если контрасность черных полей не достаточна можно воспользоваться таким средством – Усилитель оптической плотности тонера Density Toner

Теперь займемся подготовкой стеклотекстолита и нанесем на него фоторезист.

Из заготовленного ранее стеклотекстолита вырезаем небольшой по размерам кусочек, в идеале примерно с припуском 3-5 мм, больше с каждого края,чем размеры нашей будущей платы.

Берем стирательную резинку и тщательно проходимся по всей поверхности фольгированного стеклотекстолита. Это необходимо для того, чтобы убрать все пальцы, грязь и прочее, а также обеспечить хорошее прилегание пленочного фоторезиста.

После того как прошлись по стеклотекстолиту стирательной резинкой, сдуваем все оставшиеся, после этого пылинки и остатки резинки.

Промывать все это ацетоном или каким-то растворителем нельзя, не ляжет фоторезист, если что-то сдуть не получилось, то проходимся чистенькой тряпочкой.

Не касаясь очищенной поверхности заготовки руками, (допускается держание за торцы) кладем на стол и отрезаем ножницами кусок фоторезиста. ( Автор использовал отечественный фоторезист, мы рекомендуем
использовать Фоторезист Ordyl Alpha 340 , значительноп превосходящий наш по многим параметрам)

После того как отрезали, берем иголку, и с матовой стороны подцепляем матовую пленку и сдвигаем ее примерно на 0,5 сантиметра при этом пальцами не касаясь клеевого слоя на самом фоторезисте.

Удерживая кусочек снятой пленки пальцами прикладываем его на край заготовки из стеклотекстолита и разравниваем пальцами с умеренным давлением для того, что бы пленка прилипла, как следует.
После того как пленка прилипла к краю пальцы правой руки помещаем с правой стороны под пленку, на тот кусочек матовой пленки, что снимали вначале.

Теперь, не спеша, правой рукой примерно по 2-3 мм вытаскиваем матовую пленку, одновременно пальцами левой руки прижимая и разравнивая ее по поверхности фольги. Торопиться тут нет смысла т.к чем лучше придавите, тем лучше она ляжет на поверхность фольги стеклотекстолита.
После того как пригладили всю пленку, излишки обрезаем и получаем стеклотекстолит, покрытый пленочным фоторезистом.

Берем ножницы и вырезаем наш фотоаблон по нужному размеру.

Теперь у нас все готово для начала экспонирования фоторезиста через шаблон.
Берем ультрафиолетовую лампу, я например пользуюсь такой

Просто и экономично а главное городить ничего лишнего не надо. Это энергосберегающая лампа УФ света на стандартный патрон 220V.
Кладем на ровную поверхность стеклотекстолит с нанесенным на него пленочным фоторезистом, а сверху пленку с напечатанным шаблоном, стороной на которой печатали к фоторезисту, для чего это нужно и зачем это говорил ранее.

Сверху все это дело прижимаем стеклом вынутым из полки с книгами.

И поверх всего этого, я обычно ставлю две коробки с компактами, это обеспечивает еще лучший прижим фотошаблона к плате и определяет расстояние на которое удалена ультафиолетовая лампа от поверхности.
Время и расстояние подобрать под конкретную лампу очень просто. Берем маленький кусочек стеклотекстолита наносим на него фоторезист.

Потом делаем шаблон, на котором пишем циферки 1,2,3,4,5,6,7,8, и т.д , это будет время в минутах. Ставим лампу, включаем, берем какой-то непрозрачный материал, например, еще один кусочек стеклотекстолита, и постепенно через указанные промежутки двигаем его постепенно закрывая части с циферками. После этого проявляем и смотрим на результат.

Где он самый лучший, то время для этого расстояния и оставляем.

После этого включаем лампу на 10 минут.

Пока наша лампа будет светить в течение 10 минут и формировать нашу плату, пойдем в ванну и приготовим раствор для проявления фоторезиста.
В пластиковую посуду подходящего размера, куда поместиться плата, наливаем 0,25 литра воды (половина 0,5 л.

бутылки из-под сока), температура воды не играет никакой роли, я наливаю прямо из-под крана. Достаем с полки пакетик с кальцированной содой. (Если у вас нет на полке кальцинированной соды, то его туда надо сначала положить, а уже потом доставать.

Если же у вас нет полки, то дальше можно не читать – все равно ничего не получится. Прим. Кота)

Берем чайную ложку и набираем в нее соды, после чего тщательно до растворения всех комочков размешиваем ее в воде.

После того как вся сода растворилась, дожидаемся, окончания экспонирования, как помним, раньше оно у нас было 10 минут. Как только время вышло, снимаем стекло и наш фотошаблон. Берем плату и идем в ванную, при этом, не забыв захватить с собой иголку.
Придя в ванную, иголкой аккуратно подцепляем вторую (прозрачную) пленку и снимаем ее.

После того как сняли вторую пленку, кладем плату в пластиковую ёмкость с разведенной содой и ждем примерно секунд 30. По истечении этого времени, рисунок начинает проявляться, видны будущие дорожки и в тех местах, где дорожек быть не должно, фоторезист растворяется.

Теперь берем ненужную зубную щетку и начинаем ей водить по нашей плате для того, что бы ускорить процесс смывания фоторезиста с ненужных нам участков.

Показатель того, что фоторезист смылся там, где надо, поверхность меди светлая и блестящая, как и до приклеивания фоторезиста.

После того как смыли весь ненужный фоторезист и оставили нужный, вытаскиваем плату из раствора соды и промываем под струей воды. Делается это для того, что бы смыть с поверхности платы проявляющий раствор. После того как промыли под струей воды, откладываем в сторону, и выливаем ненужный нам проявляющий раствор.

Теперь дело осталось за малым наливаем в другую пластиковую емкость раствор хлорного железа и травим. После того как протравили, вынимаем, снова промываем под струей воды, на этот раз для того, что бы смыть остатки хлорного железа.
Вот и весь нехитрый процесс, по окончании которого мы получаем печатную плату высокого качества.

Таким образом, мы сделали печатную плату, на ней виден фоторезист, который был нам нужен. Осталось только снять его. Берем ватку, мочим в ацетон, и сначала промокаем всю поверхность платы, потом трем. Примерно через 1-2 минуты фоторезист начинает сползать кусками, полностью оттираем весь фоторезист. Дальше, как обычно, лудим, сверлим дырки, обрезаем, выравниваем и запаиваем компоненты.

Возможные косяки на выходе после проявления фоторезиста:1.Фоторезист полностью растворяется в соде – недостаточное время экспонирования или большое расстояние до лампы.2.

Фоторезист не смывается вообще нигде – прозрачный фотошаблон на темных участках, вследствие чего, через них проходят ультрафиолетовые лучи и засвечивают, то чего не надо засвечивать.3.

Фоторезист не смывается вообще нигде, но на тех участках где он должен смыться он слегка мутноватый, виден рисунок, и рисунок четкий – прозрачный шаблон на темных участках, но в данном случае он гораздо темнее, чем в предыдущем варианте.

4.

Фоторезист смылся, как надо, но дорожки получаются шире, чем на фотошаблоне, особенно это заметно на тех дорожках, что проходят между выводов микросхем (слипание), например, на фотошаблоне дорожка при измерении линейкой 1 мм на плате 1,2-1,5 мм – недостаточный прижим фотошаблона к поверхности заготовки, еще такое может быть, когда сам стеклотекстолит кривой, поэтому рекомендую обратить на его ровность внимание при покупке, т.к сам с кривизной продаваемого стеклотекстолита сталкивался не однократно.

Ну вроде все.

Источник: предположительно Радиокот.

Обсудить на форумеZIP (Zigzag-In-line Package) – плоский корпус для вертикального монтажа в отверстия печатной платы со штырьковыми выводами, расположенными зигзагообразно. Принципиальная схема усилителя мощности с автоматической регулировкой тока покоя радиолампы по огибающей SSB — сигнала. Недавно купил недорогой тостер-духовку, так как это было дешевле, чем готовая печь для пайки планарных деталей SMD. Он без проблем греет до 250°C да и выглядит красивее.

Источник: https://ingeneryi.info/tehnol/pechat-pl/485-izgotovlenie-pechatnoy-platy-s-pomoschyu-plenochnogo-fotorezista.html

Изготовление фоторезист

    Окунаю плату в раствор секунд на 10, затем обычной губкой смываю лишний фоторезист с заготовки.

   Обычно одного раза недостаточно, смывается не все и остается пленка фоторезиста, бывает что ее не сразу разглядишь. Поэтому я повторяю процедуру с окунанием и смывом 2-3 раза. Все — плата готова к травлению.

6. Травление плат. Я пробовал травить разными средствами.

   Классическое хлорное железо. Метод действенный, бюджетный, но грязный. Из плюсов — раствор долго храниться.

   Персульфат амония. Работать понравилось, раствор прозрачный, все видно. Из минусов: раствор плохо храниться, требует подогрева, большой расход персульфата (замешивать нужно 1 часть порошка по объему к 3-4 частям воды).

   Перекись водорода с лимонной кислотой. Разводится так: 100 мл 3% перекеси + 30 г лимонной кислоты + 5 г соли. В сети пишут, что этого хватает чтобы вытравить 1 кв.дм. меди толщиной 35 мк. Травить понравилось.

Раствор прозрачный. Из минусов: периодически нужно сгонять пузыри (пишут, что можно доложить кислоты — мне не помогло), раствор не храниться.

Последний раз травил, что-то уж больно долго вышло, возможно, попал советский кусок текстолита 70 мк.

Ближе к концу травления

   Для себя буду выбирать между персульфатом и перекисью с кислотой, что выйдет дешевле. Пока что прикупил 1 кг лимонки за 185 рублей. Еще есть немного медного купороса, но по отзывам с ним травится очень медленно. Если кто имел положительный опыт с медным купоросом — прошу сообщить.

   7. Снятие фоторезиста. Я обычно бросаю платы в тот же самый проявочный раствор кальцинированной соды (можно сделать и покрепче), жду минут 10-15 — фоторезист весь отходит. Еще можно ацетоном фоторезист снять.

   8. Лужение плат сплавом РОЗЕ. Здесь тоже есть несколько нюансов. Кладу на плиту старый негодный напильник, чтобы кастрюля стояла под наклоном. Таким образом сплав будет все время собираться у одного края кастрюли, чтобы нам не мешал во время работы. Это особенно актуально при лужении двусторонних плат.

   Затем ставлю нержавеющую кастрюлю. Алюминиевую раствор будет понемногу съедать, но разово можно использовать и её. Для лужения нам снова понадобиться лимонная кислота, буквально пару щепоток. Немного сплава РОЗЕ, он расходуется мало при правильном лужении.

Деревянная лопатка для удерживания платы на дне. И силиконовая лопатка для удаления излишек сплава с поверхности меди.

Вместо последней можно использовать кусок хлопчатобумажной ткани, намотанный на подходящий предмет — лично мне этот вариант в работе понравился больше силиконовой лопатки.

   Ну и теперь главный секрет качественного лужения. Как показала практика, сплав РОЗЕ попадается разного качества, температура плавления тоже разная. Мне попадал такой, который в обычной воде прекрасно лудил. А попадал и такой который в кипящей воде вообще плавиться не особо хотел. Отсюда трудности и разный результат у разных людей.

Вообщем, в зависимости от качества сплава я добавляю глицерин, купленный в аптеке — температура кипения растет и сплав плавится. Кто-то вообще лудит в чистом глицерине. Кто-то добавляет сахар для повышения плотности и температуры кипения, мне он что-то не сильно помог. Раствор я использую два-три раза, храню отдельно от сплава в герметичной таре.

Сейчас у меня отвратного качества сплав, где-то 1 к 1 с водой глицерина добавляю.

    9. Обработка контура плат. Остается вырезать наши платки и они готовы к пайке. Я делаю это в тисках ножовкой по металлу и напильником.

   Фотошаблоны

Осталось нам поговорить о фотошаблонах. Как я и говорил, фоторезист я использую негативный. Это значит, что и фотошаблон должен быть негативный, т.е. печатаются не дорожки, а те места где их нет. С позитивным все наоборот. Фотошаблон будет прижиматься отпечатанной стороной к плате, т.е. макет нужно еще отзеркалить перед печатью.

   В идеале фотошаблон должен получиться абсолютно не прозрачным на просвет (в тех местах где ляжет тонер или чернила). Фотошаблоны напечатанные на струйном принтере, как правило, просвечивают. Мы будем говорить о печати на лазерном принтере.

   Однако, не все зависит от качественного принтера. Нужна специальная пленка.
Сначала я делал фотошаблоны на японской пленке KIMOTO. Отличная пленка, но недешевая. Достать трудно. Зато результат практически идеальный. После печати еще делают так называемое чернение специальными средствами. Средства эти недешевы, порядка 800 руб. за баллончик.

Также вместо этого используют очиститель карбюратора или инжектора — говорят результат очень схож. Я использую бюджетный метод. Сравнить с вышеописанными не могу. Вообщем, беру немного ацетона, наливаю его немного на дно банки. К крышке скотчем креплю шаблон закрываю банку этой крышкой. Ставлю на водяную баню в горячую воду из под крана на 2-3 минуты.

Тонер заметно чернеет в парах ацетона.

   Черненый в парах ацетона фотошаблон и не черненый. Пленка KIMOTO. На заднем фоне лист бумаги А4, позади него настольная лампа

   Самая популярная и доступная это пленка Lomond для печати на лазерном принтере.

   Однако, на тех же принтерах результат печати был совсем иным. На фотошаблоне виднеются островки просветов. Причем чернение в парах ацетона не дает ощутимого результата. Возможно, с другими чернителями будет достигнут более существенный результат. Кто имел с ними опыт — прошу сообщить.

   Есть совсем мегабюджетный вариант изготовления фотошаблона. Печатаем на простой бумаге А4 80 г/м.кв. Затем капаем растительного масла на плату и кладем фотошаблон, он пропитывается и между платой и шаблоном не должно быть пузырей — все это заполнит масло. Время экспонирования увеличится раз в 7-8.

   Да — перемажетесь маслом, но иногда, когда очень нужно, данный метод имеет право на жизнь. Я его пробовал. Плата была довольно большой, дорожки и просветы широкие. Качество получилось вполне себе хорошее. Но как этот метод поведет себя на мелких дорожках и просветах — сказать не могу.

Источник: http://radioshemka.ru/advanced-stuff/166-izgotovlenie-fotorezist

Страничка эмбеддера » Как я делаю платы с помощью фоторезиста

Много копий было сломано об технологию изготовления печатных плат “на коленке”. Дебаты на форумах, горы  испорченного текстолита. И вот, я наконец выработал для себя технологию, которая меня удовлетворяет на все 100%. Этой технологией я и хочу поделиться.

Читайте также:  Схема цифрового индикатора

Сразу хочу ответить на вопрос ЛУТ (Лазерно-Утюжная-Технология) или фоторезист? Ответ очень простой – если нужно сделать 1-2 платы, то ЛУТ, если электроника – ваше большое хобби, то однозначно, фоторезист. Вот несколько фактов о фоторезисте:

  • При кажущейся большой стоимости (20$ / баллон) баллона хватит на огромное количество плат.
  • Срок годности хоть и указан – год, реально после этого срока годности лишь капельку падает фото-чувствительность, что легко компенсируется большим временем засветки.
  • ЛУТом можно сделать дорожки толщиной 0.2мм при этом они будут порваны, придется запаивать порванные места проводками. Края дорожек будут неровными, что увеличит вероятность отслоения при пайке. С фоторезистом всех этих проблем нет. Точность просто поражает и в “наколенных” условиях ограниченна не фоторезистом, а качеством фотошаблона (принтером).
  • С резистом вы забудете, что такое рихтовка платы после переноса рисунка, отпавший тонер, итп.
  • Наконец можно оставить любимый мамин утюг в покое.
  • Двуслойные платы станут получаться легко и непринужденно.

Убедил? Поехали дальше.

Сначала я рисую плату. Это можно делать в любой (вашей любимой) программе.

В качестве носителя фотошаблона я использую кальку. Во-первых, она совершенно прозрачна для ультрафиолета, во-вторых, она прозрачна для видимого света, из-за чего очень удобно совмещать слои в двусторонних платах.

Калька — штука очень тонкая. И поэтому принтер любит ее зажевывать. Чтобы этого не происходило, я использую обычную бумагу как подложку для кальки. Загибаем краешек обычной офисной бумаги А4 и мажем в месте сгиба клеящим карандашом, в этот сгиб вставляем кальку, вуаля. Такая система превосходно проходит через мой лазерный принтер ( Cannon LBP2900 ).

Кальку продают в канцелярских магазинах. Свою кальку я покупал на “Петровке” в Киеве. Изначально она была в очень длинном рулоне, для удобства рулон был разрезан так, чтобы получился рулон шириной как лист А4. Кальку резать ножницами неудобно. Свою я разрываю при помощи линейки — получается удобно и быстро.

Печатаем рисунок нашей платы. Не забываем, что верхнюю сторону нужно отзеркалить, а нижняя должна остаться неотзеркаленной. Если плата двусторонняя, то перед каждой распечаткой нужно прогревать печку принтера, для этого пропускаем распечатку пробелов из notepad’а.

Когда бумага проходит через печку, она немного сжимается. Если не прогревать печку перед распечаткой, стороны платы получатся немного разные и не получится их совместить (у меня разница между распечатками через прогретую и непрогретую печку около 1мм на лист А4).

Естественно, этого моно не делать если принтер струйный или плата односторонняя

Если посмотреть на получившиеся распечатки на просвет, то будут заметны дырочки в тонере. Это очень плохо – потом эти дырочки будут и на плате. Чтобы избавиться от этих дырочек, я плавлю тонер на фотошаблоне термофеном.

Делать это нужно очень аккуратно. Процесс примерно такой:

  • Ставим фен на максимум, прогреваем при этом не дуем на шаблон
  • Смотрим на шаблон на просвет, запоминаем примерный контраст
  • Кладем шаблон на что-то, желательно негорючее, тонером кверху
  • S – образными движениями по всей поверхности прогреваем шаблон, пока тонер не станет блестеть.
  • Ждем, пока тонер остынет, смотрим на просвет.
  • Если фотошаблон не стал достаточно контрастным, повторяем прогрев

Если в результате калька начала желтеть, фотошаблон можно выбрасывать – горелая калька ультрафиолет не пропускает.

Подготавливаем текстолит. Отрезаем кусочек с запасом по 5мм с каждой стороны (ну, чем больше запас, тем лучше). Наждачим текстолит под водой самой мелкой шкуркой которая у вас есть (я использую 240).

Для отрезания я использую ножницы по металлу, это намного удобнее, чем пилить ножовкой.

Теперь еще одно небольшое ноу-хау. Одна из самых сложных задач в “фоторезистивной” технологии – равномерно нанести резист на плату. Это легко организовать с помощью ПАВов (поверхностно-активных веществ).

Ищем моющее средство после которого вода будет а держаться на меди равномерной пленкой, а не скатываться как с обезжиренной меди. Когда мы брызнем фоторезистом, он будет распределяться равномерной пленкой, как бензин на воде.

Для себя такое моющее средство я нашел и это, cif.

После того, как обработали плату моющим средством, сушим ее тремофеном. Естественно, лучше не касаться руками. Как показывает практика, мелкие пылинки, которые попадают на текстолит, не оказывают существенного влияния на качество готовой платы (в разумных количествах и размерах, конечно).

Берем плату, баллон резиста и газетку и идем куда-нибудь на лестничную площадку, и распыляем. Распыляем так — плата должна лежать горизонтально. Чем горизонтальнее, тем лучше. С расстояния 20-30см зигзагообразными движениями пшикаем на плату. Через десяток секунд (время между распылением и фотографированием) получается такое:

Хоть не очень видно, но слой покрывает всю плату, без дырочек, сильных скоплений, итд.

(я задел газетку пока бежал к фотоаппарату, поэтому плата немного сместилась) Лак еще очень жидкий и растечется еще равномерней, если набрызгать больше чем нужно, лак сам стечет на газетку.

Дальше берем эту заготовку и кладем в печку для резиста, закрываем и ждем 10мин — пока лак высохнет. После высыхания получается идеальное покрытие. Включаем печку и ждем 20 минут. Конструкцию своей печки я описывал ранее.

Когда печка просушит резист, плату нужно обязательно охладить. Как оказывается, температуры в 100 градусов вполне хватает, чтобы расплавить тонер и смазать рисунок на фотошаблоне. Охладить плату проще всего, прислоняя плату к массивному металлическому или керамическому предмету (к плитке на полу, к примеру).

Дальше накладываем фотошаблон. Чтобы шаблон держался на заготовке, я брызгаю на плату средством Transparent 21. Шаблон смачивается и прилипает. Шаблон нужно накладывать тонером к плате. Вместо Transparent, подозреваю, можно использовать масло, или даже воду, хотя я этого не пробовал делать.

Кладем шаблон засвечиваться. Для засветки я сделал вот такую конструкцию:

Конструкция состоит из пары фанерок, деревяшек, и лампочки черного света на 26Вт под обычный патрон. Лампочка называется DeLux EBT-01. Ходят слухи, что с такой-же эффективностью можно засвечивать фоторезист обычными люминесцентными “энергосберегайками”

Время засветки оказалось совсем не критичным. Если шаблон хороший, то светить можно хоть целый день. Минимальное время засветки у меня получилось около 20минут.

Пока плата засвечивается, готовим проявитель. Я делаю его из средства для прочистки канализационных труб “крот”.

Проявитель готовится очень просто. Берем 400мл воды и 30мл “крота”. Для удобства я даже сделал такую вот мерную бутылочку. Воду наливаю по метке, 400мл, а потом добавляю 6 штук 5мл шприцов “крота”.

После засветки, моем нашу платку с мылом или просто протираем туалетной бумагой. Это для того, чтобы удалить остатки transparent’а или масла. После этого бросаем в проявитель и болтаем емкость с проявителем. Через пару минут плата проявится.

Если резист был нанесен неравномерно, на плате будут подтеки из-за которых плату придется проявлять намного дольше, но это не страшно.

Я еще ни разу не “перепроявил” плату, тоесть не доводил ее до такого состояния, когда начинают слезать дорожки от проявителя.

После проявления платы, травим ее в растворе хлорного железа. Для того, чтобы плата травилась быстрее, ее нужно положить так, чтобы она лежала засчет сил поверхностного натяжения прямо на растворе хлорного железа.

Если плата двусторонняя, вторую сторону нужно защитить. Проще всего этого сделать с помощью малярного (можно и обычного) скотча.

После того, как одна сторона готова, нужно просверлить несколько отверстий для совмещения со второй стороной. Отверстия должны быть как можно ровнее. В идеале, нужно использовать сверлильный станок. Чем дальше отверстия друг от друга, тем лучше будет совмещение. Для хорошего совмещения вполне хватит 4х отверстий.

Теперь повторяем операции с очисткой, нанесением резиста и сушкой со второй стороной платы. Брызгаем транспарентом (маслом) и совмещаем шаблон второго слоя платы смотря на просвет. Засвечиваем, проявляем, травим. При травлении нужно скотчем защитить предыдущую сторону.

Переходы между слоями я делаю впаивая проводки.

Дорожки 0.3 получаются стабильно в любом месте платы, без дополнительно рихтовки. Дорожки поменьше получаются уже нестабильно, поэтому я предпочитаю их не использовать.

Примеры плат (картинки кликабельны):

 

Добавлено 19 октября 2009

Я попробовал для приклеивания фотошаблона к плате вместо Transparent 21 использовать смазку WD-40. Все получается на отлично и, кажется, даже лучше чем с транспарентом! Используйте!

Источник: http://bsvi.ru/kak-ya-delayu-platy-s-pomoshhyu-fotorezista/

Блог паяльщика

Не открою Америку своей статьей, потому как в сети довольно много материала по этой теме, но всё же опишу свою методику и свой способ изготовления печатных плат с помощью пленочного фоторезиста. Этот способ производства печатных плат в домашних условиях можно назвать ускоренным, т.к. от печати шаблона и до окончания процесса травления проходит менее 2-х часов.

В то же время такая ускоренная технология никак не отражается на качестве полученной печатной платы. Ну, а если качество ПП такое же, как при обычной, используемой многими технологии (пресс на несколько часов или даже сутки) зачем ждать столько времени? Что же такого особенного в данной технологии, спросите вы.

Узнаете, если хватит сил прочитать статью и посмотреть мой видеоурок.

Подготовка шаблона печатной платы

Как и в видеоуроке начну рассказ о создании печатной платы с самого начала, т.е. с печати шаблона. Для печати шаблона я использую плёнку для струйного принтера, также существуют пленки для лазерного принтера и вы можете использовать как одну так  и другую с одинаковым хорошим результатом, исходя из того какой принтер у вас имеется.

Итак, при печати шаблона в программе, которой у вас находится чертеж печатной платы делаем две копии нашей ПП. Не скажу насчет лазерного принтера, но в струйном качество «одинарного» шаблона оставляет желать лучшего по причине прозрачности чернил,  и чтобы получить наглухо закрашенный черный цвет нужно делать «двойной шаблон».

Теперь смотрим описание своего фоторезиста, где указан его тип: позитив или негатив. Если позитив – печатаем обычный рисунок, где дорожки закрашены, а участки платы, с которым в процессе травления должна сойти медь остаются пустыми и не закрашенными.

Если же у вас негативный фоторезист (как у меня) рисунок нужно печатать с инверсией цвета.

В программе Sprint Layout, которую использую я это делается одним кликом мышки, нужно просто поставить флажок «негативно». Дело  в том, что при использовании негативного фоторезиста, при проявке остаются засвеченные участки платы, а при использовании позитивного наоборот – всё что засветилось смывается, а всё что не было засвечено УФ лучами остается.

Напечатали шаблон, подождали когда чернила подсохнут, если у вас лазерный принтер, конечно же ничего ждать не нужно и можно сразу переходить к следующему процессу.

Это вырезание шаблона и накладывание одного рисунка на другой. Шаблон вырезаем не строго по размеру рисунка, а оставляем небольшой запас 0,5 – 1 см, можно и больше, чтобы в дальнейшем этот шаблон можно было прикрепить к куску текстолита.

Вырезали, и аккуратно накладываем один  рисунок на другой, так, чтобы все участки первого и второго рисунка как можно точнее сошлись. Чем точнее будет наложен рисунок, тем лучшего качества плату мы получим.

  Скрепляются рисунки обычным прозрачным скотчем.

Следующий этап – это наклейка фоторезиста на текстолит.

Отрезаем кусочек фоторезиста по размеру немножко превышающем размер нашей платы. На фоторезисте с обеих сторон находятся защитные пленки отличающиеся по виду одна от другой.

Одна пленка матовая, её нужно отклеивать перед нанесением фоторезиста на текстолит, а другая глянцевая – ее мы оторвем после засветки под УФ лампой перед тем, как поместить в «проявитель». Чтобы не мучиться с отрыванием защитной пленки от фоторезиста, наклеиваю на уголки кусочки скотча.

Он надежно приклеивается к пленки и когда вы потянете за скотч, плёнка безо всяких проблем снимется с фоторезиста. Перед наклейкой фоторезиста на текстолит, плату нужно хорошенько очистить. Если у вас текстолит новый и хранился в сухом помещении, то будет достаточно просто его обезжирить, например протерев спиртом.

Если же фольга имеет видимые повреждения, потемнения, царапины, лучше сначала про прошеркать мелкой наждачкой, периодически смачивая её водой, или делать это прямо под струей воды, и уже после этого протереть плату спиртиком.

Едем дальше. Отрываем защитную пленку от фоторезиста и опять же в ХОЛОДНОЙ воде наклеиваем фоторезист на плату.

Нужно делать именно в холодной воде, потому что чем вышел температура, тем сильнее фоторезист приклеивается, и если вы с первого раза не попали, будет очень сложно позиционировать, и корректировать пленку на плате, т.к. она может у вас сразу приклеиться.

А в холодной воде можно спокойно туда-сюда перемещать фоторезист по плате не боясь того, что он приклеится. Теперь, когда мы слегка прилепили фоторезист, нужно его прикатать, чтобы удалить пузырьки воды, которые неизбежно останутся между пленкой и фольгой.

Я это делаю вот таким старым резиновым фотоваликом, вы же можете использовать любые подручные средства, подходящие для этой работы, хоть собственные пальцы. Теперь аккуратно отрезаем лишние кусочки фоторезиста, аккуратно, потому что хоть мы и прикатали пленку к плате, всё равно держится она на честном слове и пли малейшем усилии может сместиться.

Далее следует окончательно приклеить фоторезист к текстолиту применив для этого какой-нибудь нагревательный прибор. Можно использовать утюг, проглаживая нашу плату через листок бумаги, но нужно быть внимательными и не перегреть пленку. Перегретый участок пленки сразу видно – он становится бледнее и как бы «плывет».

При определенной сноровке получается достичь прекрасных результатом. Было время тоже использовал для этой цели утюг, но позже прикупил простейший ламинатор и теперь о проблемах перегрева или недогрева можно забыть. Заворачиваю плату в листок бумаги, жду пока прогреется ламинатор и три раза пропускаю плату через ламинатор.

В итоге у меня надежно приклеенный фоторезист без всяких следов перегрева.

Следующий этап – это проявка печатной платы.

Вот тут и кроется весь секрет. Когда у меня появился фоторезист, как и любой человек незнакомый с этим делом, полез в интернет в поисках информации о том, как же правильно его использовать.

Несколько раз встречал упоминание, что нужно или после нанесения фоторезиста на плату, или после засветки ультрафиолетом, поместить плату под пресс в тёмное холодное место на довольно длительное время, которое варьируется от нескольких часов до…внимание…суток! Ребят, да вы прикалываетесь чтоли, какие сутки. Ну и решил поэкспериментировать, в следствие чего пришел вот к чему.

Накладываем наш шаблон на плату с наклеенным фоторезистом, опять же нужно быть внимательнее и правильно наложить шаблон, нужной стороной, в противном случае вы получите замечательную плату, но… в зеркальном отражении (сам пару раз наступал на эти грабли ).

Прихватываем шаблон к плате всё тем же скотчем, я использую малярный скотч, потому что в отличие от обычного, прозрачного, малярный гораздо проще отклеить от поверхности, и в то же время его клейких свойств вполне хватает для надежного удерживания каких-то небольших деталей, не подверженных существенной нагрузке.

После чего нашу плату с шаблоном нужно поместить под источник ультрафиолетового излучения. Много чем я пытался светить на плату, очень быстро получается, когда используется естественный источник ультрафиолета, т.е. солнце.

Буквально 2-3 минуты и у нас готов замечательный шаблон с отличным качеством засветки. Некоторые экстремалы используют внутреннюю часто лампы ДРЛ, т.е.

разбивают внешнюю колбу белого цвета, которая имеет защитное напыление (оно защищает окружающие предметы от жесткого ультрафиолета), и светят чистым, жестким УФ. Занятие это довольно опасное, т.к.

такие УФ лучи в считанные секунды могут оставить вас без зрения, и для такого способа нужно изготавливать специальный светонепроницаемый ящик, в который помещать лампу и плату с шаблоном. Главный плюс такого метода заключается в его быстроте. Достаточно включить лампу на несколько секунд и плату можно вынимать из ящика.

Засветка печатной платы ультрафиолетовой лампой.

Я пошел другим, безопасным способом и купил черную УФ лампу – энергосберегайку на 26w, которая не способна навредить глазам, если конечно не пялиться на неё пристально в течение длительного времени.

Оптимальное время засветки, если не прижимать дополнительно плату стеклом составляет 13 минут, если же прижать стеклом, оно поглощает некоторое количество ультрафиолета и время нужно увеличить до 15 минут.

Это время было подобрано опытным путем, и проверено на практике много раз, но напомню, что это касается лампы мощностью 26ватт, для других ламп нужно подбирать другое время и исходить из того, что чем выше мощность лампы, тем меньше времени потребуется.

По прошествии 15 минут, отключаем лампу, отлепляем шаблон от текстолита, наклеиваем на защитную плёнку фоторезиста полоски скотча

т.к. в скором времени эту плёнку нужно будет удалить, и ….помещаем нашу плату в морозилку или холодильник. 3-5 минут замораживания в морозильной камере будет достаточно.

Для чего нужно охлаждать платы? А вы попробуйте отклеить защитную плёнку сразу, с только что засвеченной платы, во-первых усилие для отклеивания нужно будет приложить немалое, а во-вторых уверен на 99%, что вместе с пленкой у вас отклеится и слой фоторезиста, причем так некрасиво отклеится, что нужно будет его полностью сдирать, зачищать плату и заново повторять процесс засветки. А вот когда плата холодная, эта плёнка снимается за милую душу. Достаточно легонько потянуть за скотч и всё само снимется.

Теперь нам нужно проявить полученный рисунок. Для этого плату со снятой защитной пленкой кладем в раствор кальцинированной соды. Если не можете купить готовую кальцинированную соду, её можно легко приготовить из обычной пищевой соды. Для этого насыпаем пищевую соду в ненужную посудину и хорошенько прожариваем, лучше это делать на открытом воздухе по причине вонючести данного процесса.

Наливаем немного тёплой воды, температура должна быть такой, чтобы  рука терпела, в эту воду бросаем немножко кальцинированной соды, щепотки вполне хватит, и когда она растворится помещаем в этот раствор нашу плату.

Сразу увидим, как начнут проявляться дорожки, для ускорения проявки можно помешивать раствор и кисточкой либо каким-то другим мягким материалом смахивать ненужный фоторезист с платы. Скорость проявки зависит от температуры раствора и концентрации кальцинированной соды в воде.

По окончании проявки визуально не должно быть ни какого следа от фоторезста в местах на плате, которые нам нужно удалить (вытравить).

Если что-то еще осталось, рекомендую дополнительно на некоторое время поместить плату в раствор до полного растворения фоторезиста, так как хлорном железе он не растворится и у вас получатся корявые дорожки с медными пяточками.

И после того, как плата проявится её нужно промыть от остатков фоторезиста самого раствора в проточной воде. Вы поймете на ощупь когда будет достаточно ополаскивать плату. Там где остался фоторезист плата будет как бы мыльной, а где чистая медь – пальцы не будут скользить по плате. Не стоит слишком усердно промывать плату водой и тем более под сильным напором воды, можно попросту смыть дорожки.

И самый противный на мой взгляд процесс – травление печатной платы в растворе хлорного железа.

Сейчас многие для этого используют персульфат аммония, но я как-то всё по старинке работаю с хлорным железом. Обычно оно продается в пластиковых баночках виде порошка, и на баночке написано как его разводить. Сам раствор можно использовать много  раз, т.е. после того как сделали одну плату, жидкость переливается в старую ёмкость для повторного использования.

Но с каждой платой процесс травления будет занимать всё больше времени. Обязательно заведите для травления специальное пластиковое корытце, которое будет использоваться только для травления печатных плат. Хлорное железо высокотоксичным веществом и при работе с ним нужно соблюдать соответствующие меры безопасности.

Скорость травления зависит как от свежести  раствора, так и от концентрации и от температуры раствора. Чем выше температура и концентрация, тем быстрее идет процесс травления. Также очень сильно ускоряет процесс помешивание ванночки с раствором, а ещё лучше, если вы сделаете так называемый аквариум, в котором будет подача воздуха, как в обычных, рыбных аквариумах.

Пузырьки воздуха будут постоянно перемешивать раствор и удалять налет с платы, что очень сильно сказывается на времени травления.

От теории перейдем к практике. Бросаем наши платы в раствор и ждём, временами помешивая.

Когда делал платы лазерно-утюжным способом иногда возникала проблема смытия тонера в местах, где тонер с шаблона плохо лег на медь и поэтому нужно было периодически вынимать плату из раствора и осматривать на предмет целостности дорожек.

При использовании пленочного фоторезиста таких явлений не наблюдал, плёнка надежно держится на плате даже на протяжении длительного времени. Самое долгое – это дождаться, когда медь начнет растворяться, а потом уже процесс идет быстрее.

И когда наконец-то мы дождались полного вытравления меди достаем нашу плату и очень тщательно промываем в проточной воде. Промыть нужно очень хорошо, я это делаю сначала просто под краном, а после намыливаю либо каким-то моющим средством. Если на плате останется часть хлорного железа, со временем оно может «съесть» вашу плату.

И в принципе плата готова, осталось удалить затвердевший фоторезист. С этим отлично справляется каустическая сода, также можно использовать жидкость для прочистки труб, но не каждую. Если же у вас нет этих химикатов, можно взять наждачку средней зернистости и в горячей воде соскоблить остатки фоторезиста.

Как видно на фото эта плата получилось с браком, видимо я  плохо обезжирил плату либо же слишком усердно промывал её, и на небольшом участке фоторезист отклеился от текстолита, что привело к плачевным результатам. В процессе травления часть дорожки исчезла.

Лудить или не лудить дело ваше, я всегда покрываю свои платы слоем припоя. И красивее получается, да и дополнительная защита от окиси не помешает.

На этом свой урок заканчиваю, надеюсь он был вам полезен. Не претендую на 100% правильность этого метода, просто написал из личного опыта способ, проверенный много раз, и который никогда не подводил.

Можете посмотреть видеоурок, там правда плата другая. Когда снимал видео не было возможности сфотографировать в деталях весь процесс, поэтому в видео рассказываю и показываю одни плату, а в статье вы видите фото другой платы.

Источник: http://theradioblog.ru/sdelaisam/izgotovlenie-pechyatnoi-platy/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector