Фоторезист своими руками
Обновлено: 07.07.2024
Создание печатных плат методом фоторезиста без ламинатора в домашних условиях
Здравствуй, дорогой читатель! Сегодня я расскажу о том, как в домашних условиях можно изготовить качественную печатную плату методом фоторезиста. Данный способ несколько более трудо- и ресурсозатратен по сравнению с методом ЛУТ, однако позволяет получить более детализированные платы с более мелкими элементами. Сам я полностью перешёл на этот метод, отказавшись от ЛУТ, и ни капли не жалею.
Должен сразу сказать, что я в этом деле пока начинающий, но получаемый результат мне всегда нравится. Если есть полезные замечания, буду рад прочитать их в комментариях.
Подготовка рисунка платы
Для начала, нам необходимо иметь собственно рисунок платы, которую мы будем изготавливать. Можно добывать готовые платы в интернете, можно развести их в популярной программе Sprint Layout, однако я сам пользуюсь китайским бесплатным проектом EasyEDA. Он удобен тем, что содержит огромную библиотеку электронных компонентов, в том числе тех, что были добавлены пользователями, а также возможностью автоматически провести дорожки на плате на одном или нескольких слоях меди.
Для примера будем изготавливать плату для самодельного семисегментного индикатора на два разряда, использующего SMD светодиоды. Плата на рисунке ниже разведена с помощью автоматического трассировщика. Заметна некоторая несимметричность, но в данном случае это не главное, главное — функциональность!
Плата индикатора часов
Экспортируем рисунок платы в PDF (получается хорошее качество), настройки показаны на рисунке. Пробуйте экспериментировать с настройками, некоторые могут вам пригодится. Также следует обратить внимание на то, что картинка нам нужна зеркальная, зачем — увидим позже.
Экспорт платы в PDF
Печать рисунка
Распечатка рисунка платы в Adobe Photoshop
Печатаем в максимальном доступном разрешении, в наилучшем доступном качестве. Если принтер цветной, то необходимо печатать только чёрным цветом.
Настройки принтера
Получаем нашу маску для дальнейшей экспозиции.
Готовая маска
Дам также некоторые советы касательно печати. Распечатывать рекомендую на струйном принтере, так как печка лазерного принтера заметно раскаляет плёнку, на которой ведётся печать, и вызывает коробление. Даже если это не заметно глазу, для каких-нибудь многоногих микросхем это может оказаться критичным. В любом случае, для принтера, который вы будете использовать для печати, необходима соответствующая плёнка. Для струйного принтера — плёнка для струйной печати, для лазерного — для лазерной печати. Я использую самую дешёвую из доступных в моём городе плёнку, даже самоклеющуюся, но для изготовления плат это не имеет значения. Должен сказать, что именно на этой плёнке качество печати далеко не лучшее, поэтому планирую после этой упаковки взять что-то покачественнее.
Самоклеящаяся плёнка для струйной печати
Подготовка текстолита
Теперь примемся за сам текстолит. Используем любой доступный односторонний текстолит, в моём случае — старый советский текстолит, подаренный знакомым слесарем. Вполне подойдёт и китайский, с ним работать даже попроще.
Вырезаем куски нужного нам размера любым удобным способом. Небольшие платы я обычно вырезаю лобзиком, эти же порезал на древней пневматической гильотине с большим припуском.
Вырезанные из текстолита заготовки
На фото выше видно, насколько грязная омеднённая поверхность. Для работы это совершенно не годится.
Процесс очистки
Результат налицо. На обезжиренной поверхности вода растекается тонкой плёнкой.
Очищенные заготовки
Самое время подготовить фоторезист. Я использую самый доступный китайский (ссылка), вы можете использовать любой доступный, но необходимо учесть, что в данной статье описываются процедуры для щёлочерастворимого фоторезиста, отверждаемого ультрафиолетом.
Китайский фоторезист
Хранить фоторезист необходимо в месте, защищённом от света, чтобы он не затвердел раньше времени. Небольшие кусочки можно вкладывать в книгу, а для рулона я использую изобретение, показанное на фото ниже.
Тёмная капсула для фоторезиста
Экспозиция платы
Фоторезист с обеих сторон покрыт защитной плёнкой. Вырезаем кусок нужного размера (чуть больше заготовки платы), аккуратно отделяем защитную плёнку с одной стороны и сразу клеим на ранее обезжиренную медную поверхность, если есть ламинатор. Однако, ламинатора может и не быть, как у меня, поэтому сначала наносим на поверхность меди слой смеси изопропилового спирта и воды в соотношении 1:1. Затем наклеиваем фоторезист, стараясь размещать его от краёв к центру, чтобы в середине не скапливался пузырь, и сильно прокатываем его чем-нибудь от краёв к центру. Очень удобно использовать для этого валик переноса заряда из картриджа лазерного принтера. Затем промакиваем излишки раствора салфеткой и обрезаем излишки фоторезиста. Спирт слегка растворяет поверхность фоторезиста, отчего тот очень хорошо приклеивается к обезжиренной меди. Способ помогает ничуть не хуже, чем прокатка через ламинатор. Результат на фото.
Для экспозиции нам потребуется источник ультрафиолетового излучения. Весьма удобно использовать лампу для сушки гель-лака — она имеет закрытую конструкцию и таймер. Также нам понадобится тонкое стекло. Накладываем на плату с наклеенным фоторезистом маску (обязательно краской к меди, для чего мы и печатаем маску в зеркальном отражении), и кладём сверху стекло. Ставим сверху лампу и включаем её на определённое время (определяется экспериментально), в моём случае — 90 секунд. Обязательно следим, чтобы ничего не сместилось.
Всё готово для экспозиции
Подготовка к травлению
Результат на фото ниже. Теперь необходимо отлепить оставшуюся защитную плёнку. Можно сделать это как есть, но намного проще сделать это с небольшой хитростью.
Результат экспозиции
Отправляем наши заготовки на 10 минут в самый холодный отсек морозилки. После этого защитная плёночка может местами начать отходить сама, останется ей немного помочь.
Заготовки в морозилке
После удаления защитной плёнки необходимо избавиться от неэкспонированного фоторезиста. Для этого погружаем заготовку в тёплый раствор кальцинированной соды (я готовлю на глаз). Затем нежно трём кисточкой, мягкой щёточкой или пальцем (в перчатках!). Заканчиваем после того, как на всех неэкспонированных участках покажется чистая медь. Долго в растворе соды держать не советую — может начать отклеиваться фоторезист.
Растворение лишнего фоторезиста
Затем сушим наши заготовки. Результат на фото ниже.
Очищенные заготовки
Перед травлением желательно осмотреть заготовки на предмет наличия затвердевшего фоторезиста там, где его быть не должно. Необходимо механически счистить его, например, кончиком ножа. На фото ниже видны маленькие вкрапления из-за не очень качественной печати маски. Я их счищаю скальпелем.
Изъяны от печати
После осмотра наступает время травить заготовки. Можно делать это раствором хлорного железа — это довольно эффективный традиционный способ. Я же использую раствор, состоящий из 3% перекиси водорода, лимонной кислоты и поваренной соли, в соотношении 20 : 5 : 1. Погружаем плату в раствор и через некоторое время наблюдаем появление пузырьков. Это говорит о том, что началась химическая реакция. Для лучшего травления также желательно покачивать ванночку с раствором или перемешивать раствор каким-нибудь ещё способом.
Признаки химической реакции
Раствор также окрашивается в бирюзовый цвет. После прекращения признаков реакции проверяем все вытравленные участки — не должно остаться лишней меди. Если есть непротравленные участки — оставляем в растворе ещё на некоторое время.
Травление закончено
Затем нам необходимо удалить фоторезист. Для этого хорошо подходит ацетон. Просто заливаем плату ацетоном и помогаем ему кисточкой или щёткой.
Отмываем фоторезист
Лужение платы
Платы ожидают лужения
Для лужения будем использовать сплав Розе — у него температура плавления 96 градусов, что позволяет нам лудить платы под слоем кипящей воды. Также понадобится миска, очень желательно алюминиевая или эмалированная, и силиконовая лопатка.
Необходимые принадлежности
Кипятим воду вместе со сплавом Розе.
Сплав Розе в воде
Мне понадобилась посуда побольше. Помещаем плату в кипящую воду, медью к сплаву Розе. Для того, чтобы сплав Розе смачивал медь, нужно добавить в раствор щепоть лимонной кислоты. Кипятим плату до тех пор, пока сплав не покроет абсолютно всю медь. Затем, придерживая плату под водой, переворачиваем её и лопаткой с усилием счищаем излишки сплава Розе обратно в воду. На плате должен остаться слой в несколько десятых долей миллиметра.
Кипячение платы
Достаём платы, промываем и обезжириваем их, как было описано ранее. Даём просохнуть, и теперь они готовы для нанесения паяльной маски.
Лужёные платы
Делаем паяльную маску
Паяльную маску распечатываем так же, как и рисунок платы. В EasyEDA выбираем для этого соответствующий MaskLayer, верхний или нижний, в зависимости от слоя, на котором разводили дорожки. Галочки с самой схемы и шелкографии перед экспортом нужно не забыть снять. На фото ниже распечатка для паяльной маски.
Шаблон для паяльной маски
Наклеиваем на плату фоторезист. Аккуратно совмещаем распечатанные точки с пятаками на плате и прижимаем стеклом. Экспонируем ультрафиолетом так же, как и для рисунка дорожек на плате.
Экспозиция паяльной маски
Снова закидываем платы в морозилку и снимаем защитную плёнку.
Почти готовая маска
Остаётся растворить остатки неэкспонированного фоторезиста с пятаков. Снова аккуратно трём нужные участки в растворе кальцинированной соды до тех пор, пока не останется чистый металл.
Растворение лишнего фоторезиста
Полюбуемся на наши платы.
Почти готовые платы
Остаётся только просверлить отверстия в необходимых местах. Можно использовать для этого любой подходящий инструмент. Я использую самодельную сверлилку из 12В моторчика и цангового зажима.
Готовые платы
Таким способом можно изготавливать довольно детализированные платы практически любой сложности, для SMD и сквозного монтажа. При достаточно аккуратной печати масок и их аккуратном совмещении при экспонировании можно изготавливать двусторонние платы.
Готовая плата поближе
Надеюсь, данная статья окажется для Вас полезной. Ваши пожелания и замечания можете оставлять в комментариях внизу. А я постараюсь изготовить что-нибудь интересное и написать новые статьи в ближайшее время!
Каждый радиолюбитель задумывается над вопросом о том, как в домашних условиях сделать печатную плату.
В этой статье я поделюсь своими соображениями и наработками. Я постарался сделать материал максимально подробным и максимально полезным для начинающих. А если статья окажется кому-то полезной, то мне будет очень приятно.
Содержание / Contents
↑ Подготовка инструмента, материалов и приспособлений
Подготовка – очень ответственная часть процедуры. Здесь нужно не забывать о том, что хорошее качество качество инструмента определяет, в целом, качество изготовленного изделия. Отведите место для инструмента, приспособлений и химреактивов, чтобы домочадцы не спотыкались об них.
Итак, нам понадобятся:
1 — Фольгированный текстолит;
8 — Плёнка прозрачная для лазерной печати, двусторонняя (плёнку в последнее время становится всё тяжелее искать, но в магазинах оргтехники она есть всегда. Почему двусторонняя? Чтобы вы не задумывались, какой стороной положить в принтер. Я использую LOMOND Copier Film, либо Profiline);
9 — Фоторезист рулонный ПФ-ВЩ-50 (Негативный, просто у нас такой в Новосибирске такой везде продают);
11 — Ламинатор формата А4 (для нанесения фоторезиста на текстолит. Тут я должен сказать, что ламинатор необходимо выбирать по толщине ламинируемого пакета, а это не менее 2 мм. У меня уже несколько лет работают популярные и недорогие PD230-1);
14 — Валик длинный, средней мягкости (я использую мягкий вал переноса заряда из старого лазерного принтера, хотя можно использовать вал из печки. Главное чтобы на стальном стержне вала была резина или плотный поролон — для накатки фоторезиста);
16 — Тарелка или ванночка, можно типа фотокюветы;
17 — Кальцинированная сода (продаётся в хозяйственных магазинах, очень дешёвая. Она прямо так и называется);
18 — Узкая малярная кисть (обрезаем ножницами две трети ворса и получаем отличную щётку для проявки фоторезиста. Хотя можно использовать и старую зубную щётку);
19 — Растворитель или ацетон;
20 — Хлорное железо;
21 — Ёмкость для травления;
22 — Дрель для сверловки отверстий. У меня вот такой станочек:
23 — Свёрла необходимого диаметра (0,6-1,0 мм).
Многие задумаются, а не слишком ли большой список? БОЛЬШОЙ, не то слово. Я к этому всему шёл самостоятельно. При этом, просто мечтал, чтобы кто-то так подробно мне всё разжевал. Список составлен примерно так, если бы мне предложили организовать рабочее место для опытного конструкторского бюро. Вот я и предоставил перечень, необходимый для работы.
↑ Подготовка рисунка печатной платы к работе
Современные CAD программы позволяют нарисовать чертежи очень высокого качества, каждый для себя выбирает сам, где ему удобней работать. Единственное, что хотелось бы добавить: для ФОТОРЕЗИСТА ПФ-ВЩ-50 необходимо распечатывать рисунок печатной платы в НЕГАТИВЕ.
Это фотография с плёнки, на ней видно, что дорожки прозрачные, а диэлектрик чёрный. При рисовании контактных отверстий следует выбирать диаметры подобранными под размер устанавливаемой детали. Это очень удобно в дальнейшем.
Вы увидите, что при таком рисунке, в режиме негативной печати, заливка будет выглядеть лишь тонкими линиями. Вставляем плёнку в принтер, выбираем нужный рисунок в НЕГАТИВЕ и распечатываем. ВАЖНО, чтобы картридж в принтере был свежим и незатёртым. Смотрим на просвет плёнку. Линии должны быть чёткими с плотной заливкой. Ножницами или канцелярским ножом отрезаем лишнее, лучше положить наш шаблон в мультифору.
↑ Подготовка печатной платы и нанесение фоторезиста
Необходимо вырезать заготовку из фольгированного текстолита. Делаем припуск в 4-5 мм с каждой стороны и отрезаем имеющимся инструментом. Напильником подравниваем края, чтобы не было шероховатостей и зазубрин. Снимаем аккуратную фасочку со стороны меди.
Теперь достаём рулон фоторезиста. Где-нибудь в тени, без прямого попадания света отмеряем необходимый кусок с дополнительным запасом в 5-10 мм от размера печатной платы.
Отрезаем канцелярским ножом. Кладём отрезанный кусок в книгу (предварительно запомнив в какую). Оставшийся рулон фоторезиста аккуратно запаковываем обратно.
Фоторезист должен быть свежим. Обычно на упаковке стоит дата выпуска, так вот, до 2х лет — нормально, можно пользоваться. Если больше, будет хуже прилипать.
Включаем наш ламинатор. Выставляем температуру 150 градусов Цельсия и ждём, пока прогреется. А пока предварительно нанесём фоторезист на плату. Вспоминаем про резиновый валик и кладём его недалеко от себя.
Достаём кусочек заготовки фоторезиста из книги, кладём плату перед собой медью вверх. Канцелярским ножом поддеваем матовую защитную плёнку с фоторезиста, убираем её. С другой стороны должна остаться прозрачная плёнка. ЕЁ ОСТАВЛЯЕМ!
Накладываем заготовку на плату и от центра прижимаем пальцем, постепенно разглаживая вправо и влево. Берём валик и раскатываем всю поверхность также от центра к краям. Смотрим, чтобы не было пузырей. Если появились, то лучше переделать.
Переворачиваем плату фоторезистом к столу. Канцелярским ножом под углом, аккуратно срезаем излишки фотоплёнки.
А вот и ламинатор прогрелся. Берём лист обычной чистой бумаги, сворачиваем пополам, кладём внутрь нашу плату с фоторезистом и суём сей бутерброд в ламинатор.
Кладём заготовку опять в толстую книгу. Запоминаем автора.
↑ Установка ультрафиолетовой засветки
Тут остановлюсь подробней. В куче мусора из интернета я ничего хорошего для себя не почерпнул. Решил сделать сам.
В театре, где работал, попросил УФ лампу для сцены. Она как ДРЛка. Засветила всё вокруг, долго с ней мучился.
После месяца напряжённых экспериментов я нашёл в магазине первоклассный вариант.
УФ лампа с цоколем Е27, выглядит как энергосберегающая лампа. Стоит дорого, 250 руб/шт. Разорился пока на 3 экземпляра.
Сделал такую установку: Две пластины формата А4 толстого 20 мм оргстекла длинными гранями соединил в угол _| На боковой стороне приделал 4 патрона Е27 в ряд, так, чтобы лампы были на высоте около 5 – 6 см. Сзади поставил реле времени на 2 минуты. Над лампами придумал фанерную крышку (чтобы в глаза не слепили). На нижнюю пластину под лампами наклеил тонкую шумоизоляцию от авто, типа сплэна. Нашёл подходящий кусок стекла, снял с рабочего стола и вырезал. Всё, установка готова.
Не претендую на оригинальность, но меня пока этот вариант устраивает. Хотя, тут поле для творчества непаханое.
↑ Засветка и проявка
Достаём из книги нашу заготовку и шаблон из мультифорки. Кладём заготовку фоторезистом вверх под лампу. Сверху накладываем рисунок, НАПЕЧАТАННОЙ СТОРОНОЙ К ЗАГОТОВКЕ, иначе засветка будет размытой и рисунок не той стороной.
Накрываем стеклом. Необходимо следить за тем, чтобы шаблон плотно прилегал к фоторезисту, а стекло не ёрзало.
Я делаю так: включаю УФ с таймером и руками по краям прижимаю стекло к заготовке. Она вдавливается немного в мягкий сплэн и шаблон плотно прилегает.
После того, как УФ установка выключится, можно аккуратно всё вытаскивать. И вновь заготовка в книгу, шаблон в мультифорку. Пошли готовить проявочный раствор.
Наливаем в тарелочку примерно стакан горячей воды (не кипяток, чтобы пальцы едва терпели) и добавляем немного кальцинированной соды. Примерно на кончике чайной ложечки. Размешиваем нашей обрезанной кистью. Достаём из книги плату.
Кистью водим по фоторезисту, тут вы увидите чудеса наших стараний. Не бойтесь жёстким ворсом повредить дорожки, не получится. На проявку уходит около 2х-3х минут. Больше держать нельзя, может отстать фоторезист. Щёткой смываем лишнее до самой меди. В принципе, невооружённым глазом всё видно, где смылось, а где нет.
Вот тут понимаем, зачем делали небольшой припуск, когда отрезали плату. Дело в том, что иногда фоторезист откалывается с краёв. Если припуска не будет, то придётся восстанавливать необходимые дорожки цапон-лаком. А оно нам надо?
Если готово, то быстро промываем плату водопроводной водой. Оставляем сушить. Остатки раствора можно слить в канализацию. Ущерба не принесёт, да и расход соды невелик.
↑ Травление
Методов травления существует масса. Отмечу только то, что я травлю в пластиковом ведёрке из под джема. Оно небольшой высоты, закрывается плотно крышкой.
Я травлю хлорным железом. Раствор не сливаю. Вот уже год как им пользуюсь. Решил вопрос с подогревом — просто ставлю в кастрюлю с водой и на электроплиту. Чтобы пластик не поплыл, подкладываю в кастрюльку небольшую подставочку из металлических прутков диаметром 4 мм.
Перед опусканием платы в раствор я наклеиваю на обратную сторону платы узкий скотч, так, чтобы образовалась небольшая ручка для поднятия платы. А чтобы она не тонула, приклеиваю лепестки скотча по краям платы, чтобы торчали на 5 мм с каждой стороны.
↑ Сверловка отверстий
Микродрель у каждого радиолюбителя своя. У меня из мотора ДПМ, цанги купил в магазине. Сварганил простой станочек, хотя, можно и вручную.
Свёрла покупаю заранее, от 0,6 до 1,5 мм всех размеров. Дешёвых хватает на одну плату, потом выбрасываю, иначе будет брак.
Помните, я говорил, чтобы мы рисовали контактные отверстия под размер выводов детали? Они так и вытравились. Теперь, эти места служат нам зенковкой под сверла, которые мы ставим в дрель в строгом соответствии с диаметрами по чертежу. КАЖДОМУ ДИАМЕТРУ СВОЁ СВЕРЛО!
↑ Процесс лужения
Процесс лужения у каждого свой. Я обычно использую один из легкоплавких сплавов типа Розе + раствор канифоли в спирте.
↑ Итого
На этом я закончу, ведь наша плата уже готова: smile:
Приведу примеры моих работ. К сожалению, они не самые удачные. Скажем так, к моменту написания статьи под рукой остались конструкции, которые не доработаны или опытные образцы. Их и сфотографировал.
Сегодня я хочу рассказать еще об одном материале для изготовления печатных плат - фоторезисте. Тему "священных войн" ЛУТ - фоторезист затрагивать не будем, этого "добра" в интернетах и так хватает, просто и беспристрастно рассмотрим очередной инструмент для нашей задачи.
А задача у нас, в общем-то, с прошлого раза совсем не изменилась: нам необходимо защитить медь текстолита от травильного раствора там, где должны остаться дорожки, и оставить ее открытой там, где она должна быть быть вытравлена.
Так что же такое фоторезист, и как он нам может помочь? Фоторезист - это светочувствительный полимерный материал, предназначенный для получения окон по шаблону, для доступа травящего раствора к обрабатываемой поверхности.
В нашем случае на поверхность меди наносится светочувствительный материал, который в дальнейшем экспонируется через фотошаблон, УФ-лампами с определенной длиной волны. В зависимости от типа фоторезиста засвеченные участки либо полимеризуются и становятся нерастворимыми (негативный фоторезист), либо наоборот растворяются (фоторезист позитивный).
По способу нанесения встречается фоторезист пленочный (гораздо чаще негативный) и аэрозольный (позитивный). По моему скромному мнению, с пленочным фоторезистом работать гораздо проще. Впрочем, имеется в продаже и текстолит с уже нанесенным фоторезистом, но цена у него гораздо выше, а нанести его самостоятельно совсем не проблема.
Изготовление платы можно разделить на следующие этапы:
Печать фотошаблона. Вообще в деле изготовления плат каждый этап важен, но в данном случае фотошаблон - основа всей платы. В идеале, непрозрачные детали фотошаблона должны совсем не пропускать свет, а прозрачные, соответственно, наоборот. На деле же полной непрозрачности в домашних условиях достигнуть сложно. И здесь среди радиолюбителей в ход идут такие хитрости как усилители оптической плотности тонера (для лазерного принтера), при чем как заводские (Density toner, например), так и кустарные (уплотнение в парах ацетона) шаблоны, склеенные стопкой, и даже обычная бумага, пропитанная растительным маслом.
Все это конечно увлекательно, но для моего струйного принтера (Epson L100) вполне достаточно выставить самое высокое качество печати, убрать яркость и поднять контрастность. Вообще струйные принтеры больше годятся для шаблонов, в них, как минимум, не происходит усадка пленки при нагреве в печке принтера. Да и печать получается плотнее, особенно если сравнивать с современными лазерными принтерами, которые печатают полигоны в виде мелкой сетки для экономии тонера. Но это, опять же, мое личное мнение.
Шаблоны я печатаю на предназначенной для этого пленке.
У этой пленки одна сторона гладкая, а вторая шершавая. Вот она-то и предназначена для печати. Фоторезист негативный, и шаблон ему соответствует. Подробнее о печати шаблонов я расскажу отдельно.
Нанесение фоторезиста. Фотошаблон готов, пришло время нанести фоторезист на заготовку. Первое что стоит сделать - подготовить поверхность меди. Правила здесь точно такие же, как и в способе ЛУТ / ЛЛТ: чистим поверхность и руками в дальнейшем не трогаем.
Далее с запасом отрезается фоторезист.
При работе с фоторезистом избегайте попадания прямых солнечных лучей и длительной засветки от комнатного освещения!
Если работать быстро, то под одеяло прятаться не нужно, эта статья - тому доказательство. Но если Вы забудете рулон фоторезиста под лампами дневного света на длительное время, то вероятнее всего его придется выбросить.
С обеих сторон фоторезиста имеется защитная пленка. И она разная. С одной стороны матовая, а с другой - глянцевая. При наклеивании удаляется матовая пленка. Вообще перепутать стороны сложно, даже на фотографии видно, где какая сторона.
Процесс нанесения будет больше понятен тем, кто имел дело с тонировочной пленкой или наклейкой рекламы. Но даже если у вас такого опыта нет, то уверяю, не так это и сложно. Самое главное - не допустить попадания воздуха между медью и фоторезистом.
Защитная пленка легко цепляется за уголок при помощи иголки.
Далее необходимо отклеить ее по всей длине фоторезиста, но не слишком много. Вполне достаточно 1,5 - 2 см.
После чего фоторезист приклеивается на заготовку. Просто ровно прикладываем, и разглаживаем. Удобнее это делать сложенной тканью.
В итоге край фоторезиста приклеен, а защитная пленка находится с обратной стороны, на меди.
Теперь остается постепенно вытягивая подложку, проглаживать фоторезист. Главное - не торопиться. Чем меньше будет шаг, тем меньше вероятность наловить пузырей.
Фоторезист наклеен, остается ножницами обрезать лишнее. Все же наловили пузырей? Конечно не очень хорошо, но если их совсем немного и они маленькие, то просто проколите их иголкой и выгоните воздух. Далее для лучшей адгезии заготовка прокатывается в ламинаторе, на минимальной температуре. После чего она готова с к следующему этапу. Если нет ламинатора, допустимо воспользоваться утюгом, прогладив заготовку через несколько слоев бумаги. Только нужно быть очень осторожным с температурой, при ее превышении фоторезист расплавится и заготовка будет испорчена.
Экспонирование. У нас есть фотошаблон и есть заготовка, покрытая светочувствительным слоем. Нужно их совместить и засветить. Прижим шаблона к фоторезисту важен, нельзя допускать изгибания текстолита и неплотного прилегания фотошаблона. В моем случае для этой задачи используются два стекла от сканеров, у одного из которых по периметру проклеен двухсторонний скотч (чуть тоньше текстолита). Разумеется, защитная полоса снята только с одной стороны скотча. Прижимают стекла друг к другу канцелярские зажимы.
Позиционируем шаблон на заготовке, и собираем весь этот бутерброд.
Все готово к экспонированию. Производитель фоторезиста Ordyl ALPHA 340 (а именно такой фоторезист я использую) рекомендует экспонировать его УФ-лампами с длиной волны 360 - 380 нм. Для этой цели идеально подходят лампы черного света (лампы Вуда). Сфера применения этих ламп огромна: детекторы валют, косметология и дерматология, реклама, устранение сколов автостекол, ночные клубы и еще масса всего. Так что проблем с приобретением таких ламп нет совсем.
Да, на просторах интернета встречаются упоминания о засветке чем угодно, от солнышка до внутренних колб от ламп ДРЛ (рискуя остаться без глаз), но мы выберем более безопасный способ. В моей установке используются лампы с цоколем E27, это наиболее удобный вариант.
Установка позволяет настроить не только время засветки, но и количество ламп.
Можно конечно обойтись и без таймеров, это просто добавляет удобства в работе. Как и чем светить мы определились, а вот как понять, сколько времени светить? К сожалению, универсального ответа нет. Фоторезист, шаблон, тип ламп и расстояние до них - все это влияет на результат. Есть только один способ - сделать тестовый фотошаблон, и через определенные промежутки времени закрывать его участки чем-то светонепроницаемым. Далее проявить плату и уже по результату определить оптимальное время. Делается это однократно, но например при смене марки фоторезиста придется проделать эту операцию снова.
Этот фоторезист индикаторный, и после экспонирования видно рисунок платы. Рекомендуется оставить проэкспонированную плату на 15-30 минут для окончания процесса полимеризации.
Проявка. Выполняется в 1-2% растворе кальцинированной соды (Na2CO3). Средство очень популярное, используется для мытья посуды, смягчения воды и прочих бытовых нужд. Имеется практически в любом магазине бытовой химии, стоит очень недорого а хватает пачки надолго.
Для получения нужной концентрации необходимо растворить 10-20 гр. соды в литре воды. Одна чайная ложка соды = 10 гр. Для проявки вполне достаточно 250 мл воды, в которой растворяем пол чайной ложки соды (получая 2% раствор).
Перед проявкой не забудьте удалить вторую защитную пленку! Иначе плата будет проявляться вечно.
Бросаем плату в раствор и оставляем на минуту, чтобы ненужный фоторезист немного разбух. Далее периодически достаем плату, и смываем фоторезист ватным тампоном, или мягкой кистью. Главное, полностью смыть ненужный фоторезист. Может показаться что плата полностью проявлена, но не всегда это так. На фотографиях ниже видно, что в первом случае плата не проявлена до конца, во втором же проявка завершена, медь полностью чистая.
После проявки плату нужно промыть под проточной водой, для того чтобы остановить процесс проявки, и высушить заготовку.
Травление. Ни чем не отличается от ранее рассмотренных способов, раствор все тот же (подробнее в часть 3 и часть 4).
Удаление фоторезиста. После травления и ополаскивания заготовки, ставший ненужным фоторезист нужно удалить. С этим лучше всего справляется каустическая сода (NaOH). Главное - не перепутать, кальцинированная сода для проявки, а каустическая сода для удаления.
При работе с каустической содой соблюдайте меры предосторожности! В отличии от кальцинированной соды, каустическая — едкая щелочь, обладающая свойством разъедать кожу, вызывая сильные ожоги. Работать необходимо только в перчатках, тщательно промывая проточной водой заготовку после удаления фоторезиста.
Найти каустическую соду так же не сложно, это основная составляющая всех средств для прочистки труб. Дорогое средство покупать смысла нет, прекрасно подходит дешевый "Крот". Плюс еще в том, что после удаления раствор не утилизируется, а сливается обратно в тару, своих свойств он не теряет.
Заготовка помещается в раствор на несколько минут. Через некоторое время фоторезист станет прозрачным и создастся впечатление, что он растворился. Но это не так, просто теперь его можно снять с платы цельным куском.
После удаления фоторезиста тщательно промываем заготовку и сушим феном.
Сверление. Здесь все без хитростей, как и раньше сверлим заготовку.
Лужение. Раньше мы этого не делали, процедура эта не обязательная, но залуженная плата дольше сохраняет кондиционный вид и легче паяется. Наносим флюс и лудим дорожки, стараясь сделать равномерный и тонкий слой.
Допустимо оставить и так, но лучше удалить неровности припоя при помощи демонтажной оплетки. Наносим на нее флюс, и проходим паяльником уже через эту оплетку. Лишний припой впитается, и покрытие станет более равномерным.
Обрезка. Обрезаем заготовку по контуру удобным для вас способом (ножницами по металлу, процарапывая и обламывая и прочее).
Сборка устройства. Наша плата готова, осталось запаять детали.
Вполне возможно кто-то задаст вопрос: а к чему вообще такие сложности? Ведь по сравнению с "утюжным" способом здесь все гораздо сложнее. С одной стороны да, здесь уже требуется и определенная химия, и оборудование. Но стоит все же понимать, что и фоторезист и ЛУТ - это всего лишь инструменты. И выбирается каждый из них соответственно потребностям радиолюбителя.
Если нужда делать платы возникает пару раз в год, то не нужен ни утюг ни травящий раствор, вполне достаточно макетной платы. Если требуется быстро сделать прототип, и происходит это так же не очень часто, то лучше утюга не придумать. В лазерном принтере не сохнут чернила, утюг всегда есть под рукой, а плата при этом получается вполне годного качества.
Но если речь идет о постоянном изготовлении прототипов, и требуется предсказуемый результат, то лучше фоторезиста не придумать. При отработанной технологии можно совершенно точно сказать, что результат будет качественным. И немаловажен тот факт, что фотошаблон используется многократно, что для тиражирования устройств огромный плюс.
Я больше скажу, даже на этом наша плата не закончена. Будет еще одна часть, а на сегодня закончим.
4 комментарии в “Путь от схемы до устройства. Часть 5: фоторезист”
как давно я освоил эту технологию. уже дети выросли давно
А кто-то только делает первые шаги. Ну мне хотелось бы верить, что делает. 🙂
Спасибо за знания умения!
Есть вопросы о целесообразности:
зачем после проявки и промывки сушить плату? Почему бы сразу после мытья не бросить плату травится?
Почему бы для снятия фоторезиста после травления не использовать ту же кальцинированную соду? Это ненамного дольше, зато условно безопасно для здоровья.
Сам я только начал набивать руку
Конечно можно сразу бросить травиться, проблем обычно не бывает. Но все же после проявки фоторезист набухает, и мне спокойнее включать процедуру сушки в процесс изготовления. Особенно, когда дороги мелкие. Занимает это одну минуту, фен паяльной станции ведь всегда под рукой. Что же касается удаления фоторезиста той же содой, то скажу что дольше. И именно гораздо дольше. Если все сделано верно, то после качественной подготовки поверхности, накатки фоторезиста ламинатором и сушки после проявки, фоторезист очень сложно удалить. Сами представьте, если проявочный раствор был бы в состоянии легко смыть фоторезист после травления, то что ему мешало бы удалить его во время проявки? Я для эксперимента как-то на всю ночь плату оставлял. Если кипятить в растворе кальцинированной соды, то процесс ускоряется, да. А NaOH удаляет фоторезист за пару минут, максимум. Тем более, именно этот раствор указан в техническом бюллетене к фоторезисту Ordyl ALPHA для удаления оного после травления.
ФОРУМ
Статьи, Блоги
Файлообменник
Прошивки
Продажа
Приборы (реклама)
LCD DVD&TV
Power IC AC-DC
Power IC DC-DC
DVD SPI Flash
TUNER TV (фото)
Uконтр.точки T-CON
Для начала работы надо изготовить несколько приспособлений для нанесения фоторезиста:
Основной инструмент - распылитель. Кисточкой тоже можно наносить, но есть большой минус – толстый слой фоторезиста плохо просвечивается на всю глубину и легко отстает – даже при проявлении. Лучше сделать слой чуть-чуть тоньше, чем наоборот. Самый простой и достаточно удобный – из пробки из-под шампанского и исписанной шариковой ручки. Шарик из стержня легко удаляется иголкой, вставленной внутрь пишущего узла. Зазор между отверстием в корпусе ручки и наконечником стержня –около 3мм, конец стержня по вертикали и горизонтали д.б. по оси отверстия. Баллончик от лекарства таурин (или тауфон). У него очень удобная заглушка – плотно входит и держит баллончик.
1. Шприц на 10 мл – заливать растворитель.
2. Кисточка для доставки фоторезиста в баллонцик.
3. Самодельная рамка из вязальной проволоки 0.8 мм для удержания платы. Особенно удобна для двусторонних плат.
4. Растворитель 646 - разводить фоторезист. Лучше, конечно, чистый амилацетат (по-китайски – банановое масло, по-нашему – грушевая эссенция). Нет лишних ксилолов-бензолов и прочих вонючестей.
5. Бензин для зажигалок – мыть руки и плату. Не вредит здоровью.
Читайте также: