0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пленочный фоторезист

Содержание

Пленочный фоторезист. Изготовление печатных плат в домашних условиях.

В этой статье я расскажу, как можно изготовить печатные платы в домашних условиях с минимальным дискомфортом для домашних и минимальными затратами. Лазерно-утюжная технология рассматриваться не будет в виду сложности достижения требуемого качества. Я ничего не имею против ЛУТ, но она меня более не устраивает по качеству и повторяемости результата. Для сравнения на фото ниже приведен результат, полученный при применении ЛУТ (слева) и с помощью плёночного фоторезиста (справа). Толщина дорожек 0,5 мм.

При применении ЛУТ край дорожки получается рваным, а на поверхности могут быть раковины. Это обусловлено пористой структурой тонера, вследствие чего травящий раствор все же проникает к закрытым тонером зонам. Меня это не устраивает, поэтому перешел на фоторезистивную технологию.

В этой статье по возможности будут применяться инструменты, посуда и реактивы, которые можно найти дома или купить в магазине бытовой химии.

Фоторезистивная технология изготовления печатных плат

Наиболее популярные способы — это использование аэрозольного фоторезиста POSITIV 20. Этот способ схож с нанесением аэрозольных красок. Требует аккуратности для обеспечения равномерного слоя и сушки.

И применение пленочного фоторезиста. Наноситься путем наклеивания специальной пленки подобно тому, как наклеиваются декоративные пленки. Сухой пленочный фоторезист обеспечивает постоянную толщину фоточувствительного слоя, прост в применении. К тому же он индикаторный, т.е. засвеченные участки хорошо видны.

Что такое плёночный фоторезист?

Пожалуйста, не путайте с аэрозольным фоторезистом. Пленочный фоторезист состоит из трех слоев пленки. В середине фоточувствительная пленка, покрыта с двух сторон защитными пленками. Со стороны, которая приклеивается к текстолиту — мягкая, с другой — жесткая. Пленочный фоторезист обладает рядом преимуществ перед аэрозольным. Во-первых, он не воняет при нанесении, не требует сушки. Очень удобен при работе с небольшим количеством плат. В отличии от аэрозольного фоторезиста, где толщину слоя тяжело угадать, толщина пленочного фоторезиста одинакова всегда. Это упрощает подбор времени засветки. Пленочный фоторезист индикаторный. Т.е. визуально видны засвеченные участки.

Выбор текстолита

Подготовка и очистка текстолита

Химическую очистку медного покрытия перед наклейкой фоторезиста будем проводить с применением бытовой химии. Очищаем поверхность текстолита средством для борьбы с накипью «Cillit«. В его состав входит ортофосфорная кислота, именно она убирает все загрязнения. Поэтому, пальцы в эту жидкость не суем. Если нет подходящей посудины, можно положить текстолит на дно ванной и просто полить этой жидкостью. Через 2 минуты (передерживать не стоит) хорошенько промываем проточной водой. На поверхности не должно быть пятен. В противном случае следует повторить операцию. Остатки воды удаляем бумажной салфеткой. Стараемся не доводить салфетку до состояния, когда из нее полезет бумажная ворса. Именно из-за ворсы я не применяю тканевых салфеток. Если на поверхности меди останутся даже мельчайшие ниточки, пленка фоторезиста в этом месте ляжет с пузырьком. Сушим текстолит утюгом через бумагу. Поверхность текстолита пальцами не трогать!

В некоторых источникам можно найти рекомендацию обезжиривать поверхность спиртом. Лично у меня при очистке спиртом результат был значительно хуже. Фоторезист не везде приклеивался нормально. После «Cillit» результат всегда на много лучше.

Наклейка Фоторезиста

Защитную пленку отделяем не всю, а небольшой участок: 10-20 мм с одного края. Приклеиваем на текстолит, приглаживая мягкой тканью. Далее, потихоньку продолжаем отделять защитную пленку и приглаживаем фоторезист к текстолиту. При этом следим, чтобы не было пузырей, и не трогаем пальцами еще не оклеенный текстолит! Затем обрезаем выступающий за края заготовки фоторезист ножницами. После этого можно слегка прогреть заготовку утюгом. Но не обязательно. Если Вы трогали заготовку пальцами или на ней был ворс от ткани или попал другой мусор — это будет видно под пленкой. Это отрицательно скажется на качестве. Помните, качество полученного результата во многом зависит от тщательности этой операции. Подготовленный таким образом текстолит лучше всего хранить в темном месте. Хотя электрический свет очень слабо влияет на пленку, я предпочитаю не рисковать.

Подготовка фотошаблона

Шаблон на пленке для струйного принтера более плотный, лазерный принтер в этом плане похуже — видны просветы на затемненных участках. При засветке нужно будет обратить внимание на то, какого типа фотошаблон будет применяться и сделать поправку времени засветки. Пленку для лазерного принтера найти не проблема, цена более чем доступна. Для струйного принтера приходится поискать, да и стоит она примерно в 5 раз дороже. Но при мелкосерийном производстве, применение фотошаблона распечатанного на струйном принтере полностью себя оправдывает. Фотошаблон должен быть негативным, т.е. те места, где должна остаться медь, должны быть прозрачными. Фотошаблон надо распечатать в зеркальном отображении. Это делается для того, чтобы приложив, его к текстолиту с фоторезистом, краска на пленке фотошаблона прилегала к фоторезисту. Это обеспечит более четкий рисунок.

Проецирование

Кладем нашу заготовку, сверху фотошаблон и прижимаем оргстеклом (крышкой от коробки CD-диска). Можно, конечно использовать и обычное стекло. Со школьного курса помним, что обычное стекло плохо пропускает ультрафиолетовые лучи, поэтому придется дольше засвечивать. Под обычным стеклом мне пришлось увеличить выдержку в 2 раза. Расстояние от лампы до заготовки можно подобрать экспериментально. В данном случае — примерно 7-10 см. Разумеется, если плата большая, придется применять батарею из ламп или увеличить расстояние от лампы до заготовки и увеличить время засветки. Время засветки для фоторезиста — 60…90 секунд. При использовании фотошаблона, распечатанного на лазерном принтере выдержку стоит сократить до 60 секунд. Иначе, из-за невысокой плотности тонера на фотошаблоне, могут засветиться закрытые участки. Что приведет к сложностям при проявлении фоторезиста.

Прогрев после проецирования

Очень важная операция — это погрев заготовки после экспонирования. Утюг ставим на «2» и прогреваем через лист бумаги 5-10 сек. После чего рисунок становиться контрастнее. После прогрева даем заготовке остыть хотя бы до 30 градусов, после чего можно приступать к проявлению фоторезиста.

Проявление фоторезиста

Но отказался от них, поскольку приходиться работать в перчатках (раствор опасен и разъедает кожу). Процесс протекает очень быстро. К тому же, совсем неприемлемо держать такой раствор в доме, где есть жена и маленькие дети, которые могут найти эту опасную жидкость.

Поэтому, берем простую пищевую соду. Пищевая сода не только безопасный химикат, который легко купить в продуктовом магазине, но и работать с ней гораздо приятнее. Она не так быстро растворяет пленку фоторезиста, поэтому сложно передержать фоторезист в растворе. Вымывание незасвеченных участков фоторезиста проходит более деликатно и не так стремительно. Дело в том, что удаление пленки фоторезиста с готовой платы выполняется в том же растворе, поэтому если передержать, то фоторезист начнет отставать от текстолита.

Раствор готовим по следующему рецепту: насыпаем в бутылку пищевой соды, сколько не жалко, заливаем горячей водой, растворяем путем применения к бутылке возвратно поступательных движений, т.е. колотим. Внимание! Если вы будете использовать едкий натрий( NaOH) его концентрация не должна быть столь суровой. Достаточно чайной ложки на литр.

Далее наливаем раствор в кюветку или мелкую посудину. Отделяем с пленки фоторезиста верхнюю защитную пленку (она более жесткая, чем первая, ее можно отделить руками), погружаем заготовку в раствор. Через 3 минуты вынимаем, и под струей теплой воды протираем мягкой губкой для мытья посуды. Затем снова в раствор на 2-3 минуты. И так пока фоторезист полностью не смоется с незасвеченных участков. Затем хорошо промываем заготовку в проточной воде.

Травление

Посуда: Идеальная посуда для травления — это специальная емкость с подогревом и системой циркуляции раствора. Такое устройство можно изготовить самому. Подогрев можно сделать от проточной горячей воды или электрический. Для организации циркуляции раствора можно применить аквариумные технологии. Но эта тема выходит за пределы этой статьи. Нам же придется использовать бытовые средства. Поэтому, берем подходящую емкость. В моем случае — это капроновая прозрачная посудина с плотно закрывающейся крышкой. Хотя крышка и не обязательна, она упрощает процесс травления, да и раствор можно хранить прямо в посуде для травления.

Процесс: Из опыта знаем, что процесс травления проходит быстрее, если раствор подогревать и перемешивать. В нашем случае, нашу емкость ставим в ванну под струю горячей воды и периодически потряхиваем ее для перемешивания раствора. Персульфат натрия раствор прозрачный, поэтому визуально контролировать процесс не представляется никакой сложности. Если раствор не перемешивать, то травление может быть не равномерным. Если раствор не подогревать, процесс травления будет протекать долго.

По завершению промываем плату в проточной воде. После травления плату сверлим, обрезаем по размеру.

Отмывка фоторезиста, подготовка к лужению

Отмывать фоторезист лучше после сверления. Пленка фоторезиста будет защищать медь от случайных повреждений при механической обработке. Погружаем плату в раствор той же пищевой соды, но для ускорения процесса подогреваем. Фоторезист отстает минут через 10-20. Если применять едкий натрий( NaOH) все произойдет за несколько минут даже в холодном растворе. После чего плату тщательно промываем проточной водой, и протираем спиртом. Протирать спиртом обязательно, так как на поверхности меди остается невидимый слой, который будет мешать лужению платы.

Лужение

Материалы

  1. Фоторезистивная пленка
  2. Фольгенированный текстолит
  3. Средство «Cillit»
  4. Бумажные салфетки
  5. Сода пищевая
  6. Спирт
  7. Хлорное железо или персульфат аммония или персульфат натрия
  8. Флюс
  9. Припой

Инструменты

  1. Ножницы
  2. Острый нож
  3. Плоский напильник или наждачная бумага
  4. Дремель или сверлильный станок, которые в состоянии держать сверла от 0,8 мм., сверла
  5. Посуда для проявления фоторезиста
  6. Посуда для травления
  7. Маленький кусок мягкой ткани
  8. Утюг и чистый лист бумаги
  9. Ультрафиолетовая лампа
  10. Настольный светильник
  11. Коробка CD диска или кусок оргстекла
  12. Струйный или лазерный принтер и пленка для него
  13. Паяльник
  14. Медная оплетка (можно купить, можно снять с коаксиального кабеля)
  15. Мочалка поролоновая.

Успехов!

Спасибо за статью. Когда начинаешь с нуля — очень полезно. Решил также поделиться своим опытом.

Пробовал ПФ-ВЩ и Альфа 340. может партия такая попалась.

ПФ-ВЩ — был подсвечен, капризен к времени засветки, проблемы с прилипанием, отслаивается шмотками, края задубленных (экспонированных) участков (по толщине) не вертикальны в связи с чем визуально фоторезист не заметен, а остается легкий слой по краю дорожки, мешающий травлению. Минимум дорожки, которую удалось достигнуть после «танцев с бубном» (более 50 попыток) — 0,25 мм. После травления фоторезист легко снимется под горячей водой.

Альфа 340 — засветка от 1 до 11 минут — разницы нет. Края дорожек после проявления ровные, прилипает идеально, потом не отдерешь. Просто первый тест на экспонирование — толщина 0,1 мм без специальных мер с первого раза. Вот снять проблема, лежит ужо минут 20 в той же соде. как был, так и остался намертво на дорожках.

Снятие едким натром не произвожу принципиально, после него медь чернеет и синеет. шкурить приходится по-любому достаточно глубоко.

Да, подготовка меди зеленой губкой и стиральным порошком под проточной водой, сушка феном, прикатка обоих фоторезистов ламинатором 90-100 град. Травление — сода кальцинированная, раствор 1% дозировка электронными весами. Засветка через оргстекло 4 мм и фотошаблон черной сберегайкой MADIX 30W BLB (MD BLB-30W E27) на расстоянии 15 см, шаблон печатан на лазернике LJ1200, пленка AVERY, далее обработан Density Toner.

Изготовление печатных плат с помощью фоторезиста

В интернете есть множество статей по методам изготовления печатных плат. На сегодня популярным методом изготовления печатных плат в домашних условиях является ЛУТ (с помощью лазерного принтера и утюга). Однако сегодня хотелось бы поделиться методикой изготовления печатных плат ещё одним методом — с помощью фоторезиста. На эту тему написано уже много, но есть желание поделиться своим опытом.

Что нам нужно:

  • Фоторезист пленочный негативный (например в AliExpress)
  • ПК и рисовалка печатных плат (как вариант SL5-SL6)
  • Прозрачная пленка для струйного или лазерного принтера (например такая)
  • Принтер (для соответствующей пленки — у кого какой)
  • Фольгированный стеклотекстолит
  • Бумага (обыкновенная) и стирательная резинка
  • Острый предмет (иголка, скальпель и т.п.)
  • Ультрафиолетовая лампа
  • Кальцинированная сода (пищевая не подойдет)
  • Ровные руки

Итак, пленочный негативный фоторезист являет собой полимерный светочувствительный материал, покрытый с обеих сторон тонкой защитной пленкой (такой бутерброд на рис. 1). Воздействие света на него либо разрушает полимер (позитивный фоторезист), или, наоборот, вызывает его полимеризацию и понижает его растворимость в специальном растворителе (негативный фоторезист). При последующей обработке происходит травление в «окнах», образованных засвеченными (позитивный фоторезист) или не засвеченными (негативный фоторезист) участками полимера.

Например, имеется готовая разводка некого девайса (пусть в SL6):

Для изготовления печатной платы необходимо сначала изготовить фотошаблон для фоторезиста. Для этого:

  1. лезем в меню «Файл»->»Печать»
  2. отключаем печать ненужных слоев
  3. масштаб 1:1
  4. и ставим галку «Негатив» (если забыли поставить и пустили в печать на принтер — придется перепечатывать).
  5. на прозрачную пленку нужно выбросить побольше краски. Поэтому, лезем в настройки принтера и выставляем:
    1. качество печати: очень высокое
    2. тип печати: черно-белый
    3. если есть другие настройки — смотрим сами

Еще раз проверяем п. 2-4 и посылаем шаблон на печать (см. рисунки ниже).

После – проверяем наш шаблон на прозрачность – рисунок должен быть четким и не просвечиваться (если сквозь него все видно – плохо дело – можно пустить его еще раз на печать или напечатать новый (изменив настройки печать принтера))

А пока наш шаблон подсыхает (не оставляйте на нем свои отпечатки), подготовим основу для нанесения фоторезиста — фольгу текстолита. Для этого, медное покрытие текстолита надо зачистить и обезжирить: берем нужного размера текстолит и протираем медный слой стирательной резинкой, дабы удалить грязь с меди. Всё, трогать пальцами эту часть текстолита НЕЛЬЗЯ! Чтобы на фольге не осталось частиц резинки и снова не замазать ее жирными руками, медь стоит чуть полирнуть до блеска бумагой (но НЕ НАЖДАЧНОЙ!).

Далее берем наш фоторезист (тот, который рулончик). Отрезаем нужный кусок и прячем рулон куда подальше от света (иначе – со временем может засветиться и целый рулон пропадет). Нужно НЕМНОГО подцепить матовую защитною пленку (она находиться с внутренней стороны рулона см. рис.) с помощью иголки, например.

Не трогайте пальцами той части фоторезиста, с которой сдираем пленку, иначе он не прилипнет к меди.
Теперь легким движением руки прикладываем фоторезист к плате, прижимаем и постепенно снимаем матовую пленку (фото). Аккуратно разглаживаем все это дело (фоторезист должен прилипнуть весь и чтоб без пузырьков и т. п., после разглаживания плату можно положить между страницами книги и крепко прижать)

Пока мы лепили фоторезист к меди, наш фотошаблон успел высохнуть (надеюсь). Теперь прикладываем его к плате с фоторезистом (стороной, где напечатано, к фоторезисту – если печатали не зеркальный шаблон). Выравниваем шаблон по краям платы и кладем на него стекло (шаблон должен быть плотно прижат к плате, иначе может засветиться то, что не должно засвечиваться)
Теперь ставим ультрафиолетовую лампу на уровне 10-15 см над платой и засвечиваем наш фоторезист приблизительно на 7 минут.

Снимаем фотошаблон и сдираем прозрачную пленку с платы (фоторезиста). Эту операцию нужно проводить аккуратно, чтобы не содрать и сам фоторезист с платы.

Теперь нужно проявить наш фоторезист. Для этого замачиваем нашу плату в растворе кальцинированной соды на 30 секунд. Легкими движениями зубной щетки по поверхности платы смываем остатки не засвеченного фоторезиста (при этом окунаем плату в раствор соды). Когда будет четко видна медь, промываем плату обычной водой и пусть просыхает.

Какие могут возникнуть проблемы?

Если остается фоторезист, там, где его быть не должно, значит:

  • Либо пересветили ультрафиолетом,
  • Либо сделали плохой фотошаблон и через него ультрафиолет засвечивал все
  • Фотошаблон плохо был прижат к фоторезисту (в этом случае дорожки могу быть шире нужного)

Если при проявке фоторезиста сдираются сами дорожки, то:

  • Фоторезист плохо пристал к меди -> медь плохо подготовлена (жирная, грязная и т. п. или фоторезист битый (у меня такого не было, но всякое может быть))
  • Нужно ЛЕГЧЕ тереть зубной щеткой
  • Передержали плату в воде (растворе) – фоторезист ведь к меди не на суперклей клеился.
Читать еще:  Интернет-магазин катан «Swordmaster»

Ну и если фоторезист при проявке смывается полностью – значит недосветили УФ лампой

А далее все как по сценарию: хлорное железо…вытравливаем…смываем остатки железа…фоторезист можно снять ножом, а можно и растворителем (что есть гораздо легче), а можно оставить как защитное покрытие дорожек (если можно так выразиться).

С первого раза может выйти кривовато, но с практикой – приходит мастерство. Удачи!

Пленочный фоторезист

Изготовление печатной платы с помощью пленочного фоторезиста.

Автор: Sailanser
Опубликовано 15.09.2006

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, тут уж у кого как, я например, использую струйный принтер Canon Pixma 1000.
В настройках принтера ставим галочки как на рисунке:

Нажимаем кнопку «Задать» и в открывшимся окошке сдвигаем ползунок интенсивности до упора вправо.

В результате этих действий мы говорим принтеру, что бы он лил побольше краски 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

достаем лист и ставим в принтер.
Помним, что у пленки для струйного принтера только одна сторона рабочая. Она МАТОВАЯ, определить ее очень просто к ней липнут пальцы.
Печатаем наш фотошаблон.

После того как напечатали, откладываем, куда-то в сторону минут на 10, чтобы дать ему просохнуть

Пока сохнет наш фотошаблон 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.

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.

Пока мы занимались подготовкой стеклотекстолита и нанесением на него пленочного фоторезиста, наш фотошаблон, который мы приготовили ранее, напечатали на пленке и оставили сушить, подсох. Так что берем ножницы и вырезаем его.

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.
Вопросы, как обычно, складываем тут.

Изготовление печатной платы с помощью плёночного фоторезиста на конкретном примере

Сейчас в продаже имеется плёночный фоторезист, он довольно дёшев, но многие его не используют по той причине, что просто не знакомы с технологией. А она очень проста и позволяет получать печатные платы практически заводского качества.

Сам фоторезист представляет собой тонкую плёнку полимера, которая находится между двумя слоями защитной плёнки.

Работать с фоторезистом можно при освещении обычной лампой накаливания, но следует избегать попадания солнечного света.

Я расскажу как сделать печатную плату на конкретном примере. Мне потребовалось изготовить плату для управления RGB-лентой. Сам рисунок платы я нарисовал в векторном графическом редакторе. Следует заметить, что для работы с фоторезистом следует печатать рисунок в негативе, то есть то, что будет чёрным смоется при проявке. Значит надо напечатать так, чтобы токопроводящие дорожки оставались прозрачными. Через прозрачный участок ультрафиолет воздействует на фоторезист и он полимеризуется, создавая на поверхности фольги надёжный защитный слой.

Для своей платы я вырезал небольшой кусочек стеклотекстолита и отрезал от рулона фоторезиста такой прямоугольник, чтобы он был несколько больше заготовки платы.

Затем надо удалить с фоторезиста один защитный слой и наложить фоторезист на предварительно обезжиренную фольгу.

При небольших размерах платы выдавить воздух из-под плёнки можно просто прогладив поверхность пальцем, при больших площадях удобнее пользоваться резиновым валиком. Под плёнкой не должно остаться никаких воздушных пузырей.

Следующим этапом надо прогладить плату утюгом через два слоя бумаги в течении тридцати секунд, после этой операции плёнка приклеится к фольге.

сли есть в наличии ламинатор для документов, то плёнку можно накатать при его помощи, получится даже быстрее и лучше.

Фотошаблон печатается на прозрачной плёнке. Печатать можно как на струйном, так и на лазерном принтере.
Я использую полиэстеровую плёнку фирмы «Lomond».

Отпечатанный фотошаблон вырезается по контуру.

На самой плате излишки фоторезиста надо обрезать по размеру заготовки.

Фотошаблон накладывается на плату ОТПЕЧАТАННОЙ стороной на фоторезист и прижимается стеклом.
Для более качественного прижима я использую струбцины.

Над всей этой конструкцией на расстоянии 120 миллиметров устанавливается УФ-лампа. При таком расстоянии время экспозиции составляет одну минуту.

После засветки можно увидеть, что фоторезист потемнел в местах воздействия ультрафиолета. После всех этих операций можно снять с фоторезиста наружный защитный слой.

Для удаления незасвеченного фоторезиста применяется раствор кальцинированной соды Na2CO3, в ста граммах воды надо растворить полграмма соды.

Обычно я наливаю раствор в одноразовую тарелку, кладу в него плату, и мягкой кистью удаляю фоторезист с незасвеченных участков. Делать это надо аккуратно — мокрый слой фоторезиста можно легко повредить.

Через пару минут плату можно промыть и взглянуть на полученный результат.

После просушки я приклеиваю скотчем к обратной стороне платы полоску из тонкого пластика, держась за неё можно будет опустить плату в раствор для травления.

Теперь плату можно протравить. Опускаю её в подготовленную для этого ёмкость…

…и наливаю раствор хлорного железа.

Держась за приклеенную полоску плату можно вынуть и проследить за ходом процесса.

Через пятнадцать-двадцать минут всё готово!

Осталось только промыть плату проточной водой и удалить фоторезист. Производители рекомендуют удалять его при помощи раствора едкого натра — NaOH, но я посоветовал бы не связываться с такими опасными веществами без крайней необходимости. Фоторезист отлично удаляется ацетоном.

Надо просто налить на плату немного ацетона и подождать секунд тридцать.

Фоторезист начинает съёживаться и отслаиваться от фольги.

Записки программиста

Мой первый опыт изготовления печатных плат при помощи пленочного фоторезиста

Напомню, что ранее в этом блоге рассказывалось об изготовлении печатных плат при помощи ЛУТ. Это хороший метод, но со своими ограничениями. Например, если немного передержать утюг, тонер потечет и близко расположенные дорожки склеятся. То есть, если вы решили использовать SMD-чипы, метод становится практически непригодным. Кто-то успешно решает эту проблему, покупая в дополнение к и без того не дешевому и занимающему место лазерному принтеру еще и ламинатор. Но я решил попробовать другой метод. Метод заключается в использовании пленочного фоторезиста.

Примечание: По аналогии с тем, как лазерно-утюжную технологию часто сокращают до «ЛУТ», метод, основанный на использовании пленочного фоторезиста, часто сокращают до «фоторезист» или «ФР».

Список покупок

Для изготовления печатных плат при помощи пленочного фоторезиста нам понадобятся:

  • Внезапно, пленочный фоторезист. От качества фоторезиста зависит буквально все. Я использовал фоторезист Ordyl Alpha 350 и настоятельно советую использовать именно его. Есть еще Ordyl Alpha 300, который, судя по отзывам, тоже хорош. В чем различие между 300 и 350 для меня, увы, остается загадкой.
  • Прозрачная пленка для принтера. Для лазерного или для струйного, в зависимости от того, какой у вас принтер. Я использовал пленку в формате A4 для лазерной печати Lomond 0703415.
  • Ультрафиолетовая лампочка. По идее, сгодится любая, лишь бы подходила к патрону вашей настольной лампы. Лучше взять энергосберегательную, чтобы служила дольше. Используемая мной УФ энергосберегательная лампочка называется Camelion LH26-FS.
  • Кальцинированная сода. Ее нужно совсем немного, 100 г хватит вам очень надолго.
  • Чистая тряпочка, хорошо впитывающая воду, чистая губка и средство для мытья посуды. Есть в любом доме, а также продаются в любом хозяйственном магазине.
  • Опционально — кусок оргстекла. Вместо него подойдет любое другое достаточно чистое стекло без царапин. Например, стекло от книжной полки. Я использовал оргстекло размером 30 x 40 см и толщиной 2 мм.
  • Флюс, хлорное железо, ацетон или его аналог, стеклянная или пластиковая посуда, и так далее. Все, что касается травления платы и последующих шагов, ничем не отличается от ЛУТ.

Имея все перечисленное на руках, можно приступать к делу!

Описание процесса

Первая плата, которую мы сделаем при помощи ФР, будет особенной. С ее помощью мы не только опробуем весь процесс от начала до конца, но и определим требуемое время экспонирования фоторезиста под УФ лампой.

Открываем EAGLE, или в чем вы проектируете платы, и в столбик вводим цифры от 0001 до 0020. Толщина линий у цифр должна получится примерно такой, какой толщины вы обычно делаете дорожки, ну или чуть тоньше. Затем распечатываем получившуюся плату в негативе. В EAGLE для этого идем в File → CAM Processor, в Device выбираем PS_INVERTED, в File указываем путь до .ps файла, в который хотим сохранить результат, выбираем нужные слои и жмем Process Job. Затем получившийся .ps файл просматриваем, например, при помощи Evince, и распечатываем на прозрачной пленке, например, через lpr.

Читать еще:  Самодельные электронные часы, элементная база — часть 1, измерение времени

Fun fact! Бывает и позитивный фоторезист. Но, насколько мне известно, он обычно жидкий и используется только на заводах. Пленочный фоторезист всегда негативный и требует печати платы в негативе.

Для достижения лучшего результата в последующих шагах пленку следует класть тонером вниз. На какой стороне пленки находится тонер определить легко, так как пленка на свету блестит, а тонер нет. Вам может потребоваться напечатать .ps файл в зеркальном отражении. Если вы печатаете через lpr, это делается передачей опции -o mirror . Или просто поставьте соответствующую галочку в EAGLE при генерации .ps файла. Однако первое время можно обо всем этом и не беспокоиться, так как пленка достаточно тонкая.

При печати в негативе используется довольно много тонера. Нужно дать ему какое-то время, чтобы подсохнуть. Затем обрезаем негатив до удобного размера при помощи ножниц.

Результат будет выглядеть как-то так:

Берем стеклотекстолит, желательно без особого окисла на нем. У меня как раз нашелся ненужный кусок подходящего размера, который я в свое время не очень ровно обрезал. Стеклотекстолит стандартного размера 5 x 10 см также подойдет.

Затем берем чистую губку и моем стеклотекстолит в теплой воде при помощи средства для мытья посуды. Я использовал Fairy, но должно подойти любое средство. Задача — смыть всю грязь и весь жир от рук. Использовать ацетон для этого нельзя! Тереть жесткой стороной губки можно, но не сильно. Когда все смыли, вытираем стеклотекстолит о чистую тряпочку:

Само собой разумеется, с этого момента чистую медь пальцами не трогаем.

На глаз отрезаем пленочного фоторезиста столько, чтобы им можно было закрыть всю медь. Остальной рулон побыстрее прячем обратно в упаковку и кладем в темное место, чтобы не засветить. Фоторезист с двух сторон покрыт пленкой. Если присмотреться, на внешней стороне рулона используется глянцевая пленка, а на внутренней слегка матовая. Подцепляем матовую пленку ногтями, пинцетом или, лучше всего, кусочком изоленты (глянцевую вам все равно на этом этапе вряд ли удастся подцепить) и приклеиваем фоторезист к меди, как показано на следующем фото:

Если вы решили использовать фоторезист, отличный от Ordyl Alpha, он может иметь другой цвет.

Отклеиваем где-то полсантиметра пленки, тщательно придавливаем и разглаживаем фоторезист, отклеиваем следующие пол сантиметра, и так до тех пор, пока не заклеим фоторезистом всю медь. Очень важно как следует приклеить фоторезист, без пузырьков воздуха, заломов, и так далее. От этого напрямую зависит качество будущей платы. Если вы никуда не спешите, после этого шага плату можно положить на пару часов под пресс. Результат станет от этого как минимум не хуже. Впрочем, можно и без пресса.

Дополнение: Существует альтернативный, так называемый «мокрый» метод. С фоторезиста снимается сразу вся матовая пленка, и его нанесение на стеклотекстолит осуществляется в воде. Затем будущая плата немного подсушивается, оборачивается в бумагу и пару раз пропускается через ламинатор при температуре 120 градусов. В качестве недорого ламинатора можно посоветовать модель FGK-120. Субъективно этот метод быстрее, приятнее и надежнее, однако он дополнительно требует ламинатора.

Далее кладем негатив на фоторезист. Напомню, в идеале следует класть его тонером вниз. Так будет меньше искажений при переносе рисунка. Сверху кладем кусок оргстекла (или стекло от книжной полки, или что вы решили использовать). Если не уверены в чистоте стекла, стоит предварительно с двух сторон протереть его влажной чистой тряпкой или салфеткой для очистки мониторов. По углам стекла кладем что-нибудь тяжелое. Я использовал блины от гантелей, но вы можете использовать книги или что-то еще. Закрываем все цифры на негативе чем-нибудь совершенно не прозрачным. Я использовал еще один кусок стеклотекстолита, но с тем же успехом подойдет блокнот или кусок фанеры. Надо всем этим хозяйством ставим лампу со вкрученной в нее УФ лампочкой.

Важно! Смотреть на ультрафиолет не полезно для глаз. Не советую делать это слишком долго, а в идеале рекомендую использовать соответствующие защитные очки.

В итоге получится такая конструкция:

Засекаем время. Сдвигаем стеклотекстолит, открыв тем самым цифру 20. Ждем ровно одну минуту. Снова сдвигаем стеклотекстолит. Теперь открыты цифры 20 и 19. И так далее открываем по одной цифре в минуту. В итоге каждая цифра будет экспонирована соответствующее ей количество минут. После экспонирования цифры 1 в течение одной минуты выключаем лампу.

По тому, какие цифры лучше всего перенесутся, мы выясним оптимальное время экспонирования. Время экспонирования зависит от используемых фоторезиста и УФ лампочки, высоты настольной лампы, и ряда других факторов, поэтому у всех оно разное. Само собой разумеется, при изготовлении будущих плат негатив ничем закрывать уже не придется. Нужно будет просто включать лампу на определенное количество минут.

Теперь подцепляем и отклеиваем вторую пленку фоторезиста. Подцепить ее будет проще, если ножницами обрезать фоторезист точно до размеров стеклотекстолита:

Заметьте, что на фоторезисте уже видны цифры. Это характерное свойство фоторезиста Ordyl Alpha. Очень удобно — можно сразу сказать, получилось или нет. Если вы используете другой фоторезист, на этом этапе он может быть все так же одного цвета.

Берем стеклянную или пластиковую посуду. Желательно чистую, а не ту, в которой вы травите медь хлорным железом. Наливаем теплой воды из под крана, разбавляем в ней одну чайную ложку кальцинированной соды. В получившийся раствор кладем заготовку, даем ей там полежать около минуты. Затем берем стеклотекстолит за торцы и аккуратно полощем в растворе до тех пор, пока не смоем все лишнее. Затем промываем заготовку под (слабенькой!) струей воды из под крана.

Как видите, у меня оптимальное время экспонирования оказалось равным примерно 15 минутам. При изготовлении плат с очень тонкими дорожками лучше перестраховаться и экспонировать в течение 20 минут.

Затем травим плату в хлорном железе, как обычно (UPD: или лучше при помощи перекиси водорода с лимонной кислотой). Для снятия фоторезиста используем ацетон. Получаем следующее:

Стоит отметить, что с ростом времени экспонирования фоторезист становится все труднее отмыть.

Остальные шаги, такие, как лужение и сверление отверстий, ничем не отличаются от уже рассмотренного ранее ЛУТ. Теперь, когда мы выяснили оптимальное время экспонирования, можно сделать и настоящую плату. Так, плату для электронных игральных костей я как раз делал при помощи пленочного фоторезиста.

Заключение

Рассмотрим плюсы метода. Главный плюс заключается в том, что можно спокойно использовать всякие TQFP44 (например, ATmega32U4) и не бояться, что все дорожки слипнутся из-за передержанного утюга. Можно использовать любой принтер, хоть лазерный, хоть струйный. Наконец, один негатив можно использовать неограниченное количество раз.

Основной же минус заключается в ограниченном сроке годности фоторезиста. Интернет-магазин доставил мне рулон, срок годности которого истекает через четыре месяца. Быть может, он будет превосходно справляться со своей задачей и по истечении этого срока, этого я пока не знаю. Ко всему этому стоит добавить, что для использования фоторезиста медь на стеклотекстолите не должна быть сильно окислена.

В целом, если вы хотите использовать какой-то один метод изготовления печатных плат в домашних условиях, я бы рекомендовал пленочный фоторезист. Это более универсальный метод, и субъективно он более приятен, чем ЛУТ. Учтите однако, что ФР несколько сложнее, и с первого раза может не получаться.

А какой метод предпочитаете вы — ЛУТ или ФР?

Дополнение: Как оказалось, просроченный фоторезист тоже работает, но требует вдвое большего времени экспонирования. Иначе он будет полностью смываться при помещении в раствор кальцинированной соды.

Делаем гибкую печатную плату

Материал по мотивам методики создания магнитопланарных излучателей для наушников и колонок. Подход имеет широкий спектр применения, не только для создания электроакустических систем. Например, для гибких шлейфов взамен порванных, антенн и прочего, на что хватит воображения и терпения. Один из вариантов использования фоторезистивного метода вместо популярного ЛУТ.

Введение

Все началось с поиска если не идеального, то хорошего звука. В моей предыдущей статье я сделал ссылку на эту разработку и пообещал выпустить эту статью. Сразу хочу поблагодарить сообщество энтузиастов, создающих магнитопланарные излучатели, вдохновивших меня на создание очередного велосипеда. А также запоздалая благодарность к предыдущей статье, вновь за вдохновение, сообществу, занимающемуся созданием ленточных драйверов. Но, однако, вернусь к теме.

Необходимость в тонкой гибкой печатной плате (PCB), коей и является, по сути, магнитопланарная катушка, может возникнуть много где и много у кого. В случае большой серии изделий самым разумным шагом является заказ у крупного производителя, но на более ранних стадиях работы весьма разумно выглядит создание этой платы самостоятельно.

Однако, данное занятие требует весьма значительных вложений сил, денег и времени, так что насчет оптимальности ещё есть о чем поговорить. Мой подход совместим для работы с весьма и весьма тонкими пленками и слоем металла, к тому же имеет весьма большую точность. Правда эта точность по факту ограничивается огромной кучей факторов, с которыми, тем не менее, можно бороться. Теоретически неустранимое ограничение — разрешение фоторезиста, обычные листы которого имеют показатель что-то порядка 50 мкм. Конечно, в гаражных условиях это недостижимая утопия, для показателя хотя бы в 100 мкм нужны условия, приближающиеся к т.н. чистой комнате. По итогу обычно можно получать платы с шириной дорожек порядка 0.3-0.2 мм в условиях достаточно подготовленного места, относительно чистого (никаких котов!) и при наличии всех инструментов.

А в данной методике используется большой набор инструментов. Понадобится.

ЧПУ станок с лазером 405 нм. Я использовал 450 нм, это неверно, но тоже работает (об этом позже). Обязательно использование защитных очков! Мощность — 50 мВт. Важно наличие качественной оптики.

Пленочный фоторезист. Аэрозольный не подходит. Не наткнитесь на просрочку, фоторезист хранится относительно недолго.

Раствор для травления. В случае алюминия — медный купорос достаточной степени очистки, это важно, тот что продается в дачных магазинах, как правило, с большой примесью железного купороса, его можно отличить по более зеленому цвету, он травит сильно хуже. В случае меди всё, что и обычно.

Гидроксид натрия. Щелочь для смывания фоторезиста. Лучше брать чистый, а не в смеси а.к.а. крот. Едкая субстанция, работайте в перчатках.

Ровная, чистая, термостойкая поверхность для работы.

Техпроцесс

Фоторезист

Для начала нужно составить топологию и создать программу для ЧПУ. Это весьма важный этап и не стоит его недооценивать. Дело все в том, как лазер индуцирует фоторезист.

Пятно лазера может иметь совершенно разную форму и интенсивность, далекую от идеальной. Здесь важно учитывать особенности вашего лазера. Например, мой китайский лазер имеет отвратительную оптику с огромным пятном фокуса и кривым распределением пучка, так что пришлось импровизировать. Чтобы частично исправить недостаток этой оптики, я сделал следующее — взял лист фольги, сделал в нем аккуратную маленькую дырочку и поставил после выхода лазера. Таким образом удалось получить очень маленькое пятно лазера с относительно равномерным световым потоком. Мой лазер также не подходил по длине волны (450 нм) и мощности (1 Вт), но это я исправил, частично перекрыв поток лазера и снизив мощность на самый минимум.

Чтобы получить максимальное качество засвета, необходимо минимизировать тепловую активацию фоторезиста и паразитный засвет. Тепловая активация фоторезиста снижается путем кратного уменьшения мощности и добавления пары дополнительных проходов.

Паразитную засветку я уменьшил так. Вместо нанесения фоторезиста непосредственно на печатную плату, я взял нужный кусок фоторезиста, под него подложил материал, поглощающий световое излучение (лист бумаги с тремя слоями тонера на нем) и, придавив сверху стеклом, отправил под лазер. Темный материал удаляет большую часть энергии, не позволяя отраженному свету засветить то, что не нужно. Чем лучше этот поглощающий материал, тем точнее и тоньше получается дорожка. Мой вариант с листом бумаги и тонером не идеален, под лазером углерод начинает сам излучать свет, хоть и не в том диапазоне, в котором активируется фоторезист, но частично все-таки пересвечивает. Что же касательно длины волны, как вообще 450 нм могут засветить фоторезист? На самом деле в моем случае активация происходила тепловой, а не световой энергией. Здесь свои особенности и так лучше не делать, а брать лазер точно под фоторезист. Иначе снижается качество границы дорожки и сложнее сделать тонкие промежутки между ними.

И так, на выходе получаем простой лист засвеченного фоторезиста. Строго говоря, он так может храниться в подходящих условиях до истечения срока годности, что оказалось довольно удобно — заготовить засвеченный фоторезист, а потом по мере необходимости использовать.

Подготовка основы

В моем случае использовался алюминий по причине лучшей доступности и простоты и скорости травления. Я брал обычную пленку для запекания, она выдерживает нагрев до 200 градусов, что при последующей пайке играло мне на руку. Кроме того, она достаточно тонкая и неплохо подходила под мои задачи. В вашем случае это может быть что угодно, хоть кусок скотча, хотя пайку он переживает плохо. Можно использовать фольгированные материалы, но иногда это ввиду каких-то требований невозможно или нецелесообразно, и иногда можно делать металлизацию самостоятельно.

В моем случае наносился слой фольги на пленку. Я нашел весьма хороший вариант для себя — УФ клей для модулей смартфонов. Также может подойти клей марки БФ-6.

Удобство УФ клея в том, что он не затвердеет раньше времени и идеально подошел по механическим характеристикам, легко смывается ацетоном. Какой бы вы клей не выбрали, склеиваем по инструкции, делая как можно меньший равномерный слой между диэлектриком и металлом.

Нанесение фоторезиста

Важный и ответственный этап. Он заключается в правильной склейке готового фоторезиста на подготовленную основу. На самом деле это такой же важный этап и для традиционного способа, который подразумевает предварительное нанесение фоторезиста на основу. Крайне важно не допустить мелких пузырей. Это сложно, так что достаем утюг. Он выполняет сразу две задачи — надежную склейку фоторезиста с металлом и, при должной сноровке, поможет выгнать пузыри из слоя между металлом и фоторезистом в слой между фоторезистом и внешней защитной пленкой, где этот пузырек безвреден. Важно не перегревать фоторезист, он может активироваться там, где не надо. Действуем аккуратно и короткими подходами для остывания, разглаживая фоторезист, из центра на края. Лучше всего это делать через слой бумаги, так как фоторезист обязательно проступит из-за краев защитной пленки и начнет клеиться ко всему, что достанет.

Промывание

На самом деле тут всё делается по инструкции к фоторезисту. Просто мешаем щелочь в нужных пропорциях, и ждем растворения не активированного фоторезиста. Это происходит быстро и важно не прозевать. Иначе вообще весь фоторезист отойдет от металла. Если все-таки немного упустили момент и пара дорожек начала отходить, не страшно, не всё потеряно.

Берём фен (можно обычный бытовой) и тщательно просушиваем фоторезист. Просушили, теперь снова тщательно пройдитесь утюгом через ту же бумагу. Здесь уже можно прижимать утюг более тщательно. Это обеспечит хорошее прилипание даже отошедшего фоторезиста. На крайний случай можно заделать пропуски маркером. Обязательно проконтролируйте качество смывания не активированного фоторезиста. После просушки можно повторить смывание.

Травление

Травление производится в соответствии с металлом, нанесенным на подложку. В моем случае травился алюминий с помощью раствора медного купороса. Происходит реакция восстановления меди из раствора с замещением его в сульфате алюминием. Так как алюминий очень хороший восстановитель, травится он очень быстро с выделением большого количества медного порошка, который я рекомендую счищать мягкой щеткой с мелкой щетиной. Температура раствора максимальная, в которой сможете комфортно держать пальцы, порядка 40 градусов. Концентрация раствора медного купороса подбирается по правилу: чем больше, тем лучше, лишь бы полностью растворился. Я размешивал в пропорциях 15 грамм купороса на 150 грамм воды, но можно разводить в пропорциях до 30 грамм на 100 грамм воды, чтобы при остывании раствор не становился перенасыщенным.

На гибкой подложке медь я не травил, однако, имею опыт работы с обычным фольгированным стеклотекстолитом и думаю советы здесь будут излишни, так как весь интернет полон рецептами растворов и методиками и все они вполне рабочие, я лично пользовался раствором лимонной кислоты, перекиси водорода и поваренной соли.

На этом этапе важно выдержать время, чтобы не слишком истончить дорожки. Если передержать, то раствор въестся под фоторезист. Я определял готовность визуально, на пленке у меня осталось небольшое количество частичек алюминия. Научился определять это на глаз. Кроме того, скорость зависит от раствора, время травления вам придется подбирать самостоятельно исходя из качества медного купороса, температуры и толщины материала. Ничего страшного в этих частицах нет — они прекрасно смываются с ацетоном вместе с клеем. Особо стойкие перемычки между дорожками я удалял механически ваткой, или же щеткой с тонкими щетинками. При таких размерах полезно иметь увеличительное стекло, иначе можно просто пропустить перемычку или ещё как-то мусор.

Читать еще:  Уличный очаг, варианты, уличный очаг своими руками из стиральной машины, полезные советы

Собственно, после промывки растворителем получается готовая гибкая печатная плата. При желании можно паять (но очень аккуратно и быстро, чтобы не расплавить подложку). Как вариант, не лучший, но всё же можно использовать сплав Розе. Или паять обычным припоем, но очень быстро и точечно.

Послесловие

Почему же я не использовал здесь ЛУТ. Главным образом из-за того, что этот метод очень плохо работает с алюминием. Кроме того, добиться высокой точности с ним тяжелее.

Я получил ширину промежутка между дорожками в среднем порядка 0.27 мм, что для домашних условий весьма неплохо. Особенно если учесть перспективы с более конкретным подходом: с точным замером времени на травление, использованием хороших материалов и подходящего оборудования. В общем, фоторезист подходит для гибких материалов так же хорошо, как и для стеклотекстолита.

Пленочный фоторезист


Использование пленочного фоторезиста марки ПФ-ВЩ-50 при изготовлении печатных плат в домашних условиях

В последнее время на бесчисленных страницах радиолюбительских сайтов можно найти немало описаний использования сухих пленочных фоторезистов в технологии изготовления печатных плат. Следует сказать, что все эти публикации довольно понятливы и сначала до конца подробно описывают весь технологический процесс переноса рисунка печатных проводников на поверхность платы. Однако, несмотря на это, отзывы, которые появляются после использования данной технологии оставляют желать лучшего. Следует учесть, что в публикациях может быть описана одна марка фоторезиста, а в распоряжении радиолюбителя оказаться абсолютно другая марка фоторезиста, в результате чего его неумелые действия приводят к неудовлетворительным результатам, а отсутствие необходимого приспособления — ламинатора вообще делает применение технологии фоторезиста невозможным.
На самом деле, имеющееся в продаже для радиолюбительских целей фоторезисты, не чем кардинально между собой не отличаются и грамотное ознакомление с характеристиками фоторезиста во многих случаях дает положительный результат. Наличие ламинатора, это лишь элемент удобства и на качество изготовления он вообще никакого влияние не оказывает.
В городе Екатеринбурге приличных магазинов по продаже электронных компонентов не так уж и много. Я знаю всего два — это ПромЭлектроника и Трест-МК. Из фоторезистов там можно найти только аэрозольные. Например, совсем недавно, там видел Positiv Resist — светочувствительный лак для производства печатных плат. При умелом использовании дает хорошие результаты, но крайне неудобен для использования в домашних условиях, очень плохо пахнет и долго выветривается. Работы с ним можно проводить только вдали от места проживания. Пленочный фоторезист у нас в городе купить пока проблематично. Поэтому радиолюбителям нашего города приходится заказывать их из Москвы или Петербурга и той марки, которая имеется в наличии, а уже потом вникать и разбираться с тем, что ты купил. Не могу не упомянуть и про лазерно-утюжную технологию, которая не требует дефицитных элементов, кроме лазерного принтера, и дает не плохие результаты. Но тонкие печатные проводники (менее 0,5 мм ) с помощью ее получить довольно сложно, а во вторых нужно всегда иметь дома восковую бумагу, я использовал подложку от клеящих пленок, которая со временем высыхает и теряет свои свойства. Пленочный фоторезист может хранится довольно долго и в нужный момент готов к применению (об этом поподробней чуть ниже).
Но я теперь обо всем по порядку. Попался мне в руки фоторезист ПФ-ВЩ-50. Данный фоторезист можно приобрести в сети магазинов Чип и Дип Москвы и Петербурга. Срок годности этого фоторезиста указанный на упаковке 6 месяцев. Уверяю вас, что срок годности влияет только на свойства клеящего слоя и некоем образом не сказывается на параметры светочувствительности. Поэтому при умелом хранении фоторезиста — в упаковке и в темном месте, он будет служить долгие годы, хотя липнуть к плате будет с годами все хуже и хуже, но это и не нужно.

Фоторезист ПФ-ВЩ-50 — (П) пленочный (Ф) фоторезист (В) водно- (Щ) щелочного проявления с толщиной светочувствительного слоя 50 мкм. Фоторезист негативный. В зависимости от производителя может иметь обозначение ПНФ-ВЩ-50. буква Н — обозначение негативности.
Светочувствительный слой защищен лавсановой, та что сверху рулона и матовой, та что снизу рулона пленками. Матовая пленка защищает клеящую основу фоторезистора. Лавсановая пленка более тонкая нежели матовая и соответственно более прозрачна для УФ излучения.
Независимо от того, какой тип фоторезиста попал к вам в руки, прежде чем начинать работы с ним, необходимо определить параметры светочувствительности, а именно время экспонирования УФ источником, расстояние от платы до источника и др. Эта работа нудная, но безусловно нужная, поскольку дает реальные представления об технологии, которая будет в будущем вами использована. Определение параметров светочувствительности проводится один раз, в результате чего вы получаете все необходимые данные для изготовления качественного рисунка печатных проводников.

И так, прежде всего необходимо изготовить фотошаблон. Для этого на прозрачной пленке, для струйной или лазерной печати печатаем цифры 1,2 ,3 . 10. Размер выбираем такой, чтобы буквы были не слишком мелкие и не очень тонкие. Короче, по вашему желанию. Высота в 1 см будет идеальна.

Чем темнее будет напечатан фотошаблон тем лучше, хотя все пропуски УФ излучения через темные участки компенсируется подбором времени экспонирования. Печать на струйном принтере дает более темные участки нежели на лазерном. Пленка Lomond, которую можно приобрести в магазинах города Екатеринбурга имеет две стороны, одна предназначена для печати на струйном принтере — она матовая, другая на лазерном принтере — она глянцевая. Такую пленку можно купить в магазинах торгующих компьютерной техникой. Я, например, эту приобрел в Техносиле. На конце листа такой пленки имеется полоска бумаги, на которой указано какая сторона для какой печати служит, думаю разберетесь.

На имеющемся у вас принтере печатаем фотошаблон. Если вы не знаете негативный или позитивный у вас фоторезист, то цифры 1,2,3 . 10 с компьютера печатайте в любом виде. Если после проявки вы получите рисунок на плате в негативе, то фоторезист у вас соответственно негативный — темные цифры на светлом фоне, превратятся в светлые цифры на темном фоне. Если после проявки рисунок будет такой же как и на фотошаблоне, то фоторезист у вас позитивный.

Поскольку я точно знал, что фоторезист ПФ-ВЩ-50 негативный, то я печатал белые буквы на черном фоне. При изготовлении плат, так же следует будет подумать над тем как располагать изображение при печати фотошаблона зеркально или нет. Все зависит от того, в каком виде у вас рисунок печатных проводников, а также на какую сторону платы вы этот рисунок наносите. Так, например, при изготовлении двухсторонней печатной платы, требуется рисунок наносить со стороны компонентов. Для нашего эксперимента это пока не так важно, поэтому печатаем фотошаблон как удобно. Думаю, в конкретной ситуации, когда будет необходимо правильно напечатать фотошаблон, вы сами разберетесь как нужно развернуть изображение.

После того как фотошаблон напечатан, даем ему подсохнуть и вырезаем по размеру.
Хочу отдельно остановиться о подготовке поверхности стеклотекстолита. Во многих книгах и интернет — источниках есть много рекомендаций как правильно подготовить поверхность будущей платы. Одни рекомендуют обработать мелкой наждачной бумагой и обезжирить моющими средствами, другие рекомендуют промыть в различного рода растворителях или ацетоне. Одним словом и те и другие преследуют цель обезжирить и очистить от грязи поверхность заготовки. Каждый может поступать как ему нравится. Я скажу за себя, что я поверхность фольги просто прохожу стиральной резинкой и всю появившуюся грязь сдуваю. Никакими моющими средствами я поверхность не чищу, а тем более растворителями, после испарения которых на поверхности остаются пары, а как следствие образование вздутий после наклейки фоторезиста на заготовку. Я рекомендую все же не экспериментировать, а просто почистить плату резинкой, сдуть грязь и после поверхность фольги стараться не касаться пальцами.

Производитель ПФ-ВЩ-50 перед нанесением фоторезиста на поверхность платы рекомендует прогреть заготовку. Я так понимаю для того, чтобы повысить клеящие свойства. После прогрева заготовки, фоторезист действительно липнет так, что отодрать больше его не удается. При таком методе у вас только одна возможность ровно приклеить фоторезист, причем без пузырей и задоринок. Иногда рекомендуют наносить фоторезист в водяной ванночке. Метод в принципе неплохой, он исключает образование воздушных пузырей и из сухого пленочного фоторезиста делает мокрый, и после нанесения требует тщательной сушки.

Лично я поступаю следующим образом. На очищенную от грязи заготовку, без ее прогрева, наношу фоторезист. Для этого иголкой поддеваю матовую пленку и край открытого фоторезиста накладываю на плату, затем не спеша снимая оставшуюся пленку, опираясь на плату пальцами, раскатываю фоторезист. Операция эта несложная и при определенной аккуратности легко выполнима. После этого весь этот бутерброд прикатываю резиновым валиком.

В шутку следует отметить, что эта операция лучше выполнима при более старом фоторезисте, нежели новом и свежем. На старом фоторезисте клеящая основа слаба или отсутствует вовсе, поэтому прикатать фоторезист по поверхности заготовки не представляет особого труда. Резиновый валик можно приобрести почти в любом магазине хозтоваров или стройматериалов. Если не хотите бежать в магазин в крайнем случае можно воспользоваться любым цилиндрическим предметом, например, балоном из под пены для бритья. Но следует помнить, что железным балоном есть риск поцарапать фоторезист, поэтому не ленитесь и дойдите до ближайшего к вам магазина.

После прокатки валиком фоторезиста, я весь этот бутерброд кладу на поверхность утюга, разогретого до температуры не более 100 градусов. Деление на утюге либо *, либо **, я ставлю между ними. И заготовку еще раз прохожу валиком при нахождении ее на поверхности утюга. В некоторых источниках дают рекомендации по прогреву заготовки утюгом сверху через лист бумаги.

Но во-первых это может растопить пленку при неаккуратном распределении нагрузки на утюг или при слишком его высокой температуре. А во-вторых прогрев заготовки на этой стадии, на самом деле имеет лишь цель улучшить прилипание фоторезиста к поверхности платы, которое правильней было бы проводить после экспонирования фоторезиста, а не до нее. Дело в том, что после экспонирования фоторезиста засвеченные участки (в случае негативного фоторезиста) поляризуются и если их после этого нагреть, до они намертво прилипнут к поверхности платы, в отличие от не засвеченных участков, которые наоборот должны в итоге легко сойти с поверхности платы во время проявки. Поэтому прогревание платы до экспонирования, носит скорее вспомогательный характер, нежели обязательный.

После того как плату прокатали по утюгу, снимаем ее с поверхности утюга и дожидаемся пока она остынет.

Несколько слов следует сказать об освещении помещения в котором проводится вся эта работа. Лично я делаю это в комнате, при обычном дневном свете и желательно в том месте куда не попадают прямые солнечные лучи. Других ограничений по освещенности помещения, я выдвинуть не могу.

И так, теперь все у нас готово для экспонирования. Для этого потребуется источник УФ излучения любой мощности. Я для этих целей использую энергосберегающую лампу УФ излучения фирмы Philips, мощностью 18 Вт. Подобные лампы применяются на дискотеках и ночных клубах. У нас в городе ее можно приобрести в доме электроизделий, причем не просто лампу, а готовый светильник, который сразу же включается в сеть 220 В. Стоит все это сравнительно недорого, к тому же подобный светильник можно использовать и для обычных энергосберегающих ламп дневного света.

Светильник с лампой крепим на какой-нибудь поверхности. Я ее прикручиваю с обратной стороны столешницы стола. Так что лампа будет светить под стол, а под столом у меня будет плата. Для экспонирования можно использовать и другие источники УФ излучения, а также и обычные лампы накаливания, но мощностью не ниже 500 Вт. Дело в том, что в спектре свечения лампы накаливания, как правило присутствует УФ диапазон. При небольшой мощности лампы накаливания время экспонирования может стать неимоверно большим, а это нам не к чему.

Теперь берем изготовленный нами ранее фотошаблон, кладем его на плату, причем стороной на котором напечатан был рисунок к плате, это уменьшит боковой засвет. Фотошаблон к плате можно закрепить при помощи скотча. И все это дело прижимаем стеклом. В качестве прижима и стекла я использую обычную фоторамку. Причем в продаже имеются рамки форматов А4 и А3, это для тех кто может быть когда-нибудь будет изготавливать печатную плату под материнки компьютера.

После закрепления заготовки вместе с фотошаблоном в рамке, кладем ее под УФ лампу и ищем какую-нибудь пластину. Ей мы будем закрывать наши цифры 1, 2, 3. 10 через промежутки 1 минута, 2 минуты, 3 минуты и далее соответственно. А также не забываем найти часы с секундной стрелкой.

Когда все готово, включаем лампу и через одну минуту закрываем пластиной цифру 1. Спустя еще одну минуту закрываем цифру 2, спустя еще одну минуту цифру 3 и так далее. По истечении десятой минуты лампу выключаем, вытаскиваем бутерброд из рамки, снимаем фотошаблон и верхнюю пленку. Верхнюю пленку можно снять либо иголкой как и предыдущую пленку, а можно и при помощи скотча. Сходит она свободно. После этого плату повторно кладем на поверхность разогретого утюга и еще раз проходимся валиком по поверхности. В результате чего засвеченные участки фоторезиста окончательно и намертво пристают к поверхности фольги. После прокатки валиком, снимаем плату и остужаем. Теперь все готово для проявки.

В пластиковой ванночке готовим раствор: 1 столовая ложка кальцинированной соды на стакан воды. Температура воды не имеет особого значения, лично я наливаю прямо из под крана. Кальцинированную соду можно приобрести в хозтоварах, если я не ошибаюсь она применяется для стирки белья и отчистки посуды от разной грязи. В крайнем случае можно заменить обычной пищевой содой, но при этом увеличиться время проявления. Честно признаюсь, я с пищевой содой не пробовал.

Тщательно растворяем все комки и бросаем в приготовленный раствор нашу заготовку.

Если все хорошо, то через несколько секунд должны появится цифры. Берем какую-нибудь кисточку или старую зубную щетку и начнаем ощищать плату от фоторезиста. Те цифры которые не досветились, скорее всего смоются, которые пересветились, наоборот, не проявятся, а будут полностью закрыты пятном фоторезиста. Та цифра, которая будет видна лучше и четче других, та и есть время экспонирования в минутах. В моем случае, при моем стекле, моей лампе и моем расстоянии время получилось 8 минут.

Хочу сказать, что во время экспонирования не следует располагать УФ лампу слишком близко к плате. Чем выше будет лампа, тем более вертикально будут падать лучи, а следовательно меньше боковая засветка под шаблон. При близком расположении лампы, есть риск получить дорожки более толстые нежели на фотошаблоне. Но поскольку мы затеяли всю эту технологию для дорожек с толщиной 0,1 мм, то лампу нужно отодвинуть подальше. Расстояние 20-25 см будет идеальным.

Ну вот в принципе и все. Осталось только удалить фоторезист с фольги. Сделать это можно либо механическим способом, при помощи наждачной бумаги, либо химическим способом. Я предпочитаю второй способ, не нужно напрягаться и тереть плату, рискуя повредить драгоценные дорожки. Для чего использую средство Крот, продается в хозтоварах для прочистки засоров в сантехнике. Небольшое количество этого средства развожу в стакане воды и бросаю туда плату. Минут через 5-10, весь фоторезист слазит, остается только плату промыть под струей воды. Несколько слов хочу сказать об изготовлении собственно настоящей платы. После того как вы определили время экспонирования, расстояние от лампы до заготовки можно приступать к изготовлению плат, соблюдая при этом технологию и все те параметры, которые вы получили. После получения рисунка печатных проводников на поверхности платы, рекомендую не сушить плату, а сразу же начинать травление в растворе хлорного железа, ну или другом растворе, который вы предпочитаете. Дело в том, что после высыхания, фоторезист становится хрупким и может раскрошиться так и не дождавшись процесса травления. Поэтому не даем ему высохнуть, а сразу бросаем в травящий раствор.

Источники:

http://blog.avislab.com/fotorezist/

http://cxem.net/master/47.php

http://www.radiokot.ru/lab/hardwork/06/

http://www.drive2.ru/b/1642469/

http://eax.me/photoresist/

http://habr.com/ru/post/545146/

http://cxema.my1.ru/forum/28-1017-1

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector