Печатные платы фоторезистом: Изготовление печатных плат с помощью фоторезиста

Содержание

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 Lh36-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
    x40 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.

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 5x10 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.

Результат:

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.

Дополнение: Вас также могут заинтересовать статьи Как я впервые делал печатную плату при помощи KiCad и Паяем таймер и матрицу из УФ-светодиодов для быстрой засветки фоторезиста.

Метки: Электроника.

Изготовление печатной платы с помощью пленочного фоторезиста.

РадиоКот >Лаборатория >Радиолюбительские технологии >

Изготовление печатной платы с помощью пленочного фоторезиста.

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.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Изготовление плат фоторезистом | АО «Алмаз-СП»

В прошлой статье мы рассматривали технологию изготовления печатных плат в домашних условиях с помощью ЛУТ (лазерно-утюжной) технологии. Как отмечалось ранее, ЛУТ имеет недостатки. Из которых основной — зависимость качества печатного рисунка от площади печатной платы. Чем больше плата, тем ниже качество, поскольку тонер принтера не обеспечивает необходимого разрешения. А если даже и удается сформировать тонкие элементы, то они плохо держаться на металлической поверхности фольгированного текстолита.

Перечисленных недостатков лишена технология изготовления плат фоторезистом, поскольку фоторезистивные материалы хорошо приспособлены для нанесения на поверхность. Качество платы не зависит от ее размера, а разрешение на порядок лучше, возможного при использовании тонера в ЛУТ технологии.

Типовые материалы для изготовления фоторезистом

Фоторезист — это чувствительное к свету вещество, которое под воздействием света полимеризуется. В последнее время на российском рынке появилось несколько видов фоторезистов в аэрозольной упаковке, например, Positiv 20 (производство Бельгия) и Positiv Resist (Cramolin®) немецкого производства. Эти фоторезисты жидкие, поэтому наносятся на плату путем распыления вблизи поверхности фольгированного текстолита. Широкое распространения, особенно для изготовления плат в домашних условиях получили пленочные фоторезисты, выполненные в виде прозрачного гибкого листа с двух сторон защищенной пленкой, которую необходимо снимать при наклеивании на текстолит.

В зависимости от свойств фоторезиста, различают две категории: позитивные и негативные. Позитивному соответствует непрозрачный участок на токопроводящей дорожке, негативному — прозрачный. Для своей платы мы выберем негативный.

Изготовление платы с помощью пленочного фоторезиста

Основа технологии изготовления плат фоторезистом заключается в формировании рисунка на поверхности фольгированного текстолита посредством нанесения слоя фоторезиста с последующим экспонированием через фотошаблон. Засвеченные (или незасвеченные) участки удаляются раствором кальцинированной соды.

Процесс изготовления платы начинаем с фотошаблона, через него будем проводить экспонирование фоторезиста с рисунком токопроводящих дорожек. Из любой доступной программы проектирования плат производим печать на прозрачную пленку.

Рис.1. Печатная плата в программе трассировки

 

Печать лучше выполнять на струйном принтере, поскольку рисунок получается более контрастный, поскольку краска, в отличии от лазерного принтера, наноситься более плотным слоем. В крайнем случае можно использовать и лазерный. При печати важно выставить правильные параметры печати. Параметры печати зависят от выбранной программы. Но достаточно знать несколько несложных правил, чтобы все получилось как задумано. Во-первых, необходимо учитывать тип фоторезиста — позитивный или негативный. Во-вторых, при необходимости включите зеркалирование изображения (в случае и изготовления двухслойной платы или в зависимости от того, какой стороной будете прикладывать пленку с рисунком на поверхность фоторезиста). В-третьих, необходимо задать максимальное значение интенсивности (контрастности) изображения.

Рис. 2. Окно печати шаблона экспонирования фоторезиста

 

После печати не забудьте просушить краску, чтобы не смазать. Затем готовим текстолит, поверхность которого необходимо очистить от окислов. Можно использовать мелкую наждачную шкурку или даже стирательную резинку. Добиваемся блестящей чистой поверхности. Наклеиваем на плату фоторезист, освобождая его липкую поверхность от защитной пленки.

Рис. 3. Плата с фоторезистивным слоем

 

Фотошаблон вырезаем по контуру нашего рисунка. Прикладываем к фоторезистивному слою и прижимаем стеклом для лучшего контакта поверхностей. Экспонирование проводим ультрафиолетовой лампой, можно лампой для сушки лака — тоже есть ультрафиолет в спектре или
медицинские облучатели для дезинфекции помещений (УФО-1, УФО-2 и им подобные).

Рис. 4. Фотошаблон

 

Время экспонирования подбираем экспериментально, на отдельной пластинке фоторезистивной пленки, последовательно открывая участки светочувствительного слоя и включая лампу на одинаковые временные промежутки. После экспонирования проявляем фоторезист в растворе кальцинированной соды (на 0,5 л воды — чайную ложку соды). В результате фоторезист раствориться в местах, где у нас не должно быть дорожек. Далее промываем плату под проточной водой и помещаем в другой раствор — хлорного железа для травления меди.

Рис. 5. Готовая плата

 

Недостатки изготовления плат фоторезистом

Метод изготовления плат фоторезистивным способом также не лишен недостатков. Самый значимый это усложнение технологического процесса дополнительными операциями (наклейка фоторезиста, экспонирование, проявка). Также, этой технологии требуется использование дополнительных материалов и инструментов. Но несмотря на недостатки, фоторезистивным методом можно получить результат еще более качественный чем результат полученный ЛУТом.

Разместить заказ на производство и последующую сборку печатных платы Вы можете в нашей компании.

 

В статье использовались материалы:
1. Изготовление печатной платы с помощью пленочного фоторезиста (https://radiokot.ru/lab/hardwork/06/)
2. Инструкция по самостоятельному изготовлению печатных плат с помощью фоторезиста (http://wladislaw-sl.narod.ru/zametka/Manual_plata_fotoresist.pdf)
3. Изготовление печатных плат с помощью фоторезиста (https://cxem.net/master/47.php)

Изготовление печатных плат с помощью компьютера

  Сегодня мы будем говорить о такой технологии, как изготовление печатных плат в домашних условиях с использованием пленочного фоторезиста.

  Примечание: фоторезист — полимерный (пленочный или аэрозольный) светочувствительный материал, который наносится на подложку (основу) методом фотолитографии, образуя на ней рисунок (окна) для их последующей обработки травящими или красящими веществами.

   В принципе, существует несколько методов для изготовления печатных плат в домашних условиях. Перечислим их в порядке удобства (от менее удобного к более).

  • Самый старый и самый менее точный метод это нанесение рисунка на плату с помощью лака. Таким методом нарисовать плату можно, но возникнут серьезные проблемы с воспроизводимостью и тонкими дорожками. Таким методом невозможно нарисовать дорожки под корпус TQFP-32.  
  • Более свежим методом является «лазерный утюг» (ЛУТ, лазерно-утюжная технология). Таким способом уже можно делать платы и довольно серьезные, но хорошей воспроизводимости у меня добиться не получилось. (периодически тонер плохо переводится или расплывается). Данным методом дорожки тоньше 0,5 мм делать и не пытался. 0,7 получается относительно стабильно.  
  • Самым, на мой взгляд, привлекательным способом изготовления плат в домашних условиях является использование пленочного фоторезиста. Данным методом у меня уверенно получаются дорожки 0,2 мм и расстояние между дорожками 0,2 мм. О нем и поговорим.  

  Для работы нам понадобятся следующие вещи:

  1. Фольгированный стеклотекстолит.
  2. Пленочный фоторезист (в моем случае негативный)
  3. Тонкая игла
  4. Сода
  5. УФ лампа (у меня экономка на 26 ватт)
  6. Пленка для струйного принтера (возможно использовать и лазерный принтер, но для этого нужна специальная пленка да и тонер лазерного принтера более прозрачный)
  7. Струйный принтер (лазерный)
  8. Разведенная печатная плата (для этого подойдет любая программа, в которой вам будет удобно работать. Лично мне нравится PCB Layout)
  9. Стирательная резинка.
  10. Канцелярский нож (обойный нож или лезвие)
  11. Оргстекло (прозрачная часть от коробки для дисков)
  12. Две емкости (одна обязательно должна быть пластиковой)
  13. Надфиль
  14. Ножовка по металлу или ножницы по металлу
  15. Лимонная кислота
  16. Перекись водорода
  17. Соль  

  Первое что необходимо сделать, это подготовить фотошаблон. Как работать с программами для создания печатных плат я рассказывать не буду. Они бывают разные и рассказать о всех и нюансах работы с ними будет проблематично. Расскажу только то, что непосредственно относится к печати платы.

  При работе с негативным фоторезистом необходимо при печати установить галочку «негатив» при этом дорожки станут прозрачными, а все остальные области закрасятся черным цветом. Далее необходимо отключить все настройки для экономии чернил (тонера). На пленку должно попасть как  можно больше чернил.

Пленка для печати на струйном принтере имеет две стороны (глянцевая и матовая). Формировать изображение можно только на матовой стороне. При работе с фоторезистом отзеркаливать (как в ЛУТ-е) ничего не нужно (это при создании односторонней платы). Для двусторонней обратную сторону нужно отзеркалить.

 

  Вот так выглядит распечатанный фотошаблон. В моем случае плата будет двусторонней. Поэтому и фотошаблона два. На фотографии нижний фотошаблон — это обратная сторона платы и распечатан он зеркально.

  На первый взгляд, совместить шаблоны достаточно проблематично (по отношению к ЛУТ-у это будет верно), но при использовании фоторезиста это не составит большого труда! Это очень просто сделать на фоне любой лампы (подсветив пленку снизу). После совмещения отверстий, я скрепляю фотошаблон с трех сторон степлером.

 

Подготовка стеклотекстолита

 На первом шаге изготовления печатной платы в домашних условиях мы вырезаем текстолит. Для этого я использую ножницы по металлу или ножовку по металлу (хотя собрался переходить на гильотину). Потом края обрабатываются надфилем.

   Перед поклейкой фоторезиста с текстолита необходимо удалить всю грязь и окислы. Для этого достаточно одного ластика и чистой бумаги.

  Ластиком тщательно обрабатываем всю поверхность текстолита. После обработки пальцами не дотрагиваться (может плохо прилипнуть фоторезист). Важно что бы на текстолите не осталось грязи, жира, окислов.

 

  На фотографии видно обработанную ластиком часть и еще не обработанную. После того как всю плату обработали ластиком она полируется бумагой.

 

  На фото плохо видно, но правая часть отполирована бумагой, а левая еще нет.

  Следующим шагом идет поклейка фоторезиста. Здесь нам необходимо отрезать фоторезиста немного больше, чем заготовка из текстолита. Фоторезист состоит из трех частей. С двух сторон прозрачная пленка, между которыми и заключен сам фоторезист.

  Для начала необходимо тонкой иглой поддеть внутреннюю тонкую пленку (пленочный фоторезист продается в рулонах и намотан стороной с тонкой пленкой во внутрь) и снять ее на несколько миллиметров (всю не снимать).

После чего фоторезист прикладывается к заготовке из текстолита и мягкой тканью (я использую ватные диски)  разглаживается. Потом отклеивается еще немного пленки и процесс повторяется. Главное чтобы фоторезист хорошо приклеился к текстолиту.

(Работать можно при обычном освещении, главное, чтобы не попадали прямые солнечные лучи, а хранить фоторезист нужно в темном месте).

 

  Далее кладем текстолит нашей будущей печатной платы с наклеенным фоторезистом на ровную поверхность, накрываем фотошаблоном, а сверху все это дело — оргстеклом. После чего включается ультрафиолетовая (УФ) лампа для засветки.

 

  Время засветки платы может изменяться и его необходимо подбирать экспериментально (в моем случае засветка длится три минуты).

Для определения времени засветки делается фотошаблон с цифрами 1, 2, 3, 4… (это минуты) Накрывается непрозрачным материалом и каждую минуту сдвигается от большего к меньшему.

Оно зависит от расстояния от лампы до заготовки, толщины оргстекла и мощности самой лампы (кстати засвечивать можно и не УФ лампой, а мощной «экономкой»).

  Сразу после засветки ультрафиолетовой лампой печатная плата у нас может выглядеть следующим образом:

 

   После засвета плату необходимо прогреть. При этом, рисунок становится более контрастным. Для этого плата кладется между двумя листами белой бумаги и прогревается утюгом на средней температуре в течении пяти секунд.

  На этом этапе изготовления печатной платы необходимо отмыть не засвеченный фоторезист. Для этого в емкость набирается немного воды, в которую добавляется сода (я делаю примерно 100 мл воды и чайная ложка соды). Теперь снимается вторая защитная пленка с фоторезиста. Она более толстая и иголка тут не требуется.

Снимать необходимо аккуратно, чтобы не отодрать фоторезист с платы. На краях платы он может потянуться за пленкой. В таком случае, необходимо начать снимать плёнку с другой стороны Плата помещается в раствор, каждые три минуты текстолит вынимается и под струей теплой воды протирается мягкой губкой.

Процедура повторяется до полного снятия не засвеченного фоторезиста.

 

Травление платы

  Есть множество растворов, в которых можно вытравить плату. У каждого есть свои достоинства и недостатки. Мне нравится травить платы в растворе лимонной кислоты в перекиси водорода. Данный метод мне нравится тем, что раствор не оставляет пятен, не воняет и вообще более экологически чистый.

  Для приготовления раствора необходимо растворить 30 грамм лимонной кислоты, одну чайную ложку соли (выступает в качестве катализатора) в 100 мл перекиси водорода.

Готовить раствор и дальнейшее травление платы необходимо проводить в пластиковой емкости, желательно на водяной бане. Я использую два судка (пластиковый и металлический).

В металлический судок я наливаю горячую воду, а в пластиковом судке провожу процесс травления. Травится относительно быстро (около 10 минут).

 

  Вот как выглядит процесс травления печатной платы в домашних условиях:

 

  А вот и практически готовая плата. На этом этапе необходимо отмыть оставшийся фоторезист. Для этого в ванночку наливаем горячую воду (около 70-80 градусов) и растворяем в ней соду (соду не жалеть, концентрацию делаем раз в пять больше). Оставляем минут на десять, а далее отмываем мочалкой (на этот раз можно тереть жесткой стороной)

 

  Вот как выглядит наша плата после «помывки»:

 

Сверление платы

  До того как я начал делать платы, меня всегда пугал этот вопрос. Тонким сверлом работать не просто, а сверлильный станок или дремель стоит денег. Но после первой попытки я понял, что вполне можно работать сверлом диаметром 1 мм и обычным шуруповертом (дрелью). К сожалению для более тонких отверстий шуруповерт уже не подойдет.

 Сейчас я сверлю самодельным сверлильным станком. Минимальное сверло использую диаметром 0,5 мм. (для переходных отверстий).

 

  Вот еще один пример:

Лужение печатной платы, пайка

  От этого этапа я планирую отказаться. Нет, я не говорю, что лужение это лишнее. Оно очень даже нужно. Лужение защищает медную дорожку от окисления. Просто хочу перейти на УФ маску. Плата выглядит гораздо приятней. Да и дорожка совсем спрятана, что исключает короткое замыкание (КЗ) по линиям.

  Не верьте тем, кто говорит, что для пайки (лужения) нужна паяльная станция. Я начинал паять 25-ти ваттным паяльником с тонким жалом. И прекрасно справлялся с SMD 0805 и корпусами TQFP32. Сейчас приобрел паяльную станцию.

Конечно стало удобней но незаменимой вещью ее назвать нельзя. Кстати сейчас паяю жалом К-типа. Думал приобрести себе микроволну, но настолько мелкие корпуса мне не попадались, а покупать жало так мне не хочется.

Да и жала для моей станции стоят не дешево.

 

  Для удобной пайки необходимо жало держать в чистоте. Можно не тратиться на заводские приспособы, а сделать все самостоятельно. Металлическая мочалка поможет убрать лишний припой с жала, а жесткая сторона обычной мочалки, вымоченная в аптечном глицерине прекрасно подойдет для снятия гари и окислившегося припоя.

 

  В процессе лужения флюса не жалейте. После лужения и пайки всех компонентов плату необходимо промыть. Для этого можно купить промывку для печатных плат. А можно промыть в смеси бензина «Калоша» и изопропилового спирта (особой концентрации я не придерживаюсь) это и будет заводская промывка для печатных плат, только гораздо дешевле.

  Итог всего сказанного выше: изготовление печатных плат в домашних условиях — вполне реальное и (что важно) не сильно затратное в финансовом плане предприятие, которое может позволить себе каждый! Естественно, если Вас интересует данная тема?

  Как всегда, задавайте свои вопросы или высказывайте пожелания в конце статьи в х. Мы будем рады на них ответить!

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))

Вот результат:

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.

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!

Изготовление печатных плат с помощью компьютера

Подробности Категория: Технологии

    Печатные платы для монтажа в радиотехнике очень распространены. В условиях производства существует различное оборудование, позволяющее выпускать печатные платы в больших объемах. Раньше такие платы изготовляли методами офсетной печати, отсюда и получили название «печатных».

   До появления лазерных принтеров, в домашних, любительских условиях или в радио мастерских, занимающихся ремонтом электронного оборудования печатные платы рисовали различными лаками вручную с помощью остро заточенной спички, иголок от шприца и стеклянных рейсфедеров.

Не будем говорить про качество изготовления, а тем более про производительность, при необходимости изготовления несколько одинаковых таких плат. Короче, радости было мало.

   Cмысл «лазерно — утюжной» технологии достаточно простой: распечатанный на бумаге рисунок помещается на заготовку из предварительного очищенного и обезжиренного фольгированного стеклотекстолита, тонером к фольге, после чего проглаживается обычным утюгом. Тонер с бумаги расплавляясь, переносится на фольгу.

Далее бумага размачивается в теплой воде, а печатная плата травится в растворе хлорного железа как обычно .Технологические тонкости:  Лучше всего для печати подходит мелованная бумага из глянцевых журналов. Рисунки и фотографии на страницах журнала на качество не влияют. Границы печатной платы на распечатке лучше указать при помощи перекрестий, чем рамкой.

Рамка в процессе приглаживания может потянуть за собой бумагу и исказить рисунок. Иногда бывает, переносимый рисунок приглаживается утюгом хорошо не с первого раза, поэтому желательно на одном листе бумаги отпечатать несколько его экземпляров.  Текстолитовую заготовку для платы следует вырезать так, чтобы по краям оставался запас 8 — 10 мм.

Он срезается уже после того, как плата будет готова. Это необходимо что-бы дорожки на краях рисунка получились хорошо.

   Далее необходимо положить бумагу рисунком вверх на ровную поверхность, и на нее заготовку платы фольгой вниз, ориентируя по угловым крестам. Далее края бумаги подогнуть аккуратно вовнутрь пакета.

Утюг разогреть до температуры около 200 градусов и для приглаживании пакет положить, бумагой вверх на картонную папку для бумаг или толстый журнал.  Процесс приглаживания производить сначала всей плоскостью утюга для разогрева платы, а потом приглаживать бумагу ребром утюга.

Чтобы мелованная бумага не прилипала к утюгу можно под утюг положить лист чистой бумаги.  После приглаживания, чтобы рисунок лучше зафиксировался на плате, пакет следует прикладывая другой холодный утюг остудить.  Приглаженную бумагу необходимо отмочить в теплой воде 55 — 60 градусов.

Когда бумага на плате размокнет ее следует осторожно снять. Остатки размокшего листа, прилипшие к плате, протирая пальцем, удалить.

  Если наши старания оправдались и получен оттиск хорошего качества, плату следует протравить в растворе хлорного железа.  Остатки тонера с платы после травления  удаляется бензином или ацетоном.

 Остается просверлить отверствия в плату под радиокомпоненты, зачистить еще раз мелкой наждачной бумагой и плата готова.

Изготовление печатных плат с помощью компьютера

Оборудование для мелкосерийного монтажа печатных плат и монтажа опытных образцов.

Автоматическая линия Siemens для мелкосерийного монтажа и монтажа опытных образцов печатных плат

  • Принтер полуавтомат для нанесения паяльной пасты EKRA E1
  • Установщик компонентов Siemens SIPLACE CF
  • Инспекционный конвейер ASYS
  • Конвейерная 5-зонная печь конвекционного оплавления REHM Compact 2100
    Позволяет работать по технологии бессвинцовой пайки.
  • Автоматический разгрузчик печатных плат Nutek

Участок опытного производства

Монтаж электронных блоков повышенной сложности

  • Парофазная печь с вакуумной зоной Asscon VP800
    • Вакуумная зона позволяет бороться с пустотами в паяном соединении, снижая этот показатель до 1-2% от общего объема паяного соединения. Помимо механической надежности, это помогает добиться лучших показателей по отводу тепла от электронных компонентов и обеспечению заземления микросхем.
    • Более низкая температура пайки по сравнению с конвекционными и инфракрасными печами позволяет избежать повреждений вследствие перегрева компонентов и печатной платы.
    • Равномерное распределение тепла по всей плате для работы с электронными модулями, имеющими несколько уровней в горизонтальной плоскости.
    • Пайка в инертной среде
    • Возможность одновременно паять массивные и мелкие компоненты
    • Возможность демонтажа микросхем в корпусе BGA с использование «щадящего профиля»
    • Максимальный размер платы: 320*300 мм, макс. высота электронного модуля (плата+компоненты): 55 мм

  • Установка струйной отмывки печатных плат Riebesam 23-ОЗТ, Injet 388-MCD (для плат и трафаретов)
  • Установка ультразвуковой отмывки печатных плат Finnsonic
  • Ремонтный центр HAKKO
  • Ремонтный центр FinePlacer Core
    • Предназначен для монтажа-демонтажа компонентов от 0201 до сложных микросхем в корпусах BGA, QFP, QFN и т.д. с габаритами до 50х50 мм.

Как напечатать печатную плату

Если простые радиосхемы можно паять, не задумываясь об изготовлении монтажной платы (см., например, статью «Карманное сторожевое устройство», «Наука и жизнь» № 5, 2003 г.

), то для более сложных устройств, особенно с применением микросхем, без монтажной платы не обойтись.

Лучшим выходом было бы самостоятельное изготовление печатных плат, но опытных радиолюбителей отпугивают трудности при изготовлении, а начинающие вообще не представляют, что это можно сделать своими руками.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Рисунок печатной платы готовится на компьютере в любой графической программе, например в Photoshop, причем если вам нужно повторить плату из книги или журнала, то сосканируйте оригинал и закрасьте места будущих проводников.

Можно разработать разводку печатной платы и непосредственно на экране компьютера и скомпоновать рисунок с несколькими печатными платами для вывода (1).

Перед выводом на печать не забудьте зеркально повернуть рисунок и при печати на лазерном принтере попробуйте разные режимы, чтобы получить наиболее насыщенный черный цвет (2).

Главная хитрость заключается в подборе бумаги — хорошие результаты получаются при использовании тонкой мелованной фотобумаги для струйных принтеров (foto qualite ink jet paper). В Интернете можно найти несколько страничек, например http://un7ppx.narod.ru/info/technology/plates/pl18.htm, где радиолюбители делятся опытом по подбору бумаги. Перед переносом рисунка фольгированный стеклотекстолит нужно зачистить шкуркой-нулевкой, затем наложить рисунок и с нажимом нагревать утюгом 1-3 минуты (3). При остывании тоже нужно обеспечить прижим, например вторым, холодным, утюгом. Ответственный этап операции — освобождение от бумаги: нужно дать полежать заготовке в воде минут десять и потом начинать стирать пальцем размокшую бумагу под струей воды (4). Бумага сходит довольно легко, но нужно удалить и белесый налет с мест, подлежащих травлению. Если печать получилась неудачная, смойте тонер ацетоном и попробуйте снова или исправьте ошибки цапон-лаком.

Следующий этап — травление — происходит обычным образом: растворяем в воде хлорное железо (FeCl3∙6h3O) до цвета крепкого чая и кладем плату в раствор (5).

Если вы хотите наблюдать за процессом травления, то положите плату рисунком вверх, но при этом вам придется покачивать кювету с раствором или саму плату, чтобы продукты распада не мешали дальнейшему травлению.

Когда исчезнет вся медь с незакрашенных участков, хорошо промойте плату и удалите защитное покрытие ацетоном.

При работе с хлорным железом нельзя пользоваться металлическим инструментом и нужно соблюдать минимальные меры предосторожности: обеспечить доступ свежего воздуха и не допускать попадания раствора на кожу и тем более в глаза.

Впечатляет быстрота изготовления печатных плат таким способом — за один день вы сможете придумать схему, начертить на компьютере чертеж печатной платы, напечатать ее, протравить, если нужно, нарезать (6), облудить и смонтировать детали(7).

Изготовление печатной платы на компьютере

При изготовлении аппаратуры чаще всего используется
печатный монтаж. Он практически полностью вытеснил навесной способ
монтажа. Это и понятно — ведь печатный монтаж резко увеличивает
производительность труда при сборке радиоаппаратуры, снижает ее
габариты и стоимость.

С появлением персональных компьютеров и совершенных
средств печати — лазерных принтеров, можно изготовить в
любительских условиях печатные платы хорошего качества.

Редактором печатных плат (например Sprint Layout или др.), на компьютере создается изображение
печатной платы (масштаб 1:1). Лазерным принтером, на мелованной
глянцевой бумаге от качественных иллюстрированных изданий печатают
в зеркальном виде черно-белое (проводящие дорожки черным цветом)
изображение платы. Важно, чтобы лазерный принтер оставлял четкое
изображение и не повреждал глянец. Не обращайте внимания, что на
страницах присутствует текст, фотографии и рисунки — типографское
изображение впоследствии останется на своем месте и не попадет на
плату.

Теперь нужно подготовить плату к нанесению рисунка.
Школьной «чернильной» резинкой зачищаем ее до блеска и обезжириваем
(протираем салфеткой, смоченной в спирте или ацетоне). По
возможности не используйте для зачистки
платы нождачную шкурку или бумагу
(нулевку).

Рисунок печатной платы прикладывается тонером к
фольге, края листа заворачивают. Заготовку кладут на ненужный
журнал или пачку газет рисунком вверх. Сверху
накрывают листом чистой писчей бумаги и проглаживают горячим утюгом
в течение 10…25 с. Тонер от нагревания размягчается и надежно
сцепляется с фольгой заготовки. После остывания заготовки аккуратно
снимают лист.

Данный способ нанесения рисунка печатной палаты
требует определенных навыков в работе. Тип бумаги, температура
утюга и время проглаживания выбираются опытным путем.

После исправления найденных дефектов плату помещаем
в пластмассовую ванночку с раствором хлорного железа для травления.
Желательно установить плату на какие либо стоечки фольгой вниз, для
избежания прямого контакта с дном емкости. Покачивание
ванночки с раствором и его перемешивание увеличивают скорость
травления. Время от времени плату вынимают из ванночки, чтобы
контролировать процесс травления и не допустить подтравливания
дорожек. После полного вытравливания всех незащищенных участков
платы ее вынимают из раствора и тщательно промывают в проточной
воде.

После сушки удаляют покрытие ацетоном,
растворителем 646. Следует еще раз проконтролировать качество
травления, недостаточно протравленные участки фольги удаляют
скальпелем. По рисунку накерниваем отверстия для выводов
радиодеталей и крепления платы. Сверлим отверстия диаметром
0,8…1,5 мм для радиоэлементов и 2,5…3,5 мм — для крепления
платы.

Плату повторно зачищают резинкой, обезжиривают и
покрывают канифольным лаком. Припоем ПОС-61 залуживают контактные
площадки. Теперь плата готова к монтажу элементов. Канифольный лак
с поверхности платы по окончании монтажа можно не удалять, он
предохраняет дорожки от окисления.

Печатная плата

Печатная плата со смонтированными на ней электронными компонентами.
Гибкая печатная плата с установленными деталями объёмного и поверхностного монтажа.
Чертеж платы в CAD-программе и готовая плата
Две макетных платы для микроконтроллера ATmega8. На левой плате: сверху место для силовых транзисторов, под ним разъём программатора. В центре место для микросхемы, слева от неё — место для «кварца». По кромке платы проведены дорожки питания и «земли».
Разрез многослойной печатной платы с микросхемой в корпусе BGA. Сверху видно кремниевый кристалл. Коричневые полоски — медь дорожек и переходного отверстия (англ.)русск.. Зелёные участки — паяльная маска.

Печа́тная пла́та (англ. printed circuit board, PCB, или printed wiring board, PWB) — пластина из диэлектрика, на поверхности и/или в объёме которой сформированы электропроводящие цепи электронной схемы. Печатная плата предназначена для электрического и механического соединения различных электронных компонентов. Электронные компоненты на печатной плате соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка обычно пайкой.

Устройство

В отличие от навесного монтажа, на печатной плате электропроводящий рисунок выполнен из фольги, целиком расположенной на твёрдой изолирующей основе. Печатная плата содержит монтажные отверстия и контактные площадки для монтажа выводных или планарных компонентов.

Кроме того, в печатных платах имеются переходные отверстия для электрического соединения участков фольги, расположенных на разных слоях платы.

С внешних сторон на плату обычно нанесены защитное покрытие («паяльная маска») и маркировка (вспомогательный рисунок и текст согласно конструкторской документации).

Виды печатных плат

В зависимости от количества слоёв с электропроводящим рисунком печатные платы подразделяют на:

  • односторонние (ОПП): имеется только один слой фольги, наклеенной на одну сторону листа диэлектрика;
  • двухсторонние (ДПП): два слоя фольги;
  • многослойные (МПП): фольга не только на двух сторонах платы, но и во внутренних слоях диэлектрика. Многослойные печатные платы получаются склеиванием нескольких односторонних или двухсторонних плат[1].

По мере роста сложности проектируемых устройств и плотности монтажа увеличивается количество слоёв на платах[1].

По свойствам материала основы:

  • Жёсткие
    • Теплопроводные
  • Гибкие

Печатные платы могут иметь свои особенности в связи с их назначением и требованиями к особым условиям эксплуатации (например, расширенный диапазон температур), или особенности применения (например, платы для приборов, работающих на высоких частотах).

Материалы

Основой печатной платы служит диэлектрик, наиболее часто используются такие материалы, как стеклотекстолит, гетинакс.

Также основой печатных плат может служить металлическое основание, покрытое диэлектриком (например, анодированный алюминий), поверх диэлектрика наносится медная фольга дорожек.

Такие печатные платы применяются в силовой электронике для эффективного теплоотвода от электронных компонентов.

Для дальнейшего улучшения тепловых характеристик металлическое основание платы может крепиться к радиатору.

В качестве материала для печатных плат, работающих в диапазоне СВЧ и при температурах до 260 °C, применяется фторопласт, армированный стеклотканью (например, ФАФ-4Д)[2], и керамика. Такие платы имеют следующие ограничения:

  • в керамике обычно невозможно выполнение отверстий, а в ФАФ-4Д — металлизация отверстий;
  • сами по себе такие платы не могут быть несущей конструкцией, поэтому используются совместно с подложкой (основанием).

Существуют современные материалы и технологии, позволяющие преодолеть первое ограничение, но не второе.

Гибкие платы делают из полиимидных материалов, таких как каптон.

Конструирование

Конструирование плат происходит в специализированных программах автоматизированного проектирования. Наиболее известны Altium Designer, P-CAD, OrCAD, TopoR, Specctra, Proteus, gEDA, KiCad и др.[3] Сам процесс конструирования в русском языке часто именуют сленговым словом разводка, подразумевая процесс прокладки проводников.

Стандарты

В России существуют стандарты на конструкторскую документацию печатных плат в рамках Единой системы конструкторской документации:

  • ГОСТ 2.123-93 «Единая система конструкторской документации. Комплектность конструкторской документации на печатные платы при автоматизированном проектировании»;

Пленочный фоторезист. Изготовление печатных плат в домашних условиях. — Avislab

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

На слой меди наносится фоточувствительный слой. Далее через фотошаблон засвечиваются (обычно ультрафиолетом) определенные участки, после чего в специальном растворе смываются ненужные участки фоточувствительного слоя. Таким образом, формируется необходимый рисунок на медном слое. Далее следует обычное травление. Наносить фоторезист на текстолит можно разным способом.

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

Если Вы хотите получить качественную печатную плату с проводниками менее 0.4мм и расстоянием между проводниками 0.2 мм Вам понадобиться нормальный текстолит. На фото ниже приведено два куска текстолита.  Понятно, что на поцарапанный, грязный текстолит пленка фоторезиста ляжет плохо. Возьмите сразу нормальный. И храните хотя бы в газетке, чтобы не царапать его. «Левый» текстолит можно применить, если на плате толстые дорожки (0.5…1 мм) и между проводниками, хотя бы 0.4мм., и Вам не придется показывать плату посторонним людям.

Подготовка и очистка текстолита

Текстолит разрезаем на заготовки нужного размера. В домашних условиях это можно сделать ножовкой по металлу. Текстолит толщиной до 1мм можно резать обычными канцелярскими ножницами. Заусенцы убираем напильником либо наждачной бумагой. При этом не царапаем поверхность текстолита! Если поверхность медной фольги грязная, или хотя бы замацана пальцами — фоторезист может не пристать — прощай качество. Так как после «разделки» мы имеем «грязный» текстолит, следует провести химическую очистку.

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

Наклейка фоторезистивной пленки – самая ответственная операция при производстве плат этим способом. От аккуратности выполнения этой операции зависит качество полученного результата. Все операции с фоторезистом можно выполнять при слабом электрическом освещении. После просушки текстолит должен остыть. Фоторезист можно клеить и на теплый текстолит, но при этом у вас будет только одна попытка. К теплой поверхности пленка фоторезиста прихватывается намертво. Отрезаем кусок фоторезиста с небольшим запасом, таким образом, чтобы он полностью покрывал нашу заготовку + 5 мм с каждой стороны. Осторожно острым ножом с краю поддеваем мягкую пленку (если фоторезист в рулоне, обычно это внутренняя сторона). Верхнюю защитную пленку пока не снимаем!

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

Фотошаблон распечатываем на пленке для лазерного принтера или на пленке для струйного принтера. Фото для сравнения:

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

Поскольку в статье сделан упор на применение бытовых устройств, мы будем использовать подручные средства, а именно: обычный настольный светильник. Вкручиваем в нее обычную ультрафиолетовую лампу, купленную в магазине электротоваров. В качестве стеллажа используем коробку от компакт диска, если нет подходящего листа оргстекла.

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

Существуют специальные проявители для фоторезиста, которые можно купить в специализированных магазинах электроники. В интернете можно прочитать, что можно проявлять содой, но обязательно каустической (каустическая сода — это едкий натрий( NaOH)).  Я покупал специальный проявитель, который представляет собой ни что иное, как этот едкий натрий( NaOH). Потом, чтобы не выбрасывать деньги на ветер, покупал средство для прочистки труб «Крот», собственно в его состав входит тот же самый это едкий натрий( NaOH), а больше туда ничего и не входит.

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

Раствор: Наиболее популярный раствор для травления печатных плат — хлорное железо. Но меня утомили рыжие пятна, и я перешел на персульфат аммония, а затем персульфат натрия. Подробности об этих веществах можно найти в поисковых системах. От себя скажу, что процесс травления происходит приятнее. И хотя персульфат натрия стоит несколько дороже хлорного железа, я все равно его не брошу, потому что он хороший.

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

Чем лудить? Способов лужения много. Предполагаем, что у Вас нет специальных устройств и сплавов, поэтому нам подойдет самый простой способ. Покрываем плату флюсом и лудим обычным припоем с помощью паяльника и медной оплетки.  Кто-то привязывает оплетку к паяльнику, я приспособился держать паяльник в одной руке, оплетку в другой. В этом случае удобнее использовать держатель плат ! Для лужения плат использую такой флюс (он легче отмывается). Но можно и спиртовым раствором канифоли.

P.S.

Напоследок список материалов и инструментов, которые нам понадобились:

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!

Изготовление двухсторонней печатной платы при помощи пленочного фоторезиста ПНФ-ВЩ

См. также пример работы с фоторезистом ORDYL Alpha 350

В комментариях к заметке про плату-переходник граждане попросили рассказать о том, как я делаю печатные платы с помощью фоторезиста. Несколько подобных просьб пришли также по асе и на электромыло. Хотя я и считаю, что по теме «Изготовление печатных плат в домашних условиях» материала в Интернете и так предостаточно, всё же решил пойти навстречу людям и накропал-таки заметку про фоторезист (файл .pdf, в акробате доступно содержание (букмарки) слева от текста), в ходе которой описал изготовление вот такой вот двухсторонней платы:

Внимание! Всё, что в данной «электронной» заметке идет под грифом «UPD» еще не вошло в заметку «бумажную»! Это следует учитывать при прочтении «бумажной» заметки.

Долго решал, каким образом оформить заметку на сайт. Ибо заметка в формате *.pdf (буду называть ее «бумажная») получилась довольно увесистой (107стр.; 14 метров в архиве), поскольку я постарался подробно изложить в ней все этапы «моего» процесса изготовления печатной платы (ПП). Ну и просто тупо скопировать ее в топик было бы, мягко говоря, неправильно. А посему в итоге решил запостить на сайт основные тезисы из бумажной заметки, снабдив их некоторыми картинками и видеороликами. А уж читатели после ознакомления с таким «превью» сами решат, стоит ли качать архив с файлом *.pdf размером 14Мб.

Итак, рассмотрим изготовление двухсторонней базовой платы для модулей индикации DM-LD0104x-01-xxx, REV.1. Данная ревизия включает в себя исправление некоторых багов первоначальной версии. «В бумаге» эта ревизия давно готова, но вот сделать ПП с ней всё как-то руки не доходили. Ну, а тут такой повод!

Внешний вид проекта ПП:

Мои заготовки фольгированного стеклотекстолита имеют конкретные размеры (так проще и дешевле). Габаритные размеры самой маленькой заготовки – 150х100мм. А габаритные размеры изготавливаемой печатной платы составляют 49,85х32,00мм. Поэтому на стеклотекстолитовой заготовке с учетом размеров «мертвой» зоны поместится 4 платы DM-LD0104x-01-xxx, REV.1:

Поскольку плата двухсторонняя, при ее изготовлении нужно будет как-то совмещать разные слои (стороны). Для этой цели я использую реперные отверстия, которые располагаю несимметрично (это позволит в дальнейшем избежать путаницы с ориентацией фотошаблонов при наложении их на заготовку ПП):

Далее нужно изготовить и слегка доработать заготовку из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита. Размеры заготовки, повторюсь, 150х100мм. А доработка включает в себя просто снятие напильником фаски с краев заготовки ПП (с обеих ее сторон) для хорошего прилипания фоторезиста по всей ее поверхности:

Теперь изготавливаем заготовки из фоторезиста под размеры стеклотекстолита. Следует отметить, что при изготовлении печатных плат я использую сухой пленочный негативный фоторезист ПНФ-ВЩ российского производства. Данный фоторезист имеет трехслойную структуру:

Я размечаю нужные размеры заготовок на матовой стороне фоторезиста при помощи линейки и маркера. А затем разрезаю фоторезист на куски по этим раскроечным линиям обычными ножницами (не «безопасным» тупым вариантом, это важно):

Обратите внимание, что при нарезке фоторезиста ножницы я просто веду по линии отреза, а не делаю ими стандартное «хряп-хряп». Это важно, поскольку в противном случае можно в дальнейшем хлебнуть геморроя при отрыве защитной матовой пленки в процессе накатки фоторезиста на поверхность заготовки ПП.

После нарезки фоторезиста прячем его в секретное темное место (коробку или шкаф), чтобы он не засветился ненароком. Далее печатаем на пленке фотошаблоны двух «медных» слоев (для сторон TOP и BOTTOM) и двух слоев маски:

Настоятельно рекомендую использовать для этого струйный принтер – качество фотошаблона получается намного лучше. Ну, а для тех счастливчиков (к коим отношусь и я сам), которые имеют доступ только к лазерникам, опишу процесс допиливания шаблонов до более-менее рабочего состояния.

Итак, после того, как лазерный принтер выплюнул требуемые фотошаблоны, смотрим через них на небо и ужасаемся – «темные» участки шаблонов настолько прозрачны, что плакать хочется:

Ни о каком нормальном экспонировании, естественно, не может идти и речи. Однако, данный косяк вполне лечится – либо ретушированием (что очень долго), либо химическим путем (что относительно дорого, но быстро). Я выбираю второй способ: использую волшебный баллончик с затемнителем тонера «Kruse» (на фото – справа). Принцип работы с затемнителем прост – пшыкаешь его на фотошаблон, сразу после пшыканья дуешь на тонер, а затем радуешься результату:

А результат и впрямь довольно неплох (из видео это не очень понятно):

Конечно, затемнитель не в силах исправить геометрические искажения изображения на фотошаблоне, вносимые при печати лазерником. Но вот поправить жадность принтера до тонера – вполне способен.

UPD: Притащили мне тут девушки из снабжения новую партию затемнителя. Те же самые баллоны, картинки на них такие же, но! Ведет себя затемнитель из данной партии с точностью до наоборот: если после пшыканья на него сразу дуть — он, зараза, ни хера не затемняет. Испаряется, что ли — я так и не понял. После третьего шаблона, который не удалось затемнить, я со злости набрызгал затемнителя от души еще на один шаблон и пошел курить. А когда пришел, чуть не прослезился от счастья — тонер на шаблоне стал чорным-чорным, аки твой сотона. Повторюсь — баллоны на вид те же самые, только дата изготовления отличается. Так что, видимо, стратегию работы с затемнителем надо выяснять «по месту», для конкретного баллона химиката.

Далее перед накаткой фоторезиста на поверхность заготовки ПП нужно просверлить реперные отверстия в стеклотекстолите. Берем иголку и молоток (или что-нибудь его заменяющее, например, кусачки/пассатижи), наклеиваем скотчем на заготовку ПП один из фотошаблонов «медного» слоя (накладывать шаблон нужно тонером вниз!) и размечаем (керним) точки, в которых реперные отверстия должны располагаться:

Дальше снимаем с заготовки ПП фотошаблон и сверлим реперные отверстия (сверлить их нужно строго перпендикулярно поверхности заготовки ПП):

Далее можно переходить к нанесению фоторезиста на поверхность заготовки ПП (накатке). Сразу скажу – для накатки я использую вот такой ламинатор (хотя по первому времени после ЛУТа юзал строго утюг):

Включаем его на прогрев (температуру я ставлю почти на максимум). И пока он греется, подготавливаем к накатке фоторезиста поверхность заготовки ПП. Сначала удаляем окислы меди и отпечатки пальцев различных людей с одной стороны заготовки (зашкуриваем поверхность «до зеркала»). Я это делаю на станке при помощи секретной приспособы из губки для очистки нагара:

(Примечание: для записи данного видео был привлечен другой «оператор». Ну и, соответственно, раскрылся он во всей красе:) Однако, сам процесс зашкуривания он вроде нормально заснял).

Затем обезжириваем зашкуренную сторону (я обезжириваю спиртом, делаю три прохода тряпками разной степени загрязненности):

Ну а теперь можно накатывать фоторезист. Берем одну из заготовок фоторезиста, изготовленных ранее. Первым делом необходимо снять с заготовки матовую защитную пленку. Для этого сначала ножницами срезаем наискось край угла заготовки. Много срезать не надо, достаточно 3-4мм в самом широком месте отрезанного куска.

На линии дополнительного среза отделяем от фоторезиста матовую пленку и немного (буквально на пару сантиметров) отводим ее от угла. Затем ее необходимо отвести на 1-2см вдоль всего узкого края заготовки из фоторезиста.

Берем матовую пленку за отогнутый край (примерно посередине) и медленно тянем ее к противоположному краю заготовки. После того, как матовая пленка будет полностью удалена, кладем заготовку ПП зашкуренной стороной вверх и накладываем на нее заготовку из фоторезиста светочувствительным слоем вниз.

Теперь нажимаем на середину той стороны, которую держали пальцами и проглаживаем пальцами эту сторону от центра к краям. Область проглаживания не должна заходить больше, чем на 1,5-2,0см от края заготовки. В процессе проглаживания светочувствительный слой за счет давления пальцев приклеится к фольге. Всё, положение заготовки из фоторезиста надежно зафиксировано на заготовке ПП:

Дальше сразу же несу полученный бутерброд к разогретому ламинатору. Говорю ламинатору, чтоб начал крутить прижимающие валы. Сую бутерброд в ламинатор той стороной, где фоторезист приклеен к фольге, и даю передним валам засосать бутер на 1,0-1,5см. Сразу после этого выключаю мотор ламинатора.

Беру пальцами левый свободный угол заготовки фоторезиста (это угол на стороне, которая еще не засосана валами) и поднимаю его немного вверх. Правой рукой снова включаю мотор ламинатора и ей же быстро подхватываю второй свободный угол фоторезиста, болтающийся в воздухе. После этого свободную сторону заготовки фоторезиста поднимаю вверх по максимуму (но без натяга, это важно!) и по мере прохода заготовки ПП через валы понемногу опускаю. Полностью отпускаю заготовку фоторезиста только тогда, когда вижу, что ламинатор намеревается сожрать мои пальцы.

После того, как фоторезист полностью накатан на заготовку ПП, прогоняю полученную «конструкцию» через ламинатор еще два-три раза.

На одну сторону заготовки ПП фоторезист накатан. Само собой, накатка на вторую сторону заготовки осуществляется аналогично. Но есть тут пара тонкостей.

Во-первых: шкурить нужно быстро или в темном помещении во избежание засветки накатанного фоторезиста (см. свойства фоторезиста). Во-вторых, при обезжиривании второй стороны заготовки ПП не нужно лить много спирта на тряпки. Лучше протереть поверхность лишний раз, если обезжириватель быстро испаряется с поверхности тряпки. Иначе он протечет через реперные отверстия на ту сторону заготовки, где накатан фоторезист, и если спирта слишком много – растворит довольно большие области светочувствительного слоя вокруг отверстий, вплоть до тех мест, где должен будет располагаться токопроводящий рисунок ПП. Ну и в-третьих (самых, наверное, важных) – перед накаткой фоторезиста на вторую сторону заготовки печатной платы необходимо проткнуть иголкой лавсановую пленку на первой стороне в местах расположения реперных отверстий. Иначе будет вот так:

Запоротый фоторезист вокруг отверстий в 9 случаях из 10 приходится дополнительно ретушировать. Так что – не будем усложнять себе жизнь. В остальном же накатка фоторезиста на вторую сторону заготовки ПП полностью повторяет процесс накатки на первую сторону.

Переходим к экспонированию фоторезиста. Совмещаю фотошаблоны, на которых нарисован токопроводящий рисунок ПП, с реперными отверстиями на заготовке ПП:

Приклеиваю шаблоны к заготовке узким канцелярским скотчем (пузыри и складки на скотче – уничтожить!). Затем тащу полученный бутерброд к установке для экспонирования:

Накрываю заготовку ПП стеклом (толщина 4мм), прижимаю стекло к столу грузами. А затем засвечиваю каждую сторону заготовки по 1мин. 45сек.:

О том, как примерно оценить оптимальное время засветки фоторезиста, есть отдельный раздел в бумажной заметке.

Теперь засвеченный фоторезист надо проявить. Готовим проявочный раствор (секретный рецепт – 2 чайных ложки кальцинированной соды на 0,5л теплой воды):

Температура воды: +35*С – +45*С. Надо трясти бутылку до тех пор, пока почти все комки соды не растворятся.

UPD: Было выяснено, что слишком большая концентрация кальцинированной соды в растворе, как ни странно, приводит к тому, что незакрепленный фоторезист в проявочном растворе толком не растворяется. Так что сыпать в воду килограммы соды не следует.

Далее включаем ламинатор на прогрев (температура печки – прежняя). А затем проявляем фоторезист. Наливаем в ванну для проявки полученный ранее чудо-раствор. Также бросаем в нее заранее приготовленный клочок ваты, чтоб отмокал (так с ним проще работать) и зубную щетку. Затем берем заготовку ПП с засвеченным фоторезистом и отклеиваем от нее фотошаблоны. Снимаем лавсановую пленку с поверхности фоторезиста. И погружаем заготовку ПП в ванну с раствором:

Трём поверхность заготовки ватой/щеткой до тех пор, пока практически весь незасвеченный фоторезист не будет смыт. Когда такой момент наступил, необходимо срочно мчаться промывать плату под струей проточной воды, а после промывки лучше промокнуть заготовку сухим полотенцем:

После промывки фоторезист нужно задубить, чтобы повысить его механическую прочность. И еще – чтобы он не отваливался от платы в процессе травления. Я «дублю» фоторезист, как многие считают, довольно своеобразно – просто тупо оборачиваю промытую и слегка влажную заготовку ПП листом писчей/офисной бумаги и прокатываю ее два-три раза через нагретый ламинатор (напомню, включать его на прогрев нужно до процесса проявки фоторезиста):

Температура печки ламинатора – такая же, как и при накатке фоторезиста. Всё, на этом процесс «дубления» завершен. Далее снимаем бумагу с заготовки ПП. И если вдруг оказывается, что бумага наглухо прилипла в некоторых местах к фоторезисту (речь о тех местах, где фоторезист должен быть закрепленным) – это явный признак того, что фоторезист недосвечен.

Можно начинать процесс травления. Перед удалением ненужной меди с заготовки ПП необходимо внимательно просмотреть проявленный рисунок токопроводящего слоя на предмет обрыва дорожек и наличия дырок в полигонах. Если таковые имеются, необходимо срочно замазать их перманентным маркером (заретушировать) или заляпать скотчем. Также неплохо бы поискать места с несмытым в процессе проявки фоторезистом. Если они найдутся – лучше процарапать данные области иголкой или канцелярским ножом. Конечно, есть весьма ненулевая вероятность вытравливания меди в этих зонах и без дополнительного процарапывания (особенно при использовании качественного и свежего травильного раствора), но, на мой взгляд – лишний раз рисковать ни к чему.

Травлю платы я водным раствором хлорного железа (железо/вода – 1,0/3,0 или 1,0/2,5). В качестве емкости (ванны) для травления использую «джакузи» – вертикальный аквариум с волшебными пузырьками, нагнетаемыми в жидкость через ПВХ трубку при помощи аквариумного компрессора:

Закидываю заготовку в травильный раствор и обычно иду курить. Процесс исчезновения ненужной меди контролирую каждые 5-6 минут. А когда видно, что до окончания травления осталось совсем немного – каждую минуту.

По окончании процесса травления плата приобретает вот такой вид:

Отмечу, что после вынимания из травильной ванны заготовку обязательно нужно промыть под струей проточной воды.

Всё, фоторезист на медной поверхности нам больше не нужен, поэтому его нужно как-то удалить. Я для этих целей использую ацетон и ванну, в которой проявлял фоторезист. Просто кладу заготовку ПП в ванну, заливаю ее ацетоном и жду, пока фоторезист не начнет сворачиваться калачиком. А потом легким движением руки сметаю отвалившийся фоторезист с обеих сторон заготовки ПП (прямо в ацетоне):

После того, как заготовка вынута из ацетона, протираю ее поверхность какой-нибудь плохонькой тряпкой.

Далее приступаю к сверлению отверстий. Уже более двух лет дырки в платах сверлит вместо меня станок, поэтому никаких фото/видео про сверловку я делать не хотел. Однако, мой кинооператор настоял на том, чтобы ролик с демонстрацией работы станка в заметке присутствовал. Ну и – хорошему человеку я отказать не смог:

UPD: Очень долго думал — чего ж мне покою-то не дает?:) Чего-то в заметке не хватало. Теперь дошло — раз уж выложил видео работы станка, то неплохо бы указать его модель. Я использую в работе станок EP-Q от конторы EVERPRECISION.

Здесь хотелось бы обратить внимание вот на что. На данном этапе сверловки я не использую свёрл с диаметром, превышающим 1,8мм. Т.е. сверлю, конечно, все отверстия, но не все – требуемого диаметра. Связано это с необходимостью последующего изготовления слоя паяльной маски (в моем случае – фоторезистивной). Дело в том, что при накатке фоторезиста на поверхность заготовки ПП с «большими» (т.е. с диаметром, превышающим 1,8-2,0мм) отверстиями после этих самых «больших» отверстий часто образуются нехеровые такие складки фоторезиста. Бывает, что вместе со складками возникают также пузыри. Думаю, связано это с тем, что фоторезист «проваливается» в «большие» отверстия. Для понимания причин возникновения складок можно накрыть стакан, поставленный дном вниз, полотенцем, а затем чуть вдавить полотенце внутрь стакана. Наверное, примерно то же самое происходит и с фоторезистом в «большом» отверстии, только тут есть еще и отягчающее обстоятельство – высокая температура печки ламинатора. Во избежание возникновения складок на паяльной маске и приходится сначала сверлить все отверстия тонкими сверлами, а после изготовления слоя маски (и, обычно, шелкографии) рассверливать некоторые из них до требуемого по проекту диаметра.

Просверленная заготовка ПП выглядит следующим образом:

Теперь (если есть необходимость) можно наносить паяльную маску. Я ее изготавливаю из фоторезиста. Сразу хочу предупредить – фоторезистивная маска не идет ни в какое сравнение с настоящей (которая «фирменная»). Цвет не тот, механическая прочность не та, растворяется ацетоном, да и вообще – на вид «совсем не то». Еще одним минусом фоторезистивной маски является неравномерность ее нанесения на плату и обгрызанные края практически всех участков маски:

Однако, мне для моих скромных потребностей фоторезистивной маски вполне хватает. Для меня в первую очередь важно, чтобы припой не растекался по полигонам и дорожкам. И в обычном режиме монтажа деталей маска из фоторезиста с этой задачей успешно справляется. Не знаю, конечно, как она отнесется к поверхностному монтажу элементов с использованием фена, ибо я юзаю в работе обычный паяльник.

Наверное, уже понятно, что процесс изготовления фоторезистивной маски практически ничем не отличается от нанесения рисунка токопроводящего слоя печатной платы на фольгу заготовки. И это действительно так, за исключением пары моментов.

Момент первый – для совмещения фотошаблона слоя маски с рисунком проводников совершенно необязательно использовать реперные точки. Я совмещаю шаблон с проводниками просто «на глаз», стараясь при этом минимизировать влияние кривизны фотошаблона на совпадение будущего рисунка маски и контактных площадок. И второй момент – при изготовлении фоторезистивной маски я сперва делаю слой маски на одной стороне заготовки ПП, и только затем – на другой (а не совмещаю накатку, проявку и дубление фоторезиста для обеих сторон сразу, как в случае нанесения токопроводящего рисунка). Потому что для нормального нанесения фоторезиста на обе стороны заготовки надо протыкать дырки в лавсане, а при их количестве, превышающем 50-100шт., это довольно утомительно.

В остальном же процесс изготовления фоторезистивной маски аналогичен процессу нанесения токопроводящего рисунка на фольгу заготовки ПП. Поскольку этот процесс был подробно описан ранее, для изготовления маски приведу лишь последовательность операций, которые необходимо будет произвести.

1. Выбираем какую-либо сторону заготовки ПП и зашкуриваем ее «до зеркала». Здесь необходимо контролировать степень выпирания краев отверстий. В идеале по окончании процесса зашкуривания должно быть на ощупь непонятно, где эти самые отверстия расположены (т.е., края отверстий не должны выпирать), иначе фоторезист в просверленных местах накатается плохо.

2. Обезжириваем зашкуренную поверхность.

3. Накатываем фоторезист на обезжиренную сторону заготовки ПП. Температура печки ламинатора – такая же, как при нанесении рисунка токопроводящего слоя на фольгу заготовки.

4. Накладываем фотошаблон слоя маски на накатанный фоторезист, совмещаем его с токопроводящим рисунком ПП.

5. Экспонируем фоторезист.

6. Проявляем проэкспонированный фоторезист (я использую для этого тот же проявочный раствор, что и для проявки токопроводящего рисунка ПП).

7. Дубим проявленный фоторезист. Я прокатываю заготовку ПП с проявленным фоторезистом через ламинатор три раза.

Маска для одной из сторон заготовки ПП изготовлена:

Далее повторяем действия, изложенные в пп.1-7 для другой стороны заготовки.

Теперь хотелось бы сказать несколько слов о шелкографии. Я делаю слой маркировки элементов при помощи тонера (технология – слегка модифицированный ЛУТ). И именно из-за применения этой технологии на сторону печатной платы, содержащую ярко выраженные неровности (в частности, дорожки и пады), шелкографию толком не нанесешь (в бумажной заметке объясняется – почему). Вместо относительно четкой маркировки будем иметь унылое говно:

Однако, сам по себе процесс изготовления шелкографии я всё же решил запечатлеть. Распечатываем слой шелкографии для какой-нибудь платы на офисной бумаге. Затем берем кусок одностороннего стеклотекстолита и приклеиваем к его стороне, не содержащей фольгу, распечатанный рисунок (тонером, разумеется, вниз). Я клею бумагу к текстолиту на два небольших куска двухстороннего скотча. А затем полученный бутерброд прогоняем дважды через ламинатор при постоянном воздействии затемнителя тонера:

Температура печки ламинатора – такая же, как для рисунка дорожек и для слоя маски. Второй раз бутер через ламинатор надо прогонять «обратной» стороной вперед, это важно (см. бумажную заметку). В результате примененного метода рисунок на поверхности стеклотекстолита выглядит так:

Ну и осталось только покрыть чем-то медь, чтоб не окислялась, рассверлить нужные отверстия, да обрезать платы по контуру. Для защиты меди от окислов я применяю канифольную пыль, растворенную в спирте. Берем кисточку, макаем ее в раствор канифоли и начинаем «лачить» плату:

А далее рассверливаем «большие» отверстия сверлом соответствующего диаметра и обрезаем платы по контуру. Я режу платы на гильотине:

После обрезки, возможно, нужно будет доработать границы каждой платы для придания им законченного вида. Я для того, чтобы края ПП не были острыми и/или с зазубринами всегда снимаю с границы печатной платы фаску губкой для очистки нагара или бархатным напильником. И наконец-то мы можем полюбоваться результатом своих трудов:

На этом процесс изготовления двухсторонней печатной платы завершен. Я надеюсь, что сполна выполнил свое обещание рассказать людям о «моем» процессе изготовления ПП. Ну а для тех, кому хочется узнать о данном процессе более подробно/полно, как уже говорил выше, существует бумажная заметка.

Ну а в целом – желаю всем удачи в процессе изготовления хороших печатных плат!

Примечание: все вопросы лучше валить в камменты после заметки, так как не факт, что я смогу на них на все ответить. А вот шансы на то, что в сообществе найдется более прошаренный человек по твоей теме — довольно хорошие. Но уж если зарегистрироваться на сайте совсем никак — можно воспользоваться возможностями электрической почты: [email protected]

Содержание архивов:

PCB_2Side_Hardware.zip (285кБ):
DM-LD0104x-01_ИЗМ_1.lay – файл изготавливаемой печатной платы (формат «Sprint Layout 5.0»).

PCB_2Side_Describe.zip (14МБ):
Изготовление_ПП_(2ст)_ПНФ-ВЩ_v1.0.pdf – бумажная заметка о изготовлении двухсторонней печатной платы с картинками и пояснениями к ним.

PCB_2Side_Video1.zip (112МБ):
1_Нарезка_ФР.avi – видео раскройки фоторезиста;
2_Затемнитель.avi – видео работы с затемнителем тонера;
3_Реперные.avi – видео разметки реперных отверстий;
4_Зашкуривание.avi – видео зашкуривания медной фольги заготовки ПП;
5_Обезжиривание.avi – видео обезжиривания зашкуренной поверхности;
6_Наложение.avi – видео наложения фоторезиста на поверхность заготовки ПП;
7_Накатка.avi – видео накатки фоторезиста на поверхность заготовки ПП;
8_Раствор.avi – видео приготовления проявочного раствора.

PCB_2Side_Video2.zip (154МБ):
9_Проявка.avi – видео проявки фоторезиста;
10_Промывка.avi – видео промывки проявленной заготовки;
11_Дубление.avi – видео дубления фоторезиста;
12_Ацетон.avi – видео сворачивания закрепленного фоторезиста в ацетоне;
13_Сверловка.avi – видео работы сверловочного станка;
14_Шелкография.avi – видео процесса нанесения слоя шелкографии на стеклотекстолит;
15_Флюс.avi – видео покрытия заготовки ПП защитным флюсом.

PCB_2Side_Video_Low.zip (67МБ):
Все видеоролики из данной заметки в очень ужасном качестве.

Самостоятельное изготовление печатных плат — это очень просто !

Введение.

Современное производство электронного оборудования невообразимо без использования печатных плат, в производстве которых методика, использующая фотолаки является одной из основных. Это в равной степени относится и к индустриальному производству и к штучному изготовлению прототипов плат или небольших серий, ежедневно разрабатываемых и изготовляемых для электронной промышленности. Для этих целей и было важно разработать фотолак, отвечающий следующим требованиям:

  • простота использования;
  • всегда готовый к использованию;
  • легко-удаляемый и при этом устойчивый к травильным кислотам;
  • высокие экспозиционные свойства;
  • невысокие затраты при производстве

Всем перечисленным качествам в полной мере соответствует продукт KONТAKT CHEMIE лак-фоторезист POSITIV 20.

Забудьте про все проблемы, с которыми вы сталкивались раньше при изготовлении печатных плат. Использование средства Positiv 20 в производстве плат упрощает процесс их изготовления до уровня детской игры. С Positiv 20 экспозиция изображения производится с позитива напрямую без промежуточного изготовления негативных отображений, и после проявки вы получаете качественное контрастное изображение дорожек, дающее все преимущества совершенства копии. Независимо от размера или формата вы можете покрывать материалы самостоятельно свето-чувствительным фотолаком фоторезистом. Сама процедура несложна, практична и относительно недорога при подготовке штучных или мелкосерийных изделий. Аэрозольной упаковки 200 мл — обычно достаточно для покрытия 4 м2 (43 кв.фута) медного покрытия. Из упаковки меньшего объема — 75 мл можно обработать приблизительно 2 м2 метра (21 кв.фута).

Следующие ниже пункты памятки позволят техникам-специалистам и любителям изготовить печатные платы без предшествующего опыта.

1. Предварительная обработка — очистка поверхности.

Поверхность, на которую будет наноситься фоторезист должна быть абсолютно чистой. Применяйте для обезжиривания только качественные моющие средства. Протирайте медное покрытие тряпкой смоченной моющим составом. После обработки составами типа VIM, ATA или подобных медь приобретает яркий цвет, удаляются все окислы и загрязнения. После обработки моющим составом промойте плату в большом количестве воды для удаления любых остатков и абразивных включений. Качество обработки можно проверить направив на поверхность воду из крана — капли влаги не должны задерживаться на чистой поверхности. После обработки, не допускайте контакта поверхности с любыми другими растворителями (типа Ацетон, спирт). После промывания пластины необходимо сушить между листами гигроскопичной бумаги, принимая во внимание особую осторожность при обращении с платами во избежание оставления отпечатков пальцев на очищенной поверхности. Перед нанесением фотолака, поверхность должна быть абсолютно чистой и сухой. Фотолак нужно наносить сразу после очистки поверхности, с тем чтобы исключить появление оксидной пленки.

2. Применение.

Для применения фоторезиста Positiv 20 нет необходимости в темной комнате, так как в жидком состоянии фоторезист малочуствителен к свету, но работы должны проводиться при рассеяном свете, исключая возможность прямого попадания на поверхность солнечных лучей или близкого расположения с местом проведения работ источников яркой освещенности. Также, очень важно, чтобы в помещеннии где производятся работы не было движения воздуха (сквозняки и пр.) и работа велась в свободной от пыли атмосфере. Содержимое баллонов — фоторезист должен применяться при комнатной температуре, так что из места хранения (+8-120С) его необходимо доставать за 4-5 часов до применения.

Расположите плату на горизонтальной или слегка наклоненной поверхности и наносите состав из аэрозольной упаковки с расстояния примерно 20 см. Чтобы создать однородное покрытие, распыляйте аэрозоль непрерывными зигзагообразными движениям начиная из верхнего левого угла. Не применяйте аэрозоль в избыточных количествах так как это приводит к образованию нежелательных подтеков и образованию неоднородного по толщине покрытия, требующих более длительного времени экспозиции (см. пункт 5). Летом при высокой температуре окружающей среды может потребоваться повторная обработка, либо распыляйте аэрозоль с меньшего расстояния, для уменьшения потерь от испарения. При распылении не наклоняйте баллон сильно — это приводит к повышенному расходу газа-пропелента и как следствие аэрозольный балон прекращает работу хотя в нем остается еще фоторезист. В случае, если вы получаете неудовлетворительные результаты при аэрозольном нанесении фоторезиста — используйте центрифужное покрытие. В этом случае фоторезист наносится на платы закрепленные на вращающихся столах с приводом 90-100 оборотов в минуту. После окончания нанесения покрытия, платы не должны более подвергаться воздействию света.

По цвету покрытия можно приблизительно определить толщину полученного слоя.:

светло серый — синий 1 — 3 микрона

темно-серый — синий 3 — 6 микрон

синий 6 — 8 микрон

темно-синий более чем 8 микрон

На меди цвет покрытия может иметь зеленоватый оттенок.

3. Сушка

После распыления состава, платы должны быть немедленно перенесены для сушки в темное место. Сушка производится для выпаривания из покрытия элементов растворителя. Степень светочуствительности покрытия растет в процессе просыхания. При отсутствии сушильного оборудования, платы покрытые лаком-фоторезистом могут быть просушены при комнатной температуре, по крайней мере в течении 24 часов. Ускорить сушку можно в сушильном шкафу или печи, управляемой термостатом. Если для сушки вы предполагаете использовать, например, электрогриль, удостовертесь в затемнении места сушки а также нагревательного элемента. Медленно поднимайте температуру сушки от температуры предварительного прогрева максимум до 700C и сушите при этой температуре в течении 20 минут.

Предостережение : Производство сушки при температурах выше 700C может привести к повреждению плат

Запас высушенных плат до нанесения русунка должен хранится в темном и прохладном месте.

4. Оригинал-макет.

Оригинал изображения для переноса должен быть подготовлен наиболее тщательным образом. В противном случае все недостатки отразятся на качестве копии. Для рисования изображений печатных плат используйте тушь и прозрачную бумагу/пленку с плотностью 90 гр/м2. Чтобы провести перенос изображения с высоким качеством сам рисунок должен быть полностью непроницаем для света, и иметь основу — материал с высокой прозрачностью без изгибов и складок и имеющий способность плотно ложиться на плату с тем, чтобы исключить вероятность боковых засветок. Лучшие оригиналы рисунков печатных плат могут быть подготовлены только на специальной прозрачной пленке. Пленка должна допускать проникновение ультрафиолетовых лучей (ни в коем случае не должна иметь желтого оттенка). Рекомендуется при наличии особенно мелких деталей — рисунок узких и близко-расположенных дорожек располагать пленку рисунком к плате. Это позволит свести до минимума эффект от бокового освещения, уменьшить потери в толщине экспонируемых дорожек достигающие порой до двойной толщины основы рисунка и получить ровный, «контрастный» край даже на самой узкой дорожке. Рисунок, выполняемый тушью рекомендуется наносить на абсолютно сухую основу для исключения подтеков и уменьшения контрастности. Для получения лучшего результата можно добавить в тушь немного желтого цвета, препятствующего проникновению UV-лучей.

Некоторые каталоги издают рисунки печатных плат в масштабе 1:1. Посредством аэрозоля-транспарента с маркой TRANSPARENT 21, разработанного KONTAKT-CHEMIE, вы можете делать такие схемы, прозрачными для света и проницаемыми для ультрафиолета. Таким образом становится возможным прямое копирование рисунков плат прямо с каталожных страниц на поверхности обработанные составом POSITIV 20. TRANSPARENT 21 избавит вас от утомительной работы по перекопированию схем.

5. Экспонирование (засветка).

Время, требуемое для экспонирования зависит, и от толщины покрытия и интенсивности источника света. Лак-фоторезист Positiv 20 чувствителен к ультрафиолетовым лучам, поэтому для экспонирования можете использовать, например ртутную лампу Philips HPR 125W или кварцевые лампы мощностью 300W. Наилучшие результаты достигаются при ультрафиолетовом излучении с длиной волны 360-410nm. У обычных ламп имеется недостаток — некоторая доля составляющей синего цвета в излучении, хотя, из опыта достаточно удовлетворительные результаты были получены при использовании в качестве источника света обыкновенной лампы мощностью 200W с экспонированием с расстояния 12см. Не начинайте засветку до момента получения стабильности источника освещения. Необходимо чтобы лампа прогрелась в течении 2-3 минут. Время экспозиции зависит от толщины покрытия и обычно составляет 60-120 секунд при расположении источника света на расстоянии 25-30 см. Используемые во время экспозиции пластины стекла могут поглощать до 65% ультрафиолета. Поэтому, в таких случаях необходимо увеличивать время экспозиции. Лучшие результаты достигаются при использовании плексигласовых пластин. При использовании для нанесения светочувствительного слоя фоторезиста с длительным сроком хранения, время экспонирования может быть увеличено вдвое.

Примеры использования различных источников света:


источник света


время


расстояние


примечание

Ртутная лампа
Philips HPR125

3 мин

30 см

покрытие из кристаллизованного стекла толщиной 5мм
Ртутная лампа
1000W

90 сек

50 см

покрытие из кристаллизованного стекла толщиной 5мм
Ртутная лампа
500 Watts

150 сек

50 см

покрытие из кристаллизованного стекла толщиной 5мм
Кварцевая лампа
300W

180-240 сек

30 см

покрытие из кристаллизованного стекла толщиной 5мм
Солнечный свет

5-10 мин

-

покрытие из кристаллизованного стекла толщиной 5мм
Лампы Osram-Vitalux
300W

4-8 мин

40 см

покрытие из кристаллизованного стекла толщиной 8мм

6. Проявка.

Проявка уже экспонированных плат может производится при рассеяном дневном свете.

Приготовление проявителя: добавьте 7 грамм каустической соды (NaOH) к одному литру холодной воды. Каустическая сода обычно доступна в любом магазине химикатов. Важно соблюсти правильную концентрацию раствора, поэтому необходимо взвесить каустическую соду точно. Поместите плату с экспонированным рисунком в контейнер проявитель. Для получения лучших результатов слегка активируйте движение раствора в емкости доступным способом. Для правильно экспонированных поверхностей на слоях фоторезиста 4-6 микрон время проявки в свежем растворе составляет обычно 30-60 сек и максимально не превышает 2-х минут. Температура раствора должна быть в пределах 20-250С. Не держите плату в растворе время более, чем достаточное для проявления. В этом случае раствор начнет действовать и на участки не предназначенные для травления (не экспонированные участки). Обычно проявленные участки в последствии будут подвергнуты травлению. В случае если экспонирование было избыточным либо чернила, которыми был выполнен рисунок не были непрозрачными, изображение токопроводящих дорожек появится на некоторое время, но будет в конечном счете удалено проявителем.

Предостережение: После извлечения плат из раствора тщательно промойте их в проточной холодной воде, чтобы остановить химическую реакцию. Также тщательно мойте ваши руки после работы с раствором каустической соды.

7. Травление

Лак-фоторезист Positiv 20 устойчив к кислотным растворам, содержащим трехвалентный хлорид железа — Fe3Cl, персульфат аммония-(NH4)2S2O8, соляной и фтористоводородной кислоте. Последние две используются для травления на стекле, использующих обычные методы изготовления.

Для травления медных плат рекомендуется раствор хлорида железа при рабочей температуре приблизительно 450C и концентрации 35-40% в течении 30-60 мин. Для ускорения травления слегка перемешивайте раствор.

Для проведения быстрого травления широкое распространение получила практика применения смеси следующего состава:

    • 200 мл соляной кислоты (HCl — 35%)
    • 30 мл гидрогеноксида (H2O2 — 30%)
    • 770 мл воды (H2O)

Время травления примерно 10 мин. Регенерация раствора при увеличивающемся времени травления последующих плат производится добавлением гидрогеноксида Эта смесь имеет острый запах и имеет легкие испарения. Поэтому работа с ней производится с большой осторожностью. Избегайте попадания на кожу, но если это произошло, место попадания необходимо немедленно тщательно промыть. При работе с раствором используйте защитные очки и средства защиты одежды.

Травление персульфатом аммония (NH4)2S2O8. Белый кристаллический порошок растворяется в воде в соотношении: 35г персульфата на 65мл воды. Травление идет приблизительно 10 мин, в зависимости от толщины слоя меди. Применять раствор нагретый до 40ОC.

После окончания травления промойте платы мыльным раствором Раствор должен храниться в светонепроницаемых емкостях и укупорен пробками, позволяющими осуществлять стравливание газа образующегося при разложении гидрогеноксида и образующего избыточное давление.

8. Окончательная чистка.

После проведения травления и промывки плат необходимо провести окончательнуя очистку остатков слоев фоторезиста. Это допускается делать любыми органическими растворителями, например Ацетон. После проведения чистки, для эффективной защиты поверхности от образования окислов и упрощения процесса пайки мы рекомендуем обработать плату продуктом KONTAKT CHEMIE разработанным специально для этого средством — FLUX SK 10.

9. Хранение.

Лак-Фоторезист Positiv 20 может храниться в течении одного года в прохладном месте (+8-12ОC). Не подвергайте фоторезист заморозке в морозильных камерах. POSITIV 20 может использоваться не только в производстве печатных плат, но и гальванопластике, а также везде, где требуется точное перенесение изображений на любые поверхности.

10. Другие продукты.

После проведения паяльных работ на изготовленных вами платах для защиты их от воздействия окружающей среды (попадание влаги между дорожками, насекомые и т.п.) рекомендуем провести защитную обработку средством PLASTIK SPRAY 70. Аэрозоль Plastik 70 является лаком на основе акриловой резины, образующим после распыления на поверхности плат прозрачное покрытие пленку с высокими диэлектрическим свойствами и высокой сопротивляемостью к агрессивной среде. Немаловажно то, что защитная пленка этого типа позволяет проводить последующую пайку металлических поверхностей.

 

12.Торговые марки, права.

Все аэрозольные средства, перечисленные в этой инструкции являются продуктами KONTAKT CHEMIE — Европейского лидера по производству аэрозольных химических препаратов высочайшего качества для нужд электроники. KONTAKT CHEMIE является зарегистрированной торговой маркой KONTAKT GmbH, 1986 входящего в концерн CRC Industruies.

Торговым партнером CRC Industries Europe n.v. с дистрибуторскими правами по распространению и поддержке продуктов KONTAKT CHEMIE является фирма ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ, Москва

129110 Москва Напрудный пер. 8

тел.факс (095) 281-0429
281-4025
281-6147
e-mail: meta (at) elcomp.msk.ru
http://www.elcomp.ru

 

Microtrak FR4 Печатная плата с положительным фоторезистом, плакированная медью, PCB

Код заказа: {{product.ProductCode}}

Ваш код: {{product.CustomerCode}}

MPN: {{продукт.Номер детали}}

  • {{attribute.Name}} : {{decodeHtml(attribute.Value)}}
  • ROHS: соответствует
  • ROHS: Освобожден
  • ROHS: Не соответствует

Доступен для перемотки

Перемотка (за дополнительную плату)

К сожалению, в настоящее время перемотка этого товара невозможна, так как требуемое количество превышает доступный запас.

Заказы на перемотку, размещенные после 16:30, будут обработаны на следующий рабочий день.

К сожалению, в настоящее время перемотка этого предмета невозможна.

Цена за единицу {{ IncVat ? ‘Вкл’ : ‘Исх’ }} НДС

Этот товар не будет пополняться, однако вы можете купить оставшиеся запасы.

Заказывайте кратно {{product.InMultiple Заказывайте кратно {{product.InMultiple

Количество более {{ product.ReReel.MaxReelSize }} будет поставляться на нескольких барабанах.
Толщина 1.6 мм
Толщина меди 35 мкм
35
диэлектрическая постоянная 5.4
Паяльная ванна Устойчивость @ 260 ° C 20S
сопротивляется Толщина 5 мкм
Спектральный отклик от 350 до 450 нм
Требуемая энергия УФ-излучения Прибл. 50mj / cm
Срок годности
1 год @ 15-20 ° C
Developer
CPD5
Etchant
ETHATHER CHLLODEL CHRIDE / FIRE ETCH

*Функция вопросов в настоящее время отключена

(PDF) Исследование поглощения фоточувствительными сухими пленками печатных плат с помощью фотоакустического метода

Int J Thermophys (2017) 38:114 Стр. 9 из 10 114

3 Выводы

анализировали сухую пленку.Благодаря характеристике

было обнаружено, что защитные слои фотополимера, которые

содержат сухую пленку, в дополнение к функционированию в качестве физической защиты также действуют как

барьер от УФ-излучения, предотвращая прямое воздействие света на сухую поверхность

. пленки, сохраняя при этом свои химические и физические свойства.

Тесты на пропускание показали, что эти защитные слои

поглощают определенное количество УФ-излучения.Однако, поскольку поглощение УФ-света этими слоями низкое по сравнению со светочувствительным слоем В

, его эффект незначителен в процессе отверждения тестов

, проведенных на 3D-принтере с использованием стереолитографии.

В обоих экспериментах, проведенных для отслеживания эволюции отверждения с использованием фотоакустической техники

, время отверждения было большим, поскольку мощность источника света

составляла около мкВт. Однако, согласно оптическому поглощению, полученному с помощью фотоа-

акустической спектроскопии, время отверждения при облучении 365 нм короче, чем при облучении

при 405 нм.Следовательно, выбор длины волны лазера теоретически обеспечивает наиболее точное время гравировки, а результаты отверждения будут находиться в диапазоне

от 300 до 405 нм с пиком на длине волны около 365 нм. Можно предсказать, что

использование более мощного лазера уменьшит время отверждения. Тем не менее, выбор

лазера, который будет использоваться в системе, предложенной в этой статье, будет 405 нм, 17 мВт лазер

диодного тестирования сухого травления пленки через 3D-принтер с использованием стереолитографии.

Наконец, в двух последних испытаниях для применения в принтере был сделан вывод, что

длительное воздействие УФ-излучения на сухую пленку негативно влияет на

гравировку слова «upiita». Как показано на рис. 9 и более четко на рис. 10,

воздействие УФ-света в течение 5 минут оставило контур, окружающий края рисунка,

, что непосредственно влияет на разрешение печати. Также мы можем видеть, что оставление защитного

слоя сухой пленки в процессе экспонирования дает плохие результаты, как показано на рис.10.

Обратите внимание, что результаты этих тестов зависят от многих факторов, таких как интенсивность источника УФ-излучения

, расстояние от лазера до образца, толщина образца, состав

и количество слоев, сложность записи шаблона и

выбор подходящего времени воздействия УФ-излучения для обеспечения приемлемых результатов печати.

Несмотря на воздействие окружающего освещения, удалось создать тестовую систему для получения

переменных настройки с успешными результатами печати высококачественного логотипа печатной платы для

создания функциональных печатных плат.В этой статье изучается новая модель

для 5 слоев фоточувствительной пленки (воздушный слой, слой А, слой В, слой С и медная подложка

) с целью оценки кинетики отверждения сухой пленки для функциональной печатной продукции.

Изготовление печатных плат

[9–11].

Благодарности Выражаем благодарность CONACYT, COFAA и CGPI-IPN, Мексика, за их частичную финансовую

поддержку. Один из авторов (А. Круз-Ореа) выражает благодарность за финансовую поддержку CONACYT через проект

241330.Также мы благодарим Ing. Эстер Айала из физического факультета CINVESTAV-IPN за техническую поддержку по номеру

.

123

Проявитель фоторезиста RD-39 — Продукция для производства печатных плат — RD Chemical Company

Моногидрат карбоната натрия

Проявитель фоторезиста (RD-39) представляет собой гидратированный карбонат натрия, который легко растворяется в воде, образуя забуференный щелочной раствор для экономичного проявления полноводных сухих пленок Riston¹, Laminar² и Aqua-mer³ .Проявитель фоторезиста (RD-39) обеспечивает ровные боковые стенки на протяжении всего срока службы и должен использоваться в конвейерном распылительном оборудовании, предпочтительно с добавками с регулируемым уровнем pH. Скорость конвейера следует контролировать таким образом, чтобы «точка разрыва» находилась примерно на 60% длины камеры.

ПОДГОТОВКА:
Подпитка из расчета 1% по весу или на каждые 100 галлонов воды добавьте 8,34 фунта проявителя фоторезиста (RD-39) (см. предостережение). Наполните ведро емкостью 5–10 галлонов горячей (более 120ºF) водой, тщательно смешайте с проявителем фоторезиста (RD-39) , затем вылейте в заполненный резервуар для проявителя.Предпочтительна мягкая или деионизированная вода. При отсутствии инструкции по эксплуатации от поставщика фоторезиста рабочая температура составляет 85 ± 5ºF. После проявления тщательно промойте распылением и высушите на воздухе. рН рабочей ванны будет 11,4 ± 0,1. Отменить, когда рН падает ниже 10,5 или если время разработки увеличивается. Когда pH достигает 10,5, установите точку излома ближе к середине камеры проявителя, регулируя скорость конвейера, когда точка излома выходит за пределы этой уставки, сбросьте и переделайте проявитель.

ОБОРУДОВАНИЕ:
Используется в специально разработанном конвейерном распылительном оборудовании. Оборудование для проявки следует регулярно очищать с помощью средства для очистки оборудования RD Chemical (RD-34) для поддержания качества проявленного изображения.

БЕЗОПАСНОСТЬ:

Вред при проглатывании. Избегать попадания на кожу и глаза. Носите химические очки, перчатки и защитную одежду. Дополнительную информацию см. в паспорте безопасности материала.

УТИЛИЗАЦИЯ:
Отработанный раствор проявителя должен содержать чрезвычайно низкий уровень растворенной меди, так как в нем отсутствуют хелаты.Отрегулируйте pH и утилизируйте в соответствии с федеральными, государственными и местными нормами. Свяжитесь с представителем RD Chemical для получения дополнительной информации.

УПАКОВКА:

Проявитель фоторезиста (RD-39) доступен в мешках по 25 кг (55,1 фунта). Для пользователей, которые не делают постоянное пополнение, рекомендуется переупаковать все содержимое мешка в меньшие пластиковые пакеты, содержащие точное количество, необходимое для пополнения отстойника для проявителя, это может избавить от досадных ошибок, которые обычно случаются в худшем случае. возможное время.

Предостережение: либо слишком мало, либо слишком много проявителя фоторезиста (RD-39) может замедлить скорость проявления; измеряйте точно для максимальной эффективности.

Для расчета подпитки для других размеров отстойника:

Фунты проявителя фоторезиста (RD-39) = размер поддона (в галлонах) X 0,0834

¹²³Торговые марки ¹Dupont, ²Dynachem, ³Hercules

Нанесение сухого пленочного фоторезиста на печатную плату методом безмасочной фотолитографии

Аннотация

Этот документ предлагает альтернативный метод разводки печатных плат с использованием негативного фоторезиста на сухой пленке и метод безмасочной фотолитографии.Целью данного исследования является определение правильных параметров для упрощения процесса проектирования печатных плат, дешевле и безопаснее. Электронная схема была создана на ноутбуке или ПК с помощью программного обеспечения Autodesk EAGLE с комбинацией результатов — черный и синий свет цвет. Схема разводки печатной платы была вставлена ​​в слайд PowerPoint для отображения на коммерческий проектор с цифровой обработкой света (DLP). Модификаций не было к проектору, который устанавливался непосредственно на подставку лицевой стороной вниз позиция.Лампа проектора заменила источник ультрафиолетового или рентгеновского излучения во время процесс экспонирования, экспонирование печатной платы, покрытой негативным сухим пленочным фоторезистом. После В процессе экспонирования печатная плата была вставлена ​​в проявочный раствор, что привело к часть, облучаемая синим светом, оставалась, а затемненные участки растворялись. Затем печатная плата была добавлена ​​в раствор для травления, чтобы очистить незащищенную медь. по фоторезисту. Наконец, печатная плата была пропитана раствором для удаления, чтобы удалить фоторезист.После завершения процесса была создана печатная плата, разработанная для ноутбука. маршрутизация. Электрические линии могут быть созданы с помощью этого метода с размером 100 мкм и отклонение края дорожки 5 мкм. Цель исследования сделать трассировку печатных плат дешевле, проще и безопаснее. Доказывается установкой электронные компоненты, а затем протестированы, результаты — все компоненты работают хорошо.

Ключевые слова

Сухой пленочный фоторезист; Литография; без маски; Безмасочная литография; Плата

Введение

Изготовление трассировки печатных плат может быть выполнено вручную.То есть рисование электрических дорожек непосредственно на печатной плате с использованием постоянного маркером, а затем поместите плату в раствор травителя. Преимущества такими методами является его простота и дешевизна, но его нельзя использовать для создавать одинаковые профили в большом количестве, а полученные линии значительно грубый. В методе переноса (удаление формы) бумага для печатных плат распечатал на лазерном принтере, затем наклеил на печатную плату, перенеся электрические линейный профиль к доске, прежде чем вставить его в раствор для зачарования.Перевод метод может создавать идентичные пути и более сложные формы профилей, чем ручной процесс. Однако к его недостаткам относятся ломаные линии, которые необходимо связано с постоянным маркером и размером линии печатной платы, который остается значительно грубый.

лазерный принтер для печатных плат технология может разрушить Плата с лазерным лучом (Triano и Коллинз, 2013; Alwaidh et al., 2014), который позволяет создавать сложные и гладкие профили.Тем не менее, такая работа требует долгое время, требует дорогостоящих машин и инструментов и по своей сути опасен благодаря использованию лазерного луча. Метод фрезерования печатных плат механически царапает PCB (Seo et al., 2011; B?aez et al., 2012) для создания сложных профилей с соответствие повторяющемуся качеству. Недостатком фрезерного метода является то, что рисунок грубый, занимает много времени, стоит дорого, инструмент легко ломается.

Наиболее широко используемый и все еще развивающийся метод литография, которая отличается использованием источников света.Конкретно, ультрафиолетовая (УФ) литография (Bertsch et al., 1999; Hirai et al., 2006) использует УФ лучей для создания микропрофилей и рентгеновской литографии (Romanato et al., 2004; Nazmov, 2015 г.; Zhao et al., 2017) использует рентгеновские лучи, способные производить наноразмерные профили. Хотя с помощью литографии можно быстро получить высококачественную продукцию, значительно дороже и опаснее. Из нескольких существующих методов каждый со своими проблемами в создании трассировки печатных плат, пока не существует метода способный производить сложные траектории с небольшими и гладкими профилями при низком стоимость при сохранении легкого и безопасного производства.

Некоторые усовершенствования метода были сделаны путем замены УФ-свет и рентгеновские лучи с видимым светом проектора и безмасочной литографией метод (Rajan et al., 2013). Процесс воздействия, описанный Rajan et al. (2013) был получен с проектора DLP. Но проектор нужен модификация и добавленный стереомикроскоп, что делает его менее чем прямолинейный и препятствующий применению этого метода к меди или печатная плата.

Модификация безмасочной литографии с помощью цифрового зеркала Устройство (DMD), использование света ртутной лампы было выполнено успешно (Чжун и др., 2014). Модификации дали результаты без маски в реальном времени. без ошибок выравнивания, а также с экономией времени и средств. Несмотря на это, метод не прост и делает его еще применимым к меди или печатным платам.

Затем метод безмасочной фотолитографии был модифицирован далее с помощью немодифицированного коммерческого проектора DLP (Suwandi et al., 2014), и был успешно применен к меди с использованием бактерий Acidithiobacillus. ferrooxidans NBRC 14262 в качестве скребка (форма биообработки).Этот процесс получил профиль траектории с наименьшим размером 180 мкм и отклонениями 26 мкм. Слабой стороной метода было то, что процесс эрозии протекал долго (2-3 дня). DLP проектор также использовался в процессе гальванического покрытия без масок. литография, заменяющая литографию , Процесс Galvanoformung, Abformung (LIGA) (Whulanza et al., 2015), и этот процесс успешно нанес никель на кремниевую пластину.

В этой статье будет предпринята попытка улучшить видимую метод световой безмасочной фотолитографии с заменой фоторезиста негативного тона с негативным сухим пленочным фоторезистом.Эта замена устранит некоторые процессы, такие как предварительная выпечка и центрифугирование, что делает процесс более простой. Затем был проведен процесс травления меди перед использованием бактерий. заменили жидким травлением, чтобы было быстрее.

Заключение

Процесс безмасочной фотолитографии был успешно выполнен с использованием infocus in114a dlp-проектор и нанесение сухих пленочных фоторезистов внутри установленные параметры времени экспозиции: четыре минуты, время проявления: три минут, время травления: две минуты и время удаления: одна минута.Немного продукты процесс фотолитографии без маски, который успешно сделал такой триггерная лампа, мини-блок питания и сигнализация. Наименьшая ширина разводки печатных плат составляет 100 мкм ± 5 мкм.

Подтверждение

Это исследование было поддержано Kementerian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Тинги Республика Индонезия .

Ссылки

Алвайд, А., Шарп, М., French, P., 2014. Лазерная обработка жестких и гибких печатных плат. Optics and Lasers in Engineering , Volume 58, pp. 109–113

B?aez, A.M., Leon, G.M., Домингес, Э.Г., Галлардо, К.С., 2012. Обработка файлов Gerber для Производство печатных плат. Процесседия Engineering , Volume 35, pp. 240–244

Bertsch, A., Lorenz, H., Рено, П., 1999. 3D-микрообработка путем объединения микростереолитографии и Толстая резистивная УФ-литография. Датчики и Приводы A: Physical , том 73 (1-2), стр.14–23

DuPont, 1997. Ристон 200 Лист технических данных и информация по обработке , ред. 1.2 DuPont Photopolymer & Electronic Material, DuPont Electronic Technologies, США: Исследовательский треугольник Парк

Хираи Ю., Инамото Ю., Сугано, К., Цучия, Т., Табата, О., 2006. УФ-литография с подвижной маской для Трехмерное структурирование. Журнал Микромеханика и микротехника , Том 17 (2), стр. 199–206

InFocus, 2014. ИН112а, IN114a, IN114STa, IN116a, IN112aT, IN114aT Руководство пользователя . В фокусе Corporation, 13190 SW 68 th Parkway, Suite 200, Portland, Oregon, USA

Назмов В., Резникова Е., Мор, Дж., Шульц, Дж., Фойгт, А., 2015. Развитие и характеристика Микроструктуры со сверхвысоким соотношением сторон, созданные методом сверхглубокой рентгеновской литографии. Журнал технологии обработки материалов , Том 225, стр. 170–177

Раджан, Д.К., Раунио, Дж.П., Карьялайнен, М.Т., Рюйнянен, Т., Леккала, Дж., 2013. Новый метод определения интенсивности Коррекция с помощью простого безмасочного литографического устройства. Датчики и приводы A: Physical , том 194, стр. 40–46

Романато Ф., Тормен М., Бусинаро, Л., Ваккари, Л., Стомео, Т., Пассасео, А., Ди Фабрицио, Э., 2004. Рентгеновская литография для трехмерных микрожидкостных приложений. Microelectronic Engineering, Volume 73-74, pp. 870–875

Seo, TS, Song, B.U., Seo, К.Х., Чол, Дж. Х., Юн, Г. С., 2011. Исследование оптимизации обработки. Условия микроконцевого фрезерования с использованием дизайна поверхности отклика. Международный технологический журнал , Том 2(3), стр. 248–256

Суванди, Д., Истиянто, Дж., Вуланза, Y., 2014. Безмасочная фотолитография в видимом свете для применения в биообработке. Прикладная механика и материалы , Том 493, стр. 552–557

Триано, А., Коллинз, С., 2013. Разработка принтера печатных плат с использованием ультрафиолетового лазерного диода.IEEE Лонг-Айленд Системы. В: Приложения и технологии Conference (LISAT), стр. 1–6

Whulanza, Y., Sitanggang, T., Истиянто, Дж., Суприади, С., 2015. Разработка процесса бессемянного гальванического покрытия. для реализации микрофункций. Международный Технологический журнал , Том 6(6), стр. 1050–1056

Чжао, Дж., Ву, Ю., Сюэ, К., Ян С., Ван Л., Чжу Ф., Чжу З., Лю Б., Ван Ю., Тай Р., 2017. Изготовление наноразмерных периодических структур с высоким соотношением сторон с помощью Soft Рентгеновская интерференционная литография. Микроэлектроника Машиностроение , Том 170, стр. 49–53

Чжун, К., Гао, Ю., Ли, Ф., Лу, Н., Чжан, В., 2014. Изготовление микрооптических элементов со сплошным рельефом. с использованием техники литографии без масок в реальном времени на DMD. Оптика и лазерные технологии , том 56, стр. 367–371

ТУ-ДЖУР
T1 — Нанесение фоторезиста сухой пленки на печатную плату (Pcb) с использованием метода безмасочной фотолитографии
AU — Деди Суванди, Рофан Азиз, Агус Сифа, Эмин Харис, Джос Истиянто, Юдан Вуланза
JO — Международный технологический журнал
ВЛ — 10
ИС — 5
СП — 291
ЭП — 319
ПГ — 2019
DA — 2019/10/30
СН — 2087-2100
ДО — https://doi.org/10.14716/ijtech.v10i5.518
UR — https://ijtech.eng.ui.ac.id/article/view/518

Нанесение фоторезиста в сухом виде на печатную плату методом безмасочной фотолитографии — Universitas Indonesia

TY — JOUR

T1 — Нанесение фоторезиста сухой пленкой на печатную плату методом безмасочной фотолитографии AU — Istiyanto, Jos

AU — Whulanza, Yudan

N1 — Информация о финансировании: Это исследование было поддержано Министерством исследований, технологий и высшего образования Республики Индонезия, Схема PEKERTI, No.056/PL42.05/PP/2017 Авторское право издателя: © IJTech 2019.

PY — 2019/1/1

Y1 — 2019/1/1

N2 — В этой статье предлагается альтернативный метод разводки печатных плат с использованием негативного сухого пленочного фоторезиста и метода безмасочной фотолитографии. Целью данного исследования является определение правильных параметров процесса проектирования печатных плат, который будет проще, дешевле и безопаснее. Электронная схема была создана на ноутбуке или ПК с использованием программного обеспечения Autodesk EAGLE с комбинацией черного и синего цветов.Схема разводки печатной платы была вставлена ​​в слайд PowerPoint для отображения на коммерческом проекторе Digital Light Processing (DLP). Никаких модификаций не было внесено в проектор, который был установлен непосредственно на стойке лицом вниз. Лампа проектора заменила источник ультрафиолетового или рентгеновского излучения в процессе экспонирования, обнажая печатную плату, покрытую негативным сухим пленочным фоторезистом. После процесса экспонирования печатная плата была помещена в раствор проявителя, в результате чего часть, облученная синим светом, осталась, а затемненные участки растворились.Затем печатную плату добавляли в раствор для травления, чтобы соскоблить медь, незащищенную фоторезистом. Наконец, печатная плата была пропитана раствором для удаления фоторезиста. После завершения процесса была создана трассировка печатной платы, разработанная для ноутбука. С помощью этого метода можно создавать электрические линии размером 100 мкм и отклонением края полосы 5 мкм. Цель исследования сделать трассировку печатных плат более дешевой, простой и безопасной была достигнута. Как показала установка электронных компонентов и последующее их тестирование, все компоненты работают хорошо.

AB. В этом документе предлагается альтернативный метод трассировки печатных плат с использованием негативного сухого фоторезиста и метода фотолитографии без маски. Целью данного исследования является определение правильных параметров процесса проектирования печатных плат, который будет проще, дешевле и безопаснее. Электронная схема была создана на ноутбуке или ПК с использованием программного обеспечения Autodesk EAGLE с комбинацией черного и синего цветов. Схема разводки печатной платы была вставлена ​​в слайд PowerPoint для отображения на коммерческом проекторе Digital Light Processing (DLP).Никаких модификаций не было внесено в проектор, который был установлен непосредственно на стойке лицом вниз. Лампа проектора заменила источник ультрафиолетового или рентгеновского излучения в процессе экспонирования, обнажая печатную плату, покрытую негативным сухим пленочным фоторезистом. После процесса экспонирования печатная плата была помещена в раствор проявителя, в результате чего часть, облученная синим светом, осталась, а затемненные участки растворились. Затем печатную плату добавляли в раствор для травления, чтобы соскоблить медь, незащищенную фоторезистом.Наконец, печатная плата была пропитана раствором для удаления фоторезиста. После завершения процесса была создана трассировка печатной платы, разработанная для ноутбука. С помощью этого метода можно создавать электрические линии размером 100 мкм и отклонением края полосы 5 мкм. Цель исследования сделать трассировку печатных плат более дешевой, простой и безопасной была достигнута. Как показала установка электронных компонентов и последующее их тестирование, все компоненты работают хорошо.

KW — Сухой пленочный фоторезист

KW — Литография

KW — Безмасочная

KW — Безмасочная литография

KW — Печатная плата

UR — http://www.Scopus.com/inward/record.url?scp=85074697290&partnerid=8yflogxk

U2 — 10.14716 / ijtech.v10i5.518

do — 10.14716 / ijtech.v10i5.518

м3 — Статья

AN — Scopus: 85074697290

VL — 10

SP — 1033

EP — 1041

EP — 1041

Jo — Международный журнал технологии

JF — Международный журнал технологий

SN — 2086-9614

IS — 5

ER —

Products High -качественные печатные платы в домашних условиях

Как раньше делали печатные платы в домашних и лабораторных условиях? Есть несколько методов-например:

Раскрась проводник грабителей в будущее;
Разделать и вырезать ножом;
Наклейте скотч или изоленту, а затем скальпелем отрежьте рисунок.
Сделайте простую форму, а затем покрасьте ее с помощью краскопульта.
Недостающие элементы комплектуются устройством подачи чертежа и модифицируются скальпелем.

Это долгий и трудоемкий процесс, требующий незаурядных художественных способностей и аккуратности «живописца». Толщина линии почти не подходит для 0,8 мм, нет точности повторяемости, и каждую плату приходится чертить отдельно, что сильно тормозит выпуск даже небольших партий печатных плат (далее ПК).

Что у нас сегодня?

Прогресс не будет стоять на месте. Забыты времена, когда радиолюбители рисовали ПП каменными топорами на шкуре мамонтов. Появление на рынке химикатов, обычно используемых в литографии, открыло совершенно иные перспективы производства ПП без металлизации бытовых отверстий.

Кратко рассмотрим химические вещества, используемые сегодня для производства полипропилена.

Фоторезист
Можно использовать жидкий или пленочный.В связи с дефицитом пленки, сложностью прокатки в ПП и низким качеством получаемых на выходе печатных плат пленку в данной статье рассматривать не будем.

Проанализировав рыночную котировку, выбрал POSITIV 20 как лучший фоторезист для бытового ПП.

POSITIV 20-Positive Light Emulsion Назначение:
POSITIV 20-Светочувствительный лак. Применяется для мелкосерийного изготовления печатных плат и медных оттисков в работах, связанных с переносом изображений на различные материалы.
характеристика:
Высокие экспозиционные характеристики обеспечивают хорошую контрастность передаваемого изображения.
Область применения:
Используется для переноса изображений на стекло, пластик, металл и другие смежные области в мелкосерийном производстве. Способ применения указан на баллоне.
Характеристика:
Цвет: синий
Плотность: 0,87 г/см 3 при 20°C
Время высыхания: 15 минут при 70°C.
Расход: 15 л/м 2
Максимальная светочувствительность: 310-440 нм

Узнайте больше о POSITIV 20 здесь.

В описании фоторезиста сказано, что он может храниться при комнатной температуре и не стареет. Категорически против! Хранить его следует в прохладном месте, например, на нижней полке холодильника, температура обычно должна поддерживаться на уровне +2…+6°С. Однако минусовая температура недопустима ни при каких обстоятельствах!

Если вы используете фоторезист, продаваемый в «бутылочной» упаковке без светонепроницаемой упаковки, вам необходимо защитить его от света. Хранить в полностью защищенном от света месте при температуре +2…+6°С.

Педагог
Точно так же я думаю, что ПРОЗРАЧНЫЙ 21 является наиболее подходящим осветителем.

Полупрозрачный состав в прозрачном аэрозоле 21 Назначение:
Позволяет переносить изображение непосредственно на поверхность, покрытую светочувствительной эмульсией POSITIV 20 или другим фоторезистом.
Атрибуты:
Сделать бумагу прозрачной. Обеспечивает УФ-пропускание.
применение:
Быстро переносите контуры рисунков и диаграмм на подложку. Это может значительно упростить процесс воспроизведения и сократить время и стоимость.
Характеристика:
Цвет: прозрачный
Плотность: 0,79 г/см 3 при 20°C
Время высыхания: 30 минут при 20°C.
Примечание:
Прозрачную пленку можно использовать в струйных или лазерных принтерах вместо обычной бумаги с иллюминаторами — в зависимости от того, как мы будем печатать на ней фотошаблон.

Проявитель фоторезиста
Существует множество различных растворов для обработки фоторезистов.

Рекомендуется использовать раствор «жидкое стекло». Его химический состав: Na 2 SiO 3 * 5H 2O.Это вещество имеет много преимуществ. Самое главное, что передержать ПП очень сложно-можно оставить ПП в точное время. Раствор практически не меняет своих свойств при перепадах температуры (нет риска разложения при повышении температуры) и имеет очень длительный срок хранения – его концентрация остается постоянной как минимум несколько лет. Отсутствие избыточного контакта в растворе позволит увеличить его концентрацию, чтобы сократить время появления ПП. Рекомендуется смешать 1 часть концентрата со 180 частями воды (только более 1.7 граммов силиката на 200 мл воды), но можно приготовить более концентрированную смесь, чтобы изображение появилось примерно через 5 секунд без передержки Риск повреждения поверхности. Если силикат натрия недоступен, используйте карбонат натрия (Na2CO3) или карбонат калия (K2CO3).

Также рекомендуется использовать бытовые средства для чистки труб-«кротов».

Ни первый, ни второй не пробовал, так что скажу то, что показывал годами без проблем. Я использую едкий натр в воде.На 1 литр холодной воды — 7 граммов едкого натра. Если NaOH нет, используйте раствор KOH, чтобы удвоить концентрацию щелочи в растворе. Правильное время экспозиции 30-60 секунд. Если рисунок не проявляется (или проявляется слабо) через 2 минуты, а фоторезист начинает смываться с заготовки, время экспозиции выбрано неправильно: время экспозиции нужно увеличить. И наоборот, если экспонированные и неэкспонированные области отображаются быстро, но концентрация раствора слишком высока или качество фотошаблона слишком низкое (УФ-свет будет свободно проходить через черный): нужно увеличить плотность печати шаблона.

Растворы для травления меди
Травление избыточной меди в печатных платах различными травителями. Персульфат аммония, перекись водорода + соляная кислота, раствор медного купороса + хлорид натрия обычно очень распространены в семье.

Я всегда протравливаю стеклянную пластину отбеливателем. При использовании этого раствора нужно соблюдать осторожность: при попадании его на одежду и предметы ржавчина останется, и ее трудно удалить слабым раствором лимонной кислоты (лимонного сока) или щавелевой кислоты.

Мы предварительно нагревали концентрат хлорного железа до 50-60°С, погружали в него заготовку, а затем аккуратно водили ватным тампоном стеклянной палочкой в ​​месте, где коррозия меди была меньше — это обеспечивает ПП Выполняют более равномерную коррозию. Если принудительно не уравнять скорости, то возрастет необходимое время травления, что в конечном итоге приведет к тому, что в местах травления меди протравятся дорожки. В результате у нас нет ничего, что мы хотели бы вообще.Крайне желательно обеспечить непрерывное перемешивание травильного раствора.

Химическая очистка фоторезиста
Как проще всего смыть ненужный фоторезист после травления? После неоднократных проб и ошибок я выбрал обычный ацетон. Если нет, очистите нитрокраску любым растворителем.

Поэтому мы делаем печатные платы
С чего начинаются качественные печатные платы? Правильно:

Создать качественную сетку
Для ее изготовления можно использовать практически любой современный лазерный или струйный принтер.Поскольку в этой статье мы используем позитивный фоторезист, медь должна оставаться на печатной плате, поэтому принтер следует покрасить в черный цвет. Там, где нет меди, принтер не должен ничего рисовать. При печати фотошаблона очень важно установить максимальное количество красящей воды (в настройках драйвера принтера). Чем темнее область тени, тем больше вероятность получения лучших результатов. Цвет не нужен, только картридж с черными чернилами. Из этой программы (эти программы рассматривать не будем: каждый волен выбирать — от PCAD до Paintbrush) в случае, когда рисуется фотошаблон, распечатываем его на обычной бумаге.Чем выше разрешение при печати, тем лучше качество бумаги и выше качество фотошаблона. Я рекомендую не менее 600 dpi, бумага не должна быть слишком толстой. При печати считаем, что стороной, покрытой краской на бумаге, шаблон будет располагаться на заготовке ПП. Если внести изменения, края ПП-проводника станут размытыми и размытыми. Если это струйный принтер, дайте краске высохнуть. Затем мы пропитали бумагу TRANSPARENT 21, дали ей высохнуть и… готовы к маскировке.

Вместо использования даже бумаги и иллюминаторов может быть даже очень желательно использовать прозрачные пленки для лазерных принтеров (при печати на лазерных принтерах) или струйных принтеров (для струйных принтеров). Обратите внимание, что у этих фильмов другой аспект: действует только один. Если вы хотите использовать лазерную печать, настоятельно рекомендую «высушить» пленку перед печатью — просто пропустите пленку через принтер и имитируйте печать, но ничего не печатается. зачем вам это? При печати фьюзер (печь) будет нагревать бумагу, что неизбежно вызовет ее деформацию.В результате на выходе возникает ошибка геометрии ПП. При производстве двухстороннего ПП это вызывает несовпадение слоя со всеми последующими слоями. С помощью «сухой» операции мы нагрели лист для его деформации и подготовили шаблон для печати. При печати бумага снова пройдет через печку,

Если софт простой, то можно нарисовать вручную в очень удобной программе с русифицированным интерфейсом — Sprint Layout 3.0R (~650 КБ).

В стадии подготовки, в sPlan 4.0 программы русифицированной (~450 Кб), очень удобно рисовать схему, не слишком громоздкую.

Вот так выглядит готовая маска, распечатанная на принтере Epson Stylus Color 740:

Подготовка поверхности ПП под фоторезист
Для изготовления ПП использовался лист, покрытый медной фольгой. Самые распространенные варианты – медь толщиной 18 и 35 микрон. Наиболее распространенным является то, что при производстве ПП в домашних условиях используются ткани из папиросной бумаги (несколько слоев ткани, спрессованных клеем), стеклоткани (то же самое, но с использованием эпоксидных составов в качестве клея) и гетинакса (ламинированная бумага).Реже встречаются — плацента и поликор (высокочастотная керамика — редко используется в домашних условиях), фторопласты (органопластики). Последний также используется для изготовления высокочастотной аппаратуры, обладает очень хорошими электрическими характеристиками, может использоваться где угодно, но его применение ограничено высокой ценой

Для начала нужно убедиться, что на заготовке нет глубоких царапин, царапин или участков, пораженных коррозией. Кроме того, медь желательно отполировать до зеркальной поверхности. От полировки мы не в восторге, иначе сотрём и без того тонкий слой меди (35 микрон), или в любом случае получим разную толщину меди на поверхности заготовки.В свою очередь, это приведет к различной скорости травления: более тонкие места более подвержены износу. Да и более тонкие проводники на плате не всегда очень хороши. Особенно, если он очень длинный и будет течь приличный ток. Если медь на заготовке качественная и без заусенцев, достаточно обезжирить поверхность.

Нанесение фоторезиста на поверхность заготовки
Печатную плату клали на горизонтальную или слегка наклонную поверхность и наносили ингредиенты аэрозольной упаковки на расстоянии около 20 см.Помните, самый главный враг – это пыль. Каждая частица пыли на поверхности заготовки является источником проблемы. Для образования равномерного покрытия распыляйте аэрозоль непрерывными зигзагообразными движениями, начиная с левого верхнего угла. Не используйте аэрозоли в избытке, так как это может привести к нежелательным пятнам и неравномерной толщине покрытия, требующим более длительного времени воздействия. Летом при более высоких температурах окружающей среды может потребоваться повторная обработка или распыление аэрозолей с более короткого расстояния для уменьшения потерь на испарение.При распылении не наклоняйте баллон сильно — это приведет к повышенному расходу рабочего газа. В результате, хотя в нем еще есть фоторезист, аэрозоль может перестать действовать. Если аэрозольный фоторезист не дает удовлетворительных результатов, используйте центрифужное покрытие. В этом случае фоторезист наносится на плату, установленную на поворотном столе с движущей силой 300-1000 об/мин. После покрытия печатная плата не должна подвергаться воздействию яркого света. По цвету покрытия можно примерно определить толщину наносимого слоя: в этом случае фоторезист наносится на плату, закрепленную на поворотном столе с приводным усилием 300-1000 об/мин.После покрытия печатная плата не должна подвергаться воздействию яркого света. По цвету покрытия можно примерно определить толщину наносимого слоя: в этом случае фоторезист наносится на плату, закрепленную на поворотном столе с приводным усилием 300-1000 об/мин. После покрытия печатная плата не должна подвергаться воздействию яркого света. По цвету покрытия можно примерно определить толщину наносимого слоя:

Светло-серый синий-1-3 мкм;
Темно-серый синий-3-6 мкм;
Синий-6-8 мкм;
Темно-синий — более 8 микрон.
На меди цвет покрытия может быть зеленоватым.

Чем тоньше покрытие на заготовке, тем лучше эффект.

Я всегда наношу фоторезист на центрифугу. В моей центрифуге скорость вращения 500-600 об/мин. Фиксация должна быть простой, зажим только на конце заготовки. Фиксируем заготовку, запускаем центрифугу, распыляем в центр заготовки и наблюдаем, как фоторезист растекается по поверхности тонкого слоя. Под действием центробежной силы лишний фоторезист будет выбрасываться из будущего ПО, поэтому настоятельно рекомендую предусмотреть защитную стенку, чтобы рабочее место не превратилось в свинарник.Я использую обычную сковороду с отверстием в центре дна. Через отверстие проходит вал двигателя, а на монтажное отверстие устанавливается монтажная площадка в виде креста из двух алюминиевых реек, а ухо заготовки «скользит» по отверстию. Ушки изготовлены из алюминиевых уголков и закреплены на направляющей барашковой гайкой. Почему алюминий? Когда центр вращения отклоняется от центра вращения вала центрифуги, удельный вес меньше, поэтому биение меньше.Чем выше точность центровки заготовки, тем меньше дрожание, вызванное эксцентриситетом массы, и тем меньше работы требуется для прочного крепления центрифуги к основанию.

Нанесенный фоторезист. Дайте высохнуть 15-20 минут, переверните заготовку и нанесите слой на вторую сторону. Подсушиваем еще 15-20 минут. Не забывайте избегать прямых солнечных лучей и попадания пальцев на рабочую сторону заготовки.

Дубление фоторезиста на поверхности заготовки
Ставим заготовку в печь и плавно повышаем температуру до 60-70°С.При такой температуре выдерживаем 20-40 минут. Важно не допускать, чтобы что-либо касалось поверхности заготовки – допускается только кончик.

Совмещение верхней и нижней масок на поверхности заготовки
На каждой фотошаблоне (верхней и нижней) должны быть метки, а в заготовке нужно сделать два отверстия — для совмещения слоев. Чем дальше расстояние между метками, тем выше точность совмещения. Обычно я размещаю их по диагонали выкройки. По этим меткам на заготовке на сверлильном станке просверлите два отверстия строго под 90° (чем тоньше отверстие, тем точнее совмещение — я использую 0.сверло 3 мм) и совместите на нем рисунок, не забудьте нанести шаблон Print на сторону фоторезиста. С помощью тонкого стекла прижимаем шаблон к заготовке. Лучше всего использовать стеклянный кварц — они предпочтительно пропускают ультрафиолет. Оргстекло (плексиглас) может давать лучшие результаты, но обладает неприятной царапающей способностью, что неизбежно сказывается на качестве ПП. Для небольших размеров ПП можно использовать прозрачную крышку в упаковке компакт-диска. При отсутствии таких стекол можно использовать обычное окно для увеличения времени экспозиции.Важно, чтобы стекло было ровным, чтобы обеспечить плавное прилегание фотошаблона к заготовке, иначе на готовом ПП не получатся качественные кромки дорожек.

Заготовка с фото шаблоном под плексиглас. Используем ящик под CD.
Экспозиция (вспышки)
Время, необходимое для экспонирования, зависит от толщины слоя фоторезиста и интенсивности источника света. Фоторезист-лак POSITIV 20 чувствителен к ультрафиолетовым лучам, максимальная чувствительность находится в диапазоне длин волн 360-410 нм.

Лучше всего экспонировать под лампой, диапазон излучения которой находится в ультрафиолетовой области спектра, но если такой лампы нет, можно использовать обычную мощную лампу накаливания, тем самым увеличив время экспонирования. Не начинайте мигать, пока источник света не станет стабильным — лампу необходимо прогреть в течение 2-3 минут. Время экспозиции зависит от толщины покрытия и обычно составляет 60-120 секунд при расположении источника света на расстоянии 25-30 см. Используемая стеклянная пластина может поглощать до 65% ультрафиолетовых лучей, поэтому в этом случае необходимо увеличить время экспозиции.Для достижения наилучших результатов используйте прозрачные пластины из плексигласа. При использовании фоторезиста с длительным сроком хранения время экспонирования может потребоваться удвоить — помните: фоторезист стареет!

Примеры использования различных источников света:

Источник света Время Расстояние Примечание
Ртутная лампа Philips HPR125 3 минуты 30 см Покрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
Ртутная лампа 1000 Вт 1,5 минуты 50 см Покрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
Ртутная лампа 500 Вт 2,5 минуты 50 см Покрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
Кварцевая лампа 300 Вт 3-4 минуты 30 см Покрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
Солнечный свет 5-10 минут Лето, полдень, безоблачное Покрытие из кварцевого стекла 5 мм
Лампа Osram-Vitalux 300 Вт 4-8 минут 40 см Покрытие из кварцевого стекла толщиной 8 мм

ультрафиолет
Облучаем каждую сторону по очереди.После выдержки даем заготовке отстояться в темном месте 20-30 минут.

Исполнение голых артефактов
Появляемся в растворе NaOH (каустическая сода) при температуре раствора 20-25°C — подробнее см. в начале статьи. Если производительность до 2-х минут — мало времени экспозиции. Если он работает хорошо, но вымывается полезная площадь — раствор слишком сложный (слишком высокая концентрация), или время экспозиции слишком велико при данном источнике излучения или фотошаблоне плохого качества — напечатанный черный цвет не полностью насыщен, поэтому ультрафиолетовый свет может освещать заготовку.

При проявке я всегда очень аккуратно и без усилий «прокатывал» ватной палочкой по стеклянной палочке там, где нужно смыть фоторезист — это ускорило бы весь процесс.

Очистка щелочью и остатками фоторезиста на заготовке
Делаю это под краном-обычной водопроводной водой.

Додубливающий фоторезист
Ставим заготовку в печь и постепенно повышаем температуру. При температуре 60-100°С выдерживаем 60-120 минут — узор становится прочным и твердым.

Контроль качества
Ненадолго (на 5-15 секунд) погрузить заготовку в раствор хлорного железа, нагретый до 50-60°С. Быстро промойте проточной водой. Там, где нет фоторезиста, начинается сильное травление меди. Если фоторезист случайно где-то остался, аккуратно удалите его механическим способом. Удобно пользоваться оптикой вооружённой обычным или офтальмологическим скальпелем (сварочным, лупой и часовой лупой, а также штативом, стёклами микроскопа).

Травление
Нас отравили концентрированным раствором хлорного железа при 50-60°С.Желательно обеспечить непрерывную циркуляцию травильного раствора. Мы использовали ватный тампон на стеклянной палочке, чтобы тщательно «массировать» протравленные участки. Если это свежеприготовленное хлорное железо, то время травления обычно не превышает 5-6 минут. Промываем заготовку проточной водой.

Доска сломана
Как приготовить концентрат хлорного железа? Перед этим растворить его в небольшом количестве (до 40°С) горячей воды FeCl 3 до прекращения растворения. Наше фильтрующее решение.Хранить его нужно в прохладном месте в герметичной неметаллической упаковке, например, в стеклянной бутылке.

Удаление ненужного фоторезиста
Мы используем ацетон или нитролак и нитроэмаль для смывания фоторезиста с дорожки.

сверление
Диаметр точки будущего отверстия желательно подобрать на фотошаблоне, чтобы потом облегчить сверление. Например, в случае, когда необходимая апертура составляет 0,6-0,8 мм, диаметр точки на фотошаблоне должен быть около 0.4-0,5 мм – в этом случае сверло будет отцентровано.

Рекомендуется использовать сверла с покрытием из карбида вольфрама: сверла из быстрорежущей стали очень быстро изнашиваются, хотя можно использовать одиночные отверстия большого диаметра (более 2 мм), так как стальные сверла из карбида вольфрама такого диаметра слишком дорого. При сверлении отверстий диаметром менее 1 мм лучше всего использовать вертикальный станок, иначе сверло быстро сломается. Если для сверления используется ручная дрель, неизбежно произойдет деформация, что приведет к неправильному соединению отверстий между слоями.С точки зрения нагрузки на инструмент движение вертикально-сверлильного станка сверху вниз является оптимальным. Твердосплавные сверла изготовляют с жестким (т. е. сверло точно соответствует диаметру отверстия) или толстым (иногда его называют «турбинным») хвостовиком стандартного размера (обычно 3,5 мм).

Обычно сверла малого диаметра вставляются в патроны (различных размеров) или трехкулачковые патроны. Для точной фиксации не лучший выбор использовать для фиксации трехкулачковый патрон, а малый размер сверла (менее 1 мм) быстро образует канавку в приспособлении, тем самым теряется хороший фиксирующий эффект.Поэтому для сверл диаметром менее 1 мм лучше всего использовать цанговый патрон. На всякий случай приобретите дополнительный комплект, содержащий запасные цанги для каждого размера. Некоторые дешевые сверла сделаны с пластиковыми патронами — выбросьте их и купите металлические.

Для получения приемлемой точности рабочее место должно быть правильно организовано, то есть в первую очередь обеспечить хорошее освещение доски при сверлении. Для этого можно использовать галогенную лампу и установить ее на штатив, чтобы выбрать место (освещать правую сторону).Во-вторых, поднимите рабочую поверхность примерно на 15 см над рабочей поверхностью, чтобы лучше визуально контролировать процесс. Убирать пыль и мусор лучше всего во время сверления (можно использовать обычный пылесос), но это не обязательно. Следует отметить, что пыль, образуемая стекловолокном в процессе сверления, очень колючая, и при попадании на кожу вызывает раздражение. Наконец, при работе очень удобно пользоваться ножным переключателем сверлильного станка.

Типовой размер отверстия:

Сквозное отверстие-0.8 мм или менее;
Интегральные схемы, резисторы и т.п. -0,7-0,8 мм;
Диод большой (1N4001)-1,0 мм;
Контактная площадка, триммер до 1,5 мм.
Старайтесь избегать отверстий диаметром менее 0,7 мм. Всегда имейте по крайней мере два запасных сверла диаметром 0,8 мм или меньше, потому что они всегда сломаются, когда вы разместите экстренный заказ. Биты размером 1 мм и больше более надежны, хотя лучше иметь запасную биту. Когда необходимо изготовить две одинаковые доски, их можно просверлить одновременно, чтобы сэкономить время.В этом случае необходимо аккуратно просверлить отверстия в центре контактной площадки возле каждого угла печатной платы, а для больших плат — отверстия возле центра. Поместите печатные платы друг на друга и используйте центрирующие отверстия 0,3 мм в качестве штифтов на двух противоположных углах и штифты для фиксации печатных плат относительно друг друга.

При необходимости можно использовать встречное отверстие большего размера.

ПП лужение
При необходимости облучать дорожки на ПП можно использовать паяльник, легкоплавкий мягкий припой, спирто-канифольный флюс и оплётку коаксиального кабеля.При использовании в больших количествах их лужят в ванных комнатах низкотемпературным флюсом и флюсом.

Наиболее популярным и простым расплавом для лужения является легкоплавкий сплав «Роза» (олово-25%, свинец-25%, висмут-50%), имеющий температуру плавления 93-96°С. Поместите плату плоскогубцами под поверхность жидкого расплава на 5-10 секунд. После его удаления проверьте, равномерно ли покрыта вся медная поверхность. При необходимости повторите операцию. Сразу после извлечения печатной платы из расплава удалите ее остатки резиновым скребком или энергично встряхните в направлении, перпендикулярном плоскости печатной платы, и зафиксируйте в приспособлении.Еще один способ удалить остатки розового сплава — нагреть пластину в термошкафу и встряхнуть ее. Эту операцию можно повторить для получения полного покрытия. Чтобы клей-расплав не окислялся, в луженую банку добавляют глицерин так, чтобы его высота покрывала расплав на 10 мм. По окончании процесса пластину промывают от глицерина в проточной воде. Примечание! Эти операции связаны с оборудованием и материалами, установленными при высоких температурах, поэтому для предотвращения ожогов необходимо использовать защитные перчатки, очки и фартук.

Процесс лужения оловянно-свинцовым сплавом аналогичен, но более высокая температура расплава ограничивает применимость метода в нормальных условиях.

Хочу поделиться еще одним методом лужения розовым сплавом, который также проверен на практике. В жестяную банку или небольшую миску налейте обычную воду из-под крана, добавьте немного лимонной кислоты или уксуса и поставьте на плиту. Поместите печатную плату в кипящую воду, вылейте несколько капель замороженного розового сплава, а затем сразу же расплавьте в кипящей воде.Хлопковая нить, обернутая вокруг длинного пинцета или палочки (чтобы не обжечься паром), аккуратно расправляется по дорожке. По окончании процесса воду сливают, а оставшийся замороженный сплав хранят в контейнере до следующего использования.

После лужения обязательно снимите флюсовую плиту и полностью обезжирьте.

Если выход большой — можно использовать химическое лужение.

Защитная маска
Операция нанесения защитной пленки может полностью повторять все вышеперечисленные операции: нанесение фоторезиста, сушка, дубление, центрирование маски, затем снова экспонирование, проявление, очистка и дубление.Конечно, мы пропустили этапы проверки качества проявки, травления, удаления фоторезиста, лужения и сверления. Окончательно дублим маску при температуре около 90-100°C

 

Фоторезист

облегчает изготовление более сложных печатных плат — Engineering Technical

Фотолитография и фоторезист
Фотолитография — это слово, применяемое к процессу использования фотографических или оптических средств для изготовления фоторезистивной маски для печатной платы.Фотолитография применительно к печатным платам включает два этапа. Первая часть — это создание «художественного произведения», которое будет использоваться для второй части, которая «маскируется» фоторезистом.

Artwork
Конечная цель состоит в том, чтобы изготовить печатную плату надлежащего размера, позволяющую правильно разместить компоненты. С этой целью можно использовать фотографию, чтобы гарантировать, что окончательное произведение искусства будет по существу точного требуемого размера, путем увеличения или уменьшения оригинала. Мастер может быть изготовлен несколькими способами:

Нарисовано от руки
Черная лента и подушечка
Красно-синяя лента и подушечка
Создано компьютером с помощью программы для рисования
Создано компьютером с использованием специализированного пакета программного обеспечения для печатных плат
Целью любого из этих методов является создание художественного произведения, готового к съемке.Это произведение искусства, с которым было сделано все, чтобы подготовить его к преобразованию в фотографическую маску для создания рисунков резиста на печатной плате с фоторезистивным покрытием.

Существуют также варианты использования фотомаски для создания резистивной маски. Каждый из этих процессов может иметь положительную или отрицательную версию.

Покрытие фоторезистом непосредственно на заготовке печатной платы
Фоторезистивная пленка, нанесенная на печатную плату
Фоточувствительная шелкография, используемая для нанесения резиста трафаретной печатью
Пустые печатные платы с покрытием
Печатные платы с покрытием можно приобрести у поставщиков спрей-фоторезист (от тех же поставщиков).Тип, который вы используете, определяется двумя вещами: типом конечного изображения, которое у вас есть, и типом процесса травления, который вы собираетесь использовать. Если вы собираетесь использовать фотонегатив для создания позитива (покрыть области, которые необходимо сохранить), вам следует использовать негативный фоторезист. Если вы собираетесь использовать фотопозитив для создания позитивной маски, вам следует использовать позитивный фоторезист. Это самые распространенные случаи.

Если вы создаете иллюстрацию на компьютере и делаете вывод в натуральную величину, вы почти всегда будете использовать положительный метод.Если вы создаете свою иллюстрацию в 2-кратном или 4-кратном увеличении и уменьшаете ее, вы почти всегда будете использовать негативный метод, поскольку результатом фотографического уменьшения является негативное изображение. Вы также можете заплатить немного больше и получить позитивные контакты из негатива, если хотите использовать позитивный процесс. Это вопрос предпочтений. Положительный метод получил более широкое распространение.

Негативный фоторезист
Негативный фоторезист представляет собой покрытие, которое отверждается под воздействием УФ-излучения. Негативное изображение печатной платы контактирует с фоторезистом, зажимая его в рамке из стекла.Ультрафиолетовый свет, такой как ртутная лампа или лампа от насекомых, помещается на расстоянии нескольких футов, и рама подвергается воздействию в течение нескольких минут. Печатная плата проявляется в проявителе негативного резиста и промывается. Ватным тампоном можно очень легко стряхнуть частично растворенный резист, удерживая печатную плату в дистиллированной воде. Затем печатная плата травится в выбранном вами травителе.

Негативный фоторезист в целом стоит меньше, чем позитивный фоторезист, но дает примерно 1/4 максимального разрешения позитивного фоторезиста.Негативный фоторезист по-прежнему наиболее распространен для сухих пленок и наименее распространен для предварительно сенсибилизированных печатных плат.

Позитивный фоторезист
Позитивный фоторезист — это покрытие, которое размягчается под воздействием УФ-излучения. Позитивное изображение печатной платы контактирует с фоторезистом, зажимая его в рамке из стекла. Ультрафиолетовый свет, такой как ртутная лампа или лампа от насекомых, помещается на расстоянии нескольких футов, и рама подвергается воздействию в течение нескольких минут. Печатная плата проявляется в проявителе положительного резиста и промывается.Ватным тампоном можно очень легко стряхнуть частично растворенный резист, удерживая печатную плату в дистиллированной воде. Затем печатная плата травится в выбранном вами травителе.

Позитивный фоторезист в целом стоит дороже, чем негативный фоторезист, и дает примерно в 4 раза большее разрешение. Это может быть важным преимуществом, если вам нужно сделать очень плотную печатную плату, а остальная часть вашего процесса соответствует поставленной задаче.

Резистивные пленки
Резистивные пленки представляют собой листовой материал, наносимый на поверхность очищенной печатной платы, как правило, под действием тепла и давления в специализированном ламинаторе.После нанесения они не слишком отличаются от негативного фоторезистивного покрытия. Они, как правило, имеют более равномерную толщину по всей поверхности печатной платы, как правило, тоньше и имеют лучшее разрешение, чем жидкие фоторезисты. Они доступны из нескольких источников и могут быть нанесены с помощью воды и ракеля, а затем высушены феном или в духовке. Сухой пленочный фоторезист Puretch — это пленка, используемая для травления любых материалов, в том числе и печатных плат. Источники eBay для сухого пленочного фоторезиста. Печатная плата разработана в очень слабом растворе кальцинированной соды.

Заготовки для печатных плат с пресенсибилизированным фоторезистом
Существует несколько источников предварительно сенсибилизированных заготовок для печатных плат с позитивным или негативным фоторезистом, уже нанесенным на медь. Как правило, они имеют сухое пленочное покрытие, потому что это проще в производственной среде, чем жидкая заливка или распыление фоторезиста. MG Chemicals, кажется, наиболее распространены в моем районе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.