В чем кратко заключены основы переноса рисунка на плату при использования фоторезиста
Обновлено: 04.07.2024
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Приветствую всех заглянувших в мой уголок по созданию плат. Сегодня я хочу поделится своим опытом создания плат. Я имею не такой уж и большой опыт в этом деле, но если вкратце то я изготавливал платы способом ЛУТ, фоторезист и обленившийся заказывал их у китайцев. Все эти три способа хорошо показывают себя в разных ситуациях и как начинающему радиолюбителю я советую попробовать их все. Я считаю что это расскажет вам о разных тонкостях, научит проверять платы перед заказом и покажет что все не так просто как кажется. Да, не спорю, разжигать костер трением имея зажигалку глупо, однако я не заставляю вас использовать медные гвозди и доску или фольгу и фломастер, все эти 3 способа одни из самых популярных, так сказать спички, газовые спички и зажигалка. Предупреждаю сразу, все учителя по русскому идут на лесом. Закройте пост и не читайте. Моя статья, мой опыт, мой текст, как хочу так и пишу. А теперь к делу. Статей с описанием инструкций к ЛУТ и фоторезисту довольно много, поэтому я расскажу только про фоторезист, так как он эффективнее чем ЛУТ, всю инструкцию описывать не буду, пробегусь по важным факторам. Полный гайд есть на канале гайвера и куча видосов на ютубе. Поехали. Я имею опыт только с пленочным фоторезистом, буду рассказывать про него. Первый этап, подготовка. У вас есть кусок текстолита, лежалый, не лежалый, без разницы. Берете его и тщательно моете под теплой водой(под холодной не удобно), его нужно тщательно тереть губкой, так что бы он начал блестеть. После очистки его от грязи попробуйте пошаркать его обычной бумагой, вам нужно сделать его максимально гладких. После еще раз моете и хорошенько протираете оцетоном(обезжириваете). Первый этап пройден поздравляю. Этап два. Подбор оптимального время экспозиции. В этом этапе ваша задача наделать как можно больше ошибок чтобы понять рамки дозволенного. Как подбирать экспозицию, очень просто, пишите на прозрачной пленке цифры(секунды экспозиции) и закрываете их от лампы через то время которое на них написано. У меня вышло в районе 2 минут. Однако лучше всего продолжить подбор еще минуты на 2. Постарайтесь пересветить шаблон или цифры(смотря что вы используете) что бы понять что будет если передержать фоторезист на свету. Не бойтесь испоганить первые прототипы. В итоге лично я при своих 2 минутах держу 3 минуты. Опытным путем я исправил еще одну проблему. При проявке фоторезиста он начинает загибатся по краям. Как я понял это либо из-за недогрева либо из-за недосвета. Да, не забывайте прогревать фоторезист после нанесения на текстолит, это очень сказывается на склейке. По поводу шаблона для фоторезиста, могу сказать, что я использую обычную печать на прозрачной пленке в соседней печати. Склеиваю два шаблона и просвечиваю.(двух лично мне хватает). Так же если проблема загиба краев после проявки не убирается прогревом и увеличением экспозиции я советую не сушить заготовку. То есть вы ее проявили и сразу переложили в чистую воду, она там поплавала, очистилась и сразу переложили в хлорное железо или перекись(мне больше перекись по душе)(я так раствор называю, состав есть на других сайтах). главное не сушить заготовку до конца, она должна всегда быть мокрая. Из важного вроде все. Давайте по пунктам.
Сделайте тонкие полосы на шаблонах, так удобнее совмещать. Максимально чистая и ровная заготовка(не шлифованная) Заготовка должна быть обезжирена. После нанесения фоторезиста его необходимо прогреть, можно утюгом прижимая, можно в ламинаторе. Постарайтесь после подогрева ее резго не охлаждать. Не бойтесь пересветить заготовку. Держите чуть дольше чем нужно. Старайтесь чтобы заготовка после проявки оставалась мокрая, переложите ее в воду, побултыхайте и в раствор для травления. Вот и все, если будут вопросы, пишите коменты.
Сейчас в продаже имеется плёночный фоторезист, он довольно дёшев, но многие его не используют по той причине, что просто не знакомы с технологией. А она очень проста и позволяет получать печатные платы практически заводского качества.
Сам фоторезист представляет собой тонкую плёнку полимера, которая находится между двумя слоями защитной плёнки.
Работать с фоторезистом можно при освещении обычной лампой накаливания, но следует избегать попадания солнечного света.
Я расскажу как сделать печатную плату на конкретном примере. Мне потребовалось изготовить плату для управления RGB-лентой. Сам рисунок платы я нарисовал в векторном графическом редакторе. Следует заметить, что для работы с фоторезистом следует печатать рисунок в негативе, то есть то, что будет чёрным смоется при проявке. Значит надо напечатать так, чтобы токопроводящие дорожки оставались прозрачными. Через прозрачный участок ультрафиолет воздействует на фоторезист и он полимеризуется, создавая на поверхности фольги надёжный защитный слой.
Для своей платы я вырезал небольшой кусочек стеклотекстолита и отрезал от рулона фоторезиста такой прямоугольник, чтобы он был несколько больше заготовки платы.
Затем надо удалить с фоторезиста один защитный слой и наложить фоторезист на предварительно обезжиренную фольгу.
При небольших размерах платы выдавить воздух из-под плёнки можно просто прогладив поверхность пальцем, при больших площадях удобнее пользоваться резиновым валиком. Под плёнкой не должно остаться никаких воздушных пузырей.
Следующим этапом надо прогладить плату утюгом через два слоя бумаги в течении тридцати секунд, после этой операции плёнка приклеится к фольге.
сли есть в наличии ламинатор для документов, то плёнку можно накатать при его помощи, получится даже быстрее и лучше.
Фотошаблон печатается на прозрачной плёнке. Печатать можно как на струйном, так и на лазерном принтере.
Я использую полиэстеровую плёнку фирмы "Lomond".
Отпечатанный фотошаблон вырезается по контуру.
На самой плате излишки фоторезиста надо обрезать по размеру заготовки.
Фотошаблон накладывается на плату ОТПЕЧАТАННОЙ стороной на фоторезист и прижимается стеклом.
Для более качественного прижима я использую струбцины.
Над всей этой конструкцией на расстоянии 120 миллиметров устанавливается УФ-лампа. При таком расстоянии время экспозиции составляет одну минуту.
После засветки можно увидеть, что фоторезист потемнел в местах воздействия ультрафиолета. После всех этих операций можно снять с фоторезиста наружный защитный слой.
Для удаления незасвеченного фоторезиста применяется раствор кальцинированной соды Na2CO3, в ста граммах воды надо растворить полграмма соды.
Обычно я наливаю раствор в одноразовую тарелку, кладу в него плату, и мягкой кистью удаляю фоторезист с незасвеченных участков. Делать это надо аккуратно — мокрый слой фоторезиста можно легко повредить.
Через пару минут плату можно промыть и взглянуть на полученный результат.
После просушки я приклеиваю скотчем к обратной стороне платы полоску из тонкого пластика, держась за неё можно будет опустить плату в раствор для травления.
Теперь плату можно протравить. Опускаю её в подготовленную для этого ёмкость…
…и наливаю раствор хлорного железа.
Держась за приклеенную полоску плату можно вынуть и проследить за ходом процесса.
Через пятнадцать-двадцать минут всё готово!
Осталось только промыть плату проточной водой и удалить фоторезист. Производители рекомендуют удалять его при помощи раствора едкого натра — NaOH, но я посоветовал бы не связываться с такими опасными веществами без крайней необходимости. Фоторезист отлично удаляется ацетоном.
Каждый радиолюбитель задумывается над вопросом о том, как в домашних условиях сделать печатную плату.
В этой статье я поделюсь своими соображениями и наработками. Я постарался сделать материал максимально подробным и максимально полезным для начинающих. А если статья окажется кому-то полезной, то мне будет очень приятно.
Содержание / Contents
Камрад, рассмотри датагорские рекомендации
🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать
Опробовано в лаборатории редакции или читателями.
↑ Подготовка инструмента, материалов и приспособлений
Подготовка – очень ответственная часть процедуры. Здесь нужно не забывать о том, что хорошее качество качество инструмента определяет, в целом, качество изготовленного изделия. Отведите место для инструмента, приспособлений и химреактивов, чтобы домочадцы не спотыкались об них.
Итак, нам понадобятся:
1 — Фольгированный текстолит;
8 — Плёнка прозрачная для лазерной печати, двусторонняя (плёнку в последнее время становится всё тяжелее искать, но в магазинах оргтехники она есть всегда. Почему двусторонняя? Чтобы вы не задумывались, какой стороной положить в принтер. Я использую LOMOND Copier Film, либо Profiline);
9 — Фоторезист рулонный ПФ-ВЩ-50 (Негативный, просто у нас такой в Новосибирске такой везде продают);
11 — Ламинатор формата А4 (для нанесения фоторезиста на текстолит. Тут я должен сказать, что ламинатор необходимо выбирать по толщине ламинируемого пакета, а это не менее 2 мм. У меня уже несколько лет работают популярные и недорогие PD230-1);
14 — Валик длинный, средней мягкости (я использую мягкий вал переноса заряда из старого лазерного принтера, хотя можно использовать вал из печки. Главное чтобы на стальном стержне вала была резина или плотный поролон — для накатки фоторезиста);
16 — Тарелка или ванночка, можно типа фотокюветы;
17 — Кальцинированная сода (продаётся в хозяйственных магазинах, очень дешёвая. Она прямо так и называется);
18 — Узкая малярная кисть (обрезаем ножницами две трети ворса и получаем отличную щётку для проявки фоторезиста. Хотя можно использовать и старую зубную щётку);
19 — Растворитель или ацетон;
20 — Хлорное железо;
21 — Ёмкость для травления;
22 — Дрель для сверловки отверстий. У меня вот такой станочек:
23 — Свёрла необходимого диаметра (0,6-1,0 мм).
Многие задумаются, а не слишком ли большой список? БОЛЬШОЙ, не то слово. Я к этому всему шёл самостоятельно. При этом, просто мечтал, чтобы кто-то так подробно мне всё разжевал. Список составлен примерно так, если бы мне предложили организовать рабочее место для опытного конструкторского бюро. Вот я и предоставил перечень, необходимый для работы.
↑ Подготовка рисунка печатной платы к работе
Современные CAD программы позволяют нарисовать чертежи очень высокого качества, каждый для себя выбирает сам, где ему удобней работать. Единственное, что хотелось бы добавить: для ФОТОРЕЗИСТА ПФ-ВЩ-50 необходимо распечатывать рисунок печатной платы в НЕГАТИВЕ.
Это фотография с плёнки, на ней видно, что дорожки прозрачные, а диэлектрик чёрный. При рисовании контактных отверстий следует выбирать диаметры подобранными под размер устанавливаемой детали. Это очень удобно в дальнейшем.
Вы увидите, что при таком рисунке, в режиме негативной печати, заливка будет выглядеть лишь тонкими линиями. Вставляем плёнку в принтер, выбираем нужный рисунок в НЕГАТИВЕ и распечатываем. ВАЖНО, чтобы картридж в принтере был свежим и незатёртым. Смотрим на просвет плёнку. Линии должны быть чёткими с плотной заливкой. Ножницами или канцелярским ножом отрезаем лишнее, лучше положить наш шаблон в мультифору.
↑ Подготовка печатной платы и нанесение фоторезиста
Необходимо вырезать заготовку из фольгированного текстолита. Делаем припуск в 4-5 мм с каждой стороны и отрезаем имеющимся инструментом. Напильником подравниваем края, чтобы не было шероховатостей и зазубрин. Снимаем аккуратную фасочку со стороны меди.
Теперь достаём рулон фоторезиста. Где-нибудь в тени, без прямого попадания света отмеряем необходимый кусок с дополнительным запасом в 5-10 мм от размера печатной платы.
Отрезаем канцелярским ножом. Кладём отрезанный кусок в книгу (предварительно запомнив в какую). Оставшийся рулон фоторезиста аккуратно запаковываем обратно.
Фоторезист должен быть свежим. Обычно на упаковке стоит дата выпуска, так вот, до 2х лет — нормально, можно пользоваться. Если больше, будет хуже прилипать.
Включаем наш ламинатор. Выставляем температуру 150 градусов Цельсия и ждём, пока прогреется. А пока предварительно нанесём фоторезист на плату. Вспоминаем про резиновый валик и кладём его недалеко от себя.
Достаём кусочек заготовки фоторезиста из книги, кладём плату перед собой медью вверх. Канцелярским ножом поддеваем матовую защитную плёнку с фоторезиста, убираем её. С другой стороны должна остаться прозрачная плёнка. ЕЁ ОСТАВЛЯЕМ!
Накладываем заготовку на плату и от центра прижимаем пальцем, постепенно разглаживая вправо и влево. Берём валик и раскатываем всю поверхность также от центра к краям. Смотрим, чтобы не было пузырей. Если появились, то лучше переделать.
Переворачиваем плату фоторезистом к столу. Канцелярским ножом под углом, аккуратно срезаем излишки фотоплёнки.
А вот и ламинатор прогрелся. Берём лист обычной чистой бумаги, сворачиваем пополам, кладём внутрь нашу плату с фоторезистом и суём сей бутерброд в ламинатор.
Кладём заготовку опять в толстую книгу. Запоминаем автора.
↑ Установка ультрафиолетовой засветки
Тут остановлюсь подробней. В куче мусора из интернета я ничего хорошего для себя не почерпнул. Решил сделать сам.
В театре, где работал, попросил УФ лампу для сцены. Она как ДРЛка. Засветила всё вокруг, долго с ней мучился.
После месяца напряжённых экспериментов я нашёл в магазине первоклассный вариант.
УФ лампа с цоколем Е27, выглядит как энергосберегающая лампа. Стоит дорого, 250 руб/шт. Разорился пока на 3 экземпляра.
Сделал такую установку: Две пластины формата А4 толстого 20 мм оргстекла длинными гранями соединил в угол _| На боковой стороне приделал 4 патрона Е27 в ряд, так, чтобы лампы были на высоте около 5 – 6 см. Сзади поставил реле времени на 2 минуты. Над лампами придумал фанерную крышку (чтобы в глаза не слепили). На нижнюю пластину под лампами наклеил тонкую шумоизоляцию от авто, типа сплэна. Нашёл подходящий кусок стекла, снял с рабочего стола и вырезал. Всё, установка готова.
Не претендую на оригинальность, но меня пока этот вариант устраивает. Хотя, тут поле для творчества непаханое.
↑ Засветка и проявка
Достаём из книги нашу заготовку и шаблон из мультифорки. Кладём заготовку фоторезистом вверх под лампу. Сверху накладываем рисунок, НАПЕЧАТАННОЙ СТОРОНОЙ К ЗАГОТОВКЕ, иначе засветка будет размытой и рисунок не той стороной.
Накрываем стеклом. Необходимо следить за тем, чтобы шаблон плотно прилегал к фоторезисту, а стекло не ёрзало.
Я делаю так: включаю УФ с таймером и руками по краям прижимаю стекло к заготовке. Она вдавливается немного в мягкий сплэн и шаблон плотно прилегает.
После того, как УФ установка выключится, можно аккуратно всё вытаскивать. И вновь заготовка в книгу, шаблон в мультифорку. Пошли готовить проявочный раствор.
Наливаем в тарелочку примерно стакан горячей воды (не кипяток, чтобы пальцы едва терпели) и добавляем немного кальцинированной соды. Примерно на кончике чайной ложечки. Размешиваем нашей обрезанной кистью. Достаём из книги плату.
Кистью водим по фоторезисту, тут вы увидите чудеса наших стараний. Не бойтесь жёстким ворсом повредить дорожки, не получится. На проявку уходит около 2х-3х минут. Больше держать нельзя, может отстать фоторезист. Щёткой смываем лишнее до самой меди. В принципе, невооружённым глазом всё видно, где смылось, а где нет.
Вот тут понимаем, зачем делали небольшой припуск, когда отрезали плату. Дело в том, что иногда фоторезист откалывается с краёв. Если припуска не будет, то придётся восстанавливать необходимые дорожки цапон-лаком. А оно нам надо?
Если готово, то быстро промываем плату водопроводной водой. Оставляем сушить. Остатки раствора можно слить в канализацию. Ущерба не принесёт, да и расход соды невелик.
↑ Травление
Методов травления существует масса. Отмечу только то, что я травлю в пластиковом ведёрке из под джема. Оно небольшой высоты, закрывается плотно крышкой.
Я травлю хлорным железом. Раствор не сливаю. Вот уже год как им пользуюсь. Решил вопрос с подогревом — просто ставлю в кастрюлю с водой и на электроплиту. Чтобы пластик не поплыл, подкладываю в кастрюльку небольшую подставочку из металлических прутков диаметром 4 мм.
Перед опусканием платы в раствор я наклеиваю на обратную сторону платы узкий скотч, так, чтобы образовалась небольшая ручка для поднятия платы. А чтобы она не тонула, приклеиваю лепестки скотча по краям платы, чтобы торчали на 5 мм с каждой стороны.
↑ Сверловка отверстий
Микродрель у каждого радиолюбителя своя. У меня из мотора ДПМ, цанги купил в магазине. Сварганил простой станочек, хотя, можно и вручную.
Свёрла покупаю заранее, от 0,6 до 1,5 мм всех размеров. Дешёвых хватает на одну плату, потом выбрасываю, иначе будет брак.
Помните, я говорил, чтобы мы рисовали контактные отверстия под размер выводов детали? Они так и вытравились. Теперь, эти места служат нам зенковкой под сверла, которые мы ставим в дрель в строгом соответствии с диаметрами по чертежу. КАЖДОМУ ДИАМЕТРУ СВОЁ СВЕРЛО!
↑ Процесс лужения
Процесс лужения у каждого свой. Я обычно использую один из легкоплавких сплавов типа Розе + раствор канифоли в спирте.
↑ Итого
На этом я закончу, ведь наша плата уже готова: smile:
Приведу примеры моих работ. К сожалению, они не самые удачные. Скажем так, к моменту написания статьи под рукой остались конструкции, которые не доработаны или опытные образцы. Их и сфотографировал.
Прежде, чем вы начнете производить печатную плату, вам понадобится схема платы. Имеются многочисленные способы планировки схемы. Здесь не обсуждаются способы создания схемы, поскольку это достаточно сложный процесс. Требуется некоторый опыт, чтобы спроектировать схему. Лучше всего иметь готовую схему, например, из журнальной статьи или книги. Далее будут обсуждаться методы и материалы, используемые в процессе переноса рисунка схемы на печатную плату.
Перенос схемы на печатную плату
Где купить фольгированный диэлектрик?
В Москве есть поставщик НПФ "Росламинат" [тел. ] фольгированного диэлектрика, производимых компанией "Молдовизолит" (г. Тирасполь, Молдова). Лучше всего использовать стеклотекстолит марки МИ-1222-1-35 (односторонняя, толщина платы 1,5 мм, толщина слоя меди 35 мкм) или МИ-1222-2-35 (двухсторонняя). Качество их не уступает зарубежным маркам класса FR-4, но существенно дешевле.
Если схема простая.
Рисуйте ее непосредственно на материале платы. Для этого нужно использовать стойкие к травлению чернила. Имеется множество компаний в Европе, которые делают подобный вид чертежных ручек.
Прежде чем рисовать на плате, необходимо очистить поверхность медь. Для этого ее необходимо протереть тканью, смоченной в изопропиловым или этиловом спирте. Теперь вы можете нарисовать дорожки на медной поверхности. Удостоверьтесь, что чернила полностью высохли. Когда рисуете, не касайтесь меди руками. Жир на коже рук окисляет медь и может привести к тому, что места касания рукой будут стойкими против травления.
Можно использовать так называемые средства сухого переноса. Они представляют собой пластиковые листы, на которых нарисованы все виды символов. Вы можете их перенести на плату как переводные картинки. Протрите карандашом символ, который вы хотите передать. Он прилипнет к меди. После этого вы можете травить медь. Такие комплекты поставляет компания Churchin Associates Ltd (факс: ).
Если схема посложнее
Использование термотрансфертных пленок.
Существует также материал - термотрансфертная пленка. Если у вас есть схема, тогда вы можете скопировать ее на эту пленку лазерной печатью. Теперь вы должны поместить пленку, скопированной стороной, на чистую медь. Прижмите пленку к плате и равномерно грейте ее утюгом для нагрева. Температурный режим должен быть около 95 °С. Ваша печать будет перенесена на печатную плату. Дайте возможность остыть и затем удалите термотрансфертную пленку. Если вам повезет, вы будете иметь печатную плату, готовую к травлению. Лучше для переноса использовать специальные термические прессы. Термотрансфертные пленки поставляют фирмы "DynaArt Designs", (пленка TTS, факс: ) и "Techniks, Inc" (факс: Press-n-Peel.).
Пленки эти одноразовые, так как процесс зависит от специального покрытия на пленке. Главный недостаток этих пленок, что они дороги и, кроме того, обычным утюгом получить хороший результат трудно, необходим термопресс, стоимость которого под 1000 USD.
Если схема сложная
В этом случае не обойтись без фоторезистов и фотолитографического процесса.
Прежде чем перейти собственно к фотолитографическому процессу вам необходимо иметь проект печатной платы на прозрачном материале - оригинал-макет. Под прозрачным материалом здесь подразумевается материал, который пропускает ультрафиолетовый свет. Дело в том, что все фоторезисты поглощают в ультрафиолетовом и не поглощают в видимом диапазоне спектра. Ультрафиолетовый диапазон спектра - это 200-400 нанометров. Оконное стекло прозрачно для видимого света, но не пропускает ультрафиолетовый свет. Если вы не уделите достаточного внимания изготовлению качественного оригинал-макета, то дальше в фотолитографическом процессе у вас возникнет много проблем.
Создание оригинал - макета
Как же изготовить качественный оригинал-макет? Для сложной схемы здесь не обойтись без компьютера или качественного копировального аппарата. Если вы сами разрабатываете схему с помощью программ для создания печатной платы, то вы можете ее вывести на печать. Если вы имеете готовую схему и вам надо перенести ее на прозрачный материал, то вы либо ее копируете на такой материал копировальным устройством, либо переносите в компьютер, в цифровой формат сканером.
Использование принтера или копировального аппарата
С появлением средств для усиления оптической плотности тонера (Densitone Spray) наилучшие результаты достигаются с помощью лазерных принтеров.
| Исходный отпечаток | После обработки |
Если вы распылите жидкость Densitone Spray на поверхность отпечатка схемы, полученного лазерной печатью или копировальным устройством и дадите высохнуть несколько минут, то вы можете получить почти профессиональный оригинал-макет. Исходная оптическая плотность составляет 1.3 - 1.7 и может быть усилена до 3.0 - 3.6. Это можно видеть из рисунка. Основа калька.
На что печатать? Существуют прозрачные пластмассовые листы для лазерной печати и копировальных аппаратов. Такие листы прекрасно пропускают ультрафиолетовый свет. Их недостаток заключается в том, что при печати лазерным принтером и при установке максимальной плотности нанесения тонера, тонер "разбрызгивается". Рисунок смазывается. По этой причине лучше использовать кальку или матовую полимерную пленку для лазерных принтеров. Эти материалы хорошо держат форму линий, хотя и "зарезают" ультрафиолетовый свет. Так стандартная калька уменьшает пропускание ультрафиолетового света в пять раз, а пленка Folaproof Laserfilm DM в 3,5 раза. Калька значительно дешевле, но дает усадку при нагреве в лазерном принтере, что существенно при высоких разрешениях. Пленка Folaproof Laserfilm - безусадочная и используется при изгтовлении прецизионных печатных плат.
Другой выбор использование плоттера. Так как эти приборы используют жидкую краску, результаты будут хорошими. Кроме того, качество вычерчивания линий - намного лучше, чем у принтера. Вы можете использовать различные перья для каждой ширины линии. Главный недостаток состоит в том, что чертежи становятся дорогостоящими. Не только сам плоттер дорог, но и стоимость, вовлеченная в создание чертежа существенна также. Перья и стоимость бумаги специального назначения стоят денег.
Это - методика, используемая в промышленном производстве печатных плат. Плоттер оснащен источником УФ-света. Перо заменено волоконно-оптическим кабелем. Механизм передвижения пера вверх-вниз заменен электронно-оптическим затвором. Обычно это жидкокристаллический затвор.
Чертеж делается в темной комнате на фотографической пленке. Когда чертеж закончен, пленку проявляют точно так же как в обычной фотографии. Это - единственный метод изготовления очень тонких дорожек.
Перенос схемы на печатную плату. Фотолитографический процесс
Для начала мы нуждаемся в светочувствительном материале для печатной платы - фоторезисте. Имеются здесь две возможности: Или вы покупаете готовый очувствленный фольгированный диэлектрик, или вы сами наносите фоторезист на плату. Проще всего купить готовый очувствленный материал. Это плата, медный слой которого покрыт светочувствительным лаком. Лак закрыт черной бумагой.
Это - довольно трудоемкая работа и отнимает много времени. Вы не сбережете никаких денег, производя самостоятельно чувствительную печатную плату. Напротив. Вы должны купить аэрозольный баллончик с этим типом лака. Вы должны очистить медную фольгу печатной платы, промыть ее изопропиловым спиртом. После сушки вы должны распылить фотолак на медный слой. Удостовериться, что лак нанесен на всю медную поверхность. Теперь вы должны высушить лак в темном месте в течение 24 часов. Если вы будете удачливы, то это будет работать.
Покупка готового материала.
Имеются два различных доступных типа. Позитивный и негативный. 95 процентов проданных материалов являются позитивными. Хорош тот материал, который для нас подходит Негативный материал используется в промышленном производстве печатных плат. Единственное его преимущество состоит в том, что с ним легче делать многослойный печатные платы. Но так как это фактически невозможно делать дома: забудьте об этом.
Кроме того, мы нуждаемся в проявителе для этого материала.
Имеется множество различных продуктов на рынке, но в основном они все содержат натрий гидрооксид. При использовании этого продукта, пожалуйста, соблюдайте меры предосторожности и перчатки. Возможно, он не будет причинять никаких ожогов, но не очень здорово погрузить незащищенные руки в продукт или раствор. Если вы вошли в контакт с этим продуктом ополосните водой. Если раствор попал в глаза, промойте большим количеством воды и вызовите врача.
Экспонирование материала и проявление
Для экспонирования необходим источник ультрафиолетового света. Такой источник ОРК-21М выпускается в России. Удобство его заключается в том, что он на штативе и можно варьировать расстояние от лампы до платы. Можно использовать люминесцентную лампу ДРЛ. Сама лампа практически не излучает ультрафиолетовый свет. Но если аккуратно срезать алмазным кругом верхнюю колбу по максимальному диаметру, то внутри можно обнаружить маленькую лампу ультрафиолетового света. Таким образом, мы получаем хороший источник ультрафиолетового света, Остаток люминесцентной колбы будет защищать глаза от попадания ультрафиолетового света.
Время экспозиции зависит от мощности лампы, расстояния от лампы до платы, толщины пленки фоторезиста. На установке ОРК-21М с расстояния 25-30 см время экспонирования составляет примерно 30 сек. Некоторое экспериментирование здесь необходимо.
Поместите оригинал-макет тонерной стороной на печатную плату.
Прижмите оргстеклом оригинал-макет к пленке фоторезиста.
Два важных примечания здесь:
Первое. Защитите себя! Ультрафиолетовый свет опасен. Никогда не смотрите в источник света, когда он включен. Всегда закрывайте крышку установки, когда лампы включены.
Второе. Делайте это при слабом освещении. Не при ярком дневном свете. Хотя материал печатной платы чувствителен только к ультрафиолетовому свету, имеется риск разрушения чувствительного слоя прямым солнечным светом или сильным дневным светом. Солнечный свет также содержит ультрафиолетовый свет, а яркий дневной свет будет постепенно ухудшать резкость изображения.
Вы можете обращаться с печатной платой при нормальном окружающем свете, если вы используете печатную плату непосредственно. Как только защитная бумага будет снята со светочувствительного слоя, вы должны немедленно использовать ее. Не оставляйте такую плату на вашем столе в течение 2 минут. Светочувствительный слой ухудшит свое качество.
Проявление. В чем мы еще нуждаемся - это 2 пластмассовые кюветы и пара резиновых перчаток.
После экспонирования печатной платы вы должны проявить ее. Поэтому Вы должны поместить ее в проявитель.
Фактический процесс проявления составляет приблизительно 30 секунд. Максимум 2 минуты. Вы должны поместить печатную плату в жидкость. После нескольких секунд вы увидите изображение на печатной плате. После примерно полминуты вы должны иметь области с чистой медью и области, которые закрыты фоторезистом. Теперь вы можете вынуть печатную плату и промыть ее водой.
Печатная плата готова к травлению.
Травление платы подробно описано здесь.
Покрытие защитным лаком, золотом, серебром или оловом
Вы можете покрыть вашу плату реальным паяльным лаком для припоя. Это предотвратит медь от окисления (зеленого налета). Лак PLASTIK в аэрозоле имеет преимущество, т.к. с ним легче паять.
Если Вы хотите придать вашей печатной плате профессиональный вид, вы можете покрыть ее оловом. Если вы нуждаетесь в печатной плате для агрессивных сред, Вы можете покрыть ее серебром или золотом.
Перед применением всех этих продуктов мы должны удалить остатки фотослоя. Лучше всего использовать для этого ацетон. Погрузите печатную плату в ацетон в течение приблизительно 15 секунд. При этом должен раствориться весь фотослой. Вы можете использовать ацетон многократно. Когда вы вытащите плату из ацетона, вытрете ее сухой свежей тканью. Важным для этих действий является то, что вы еще не сверлили отверстия!
Применение защитного, паяльного лака
Распылите тонкую пленку этого продукта на печатную плату. Дайте высохнуть полностью. Это может занять некоторое время (от 1 до 2 часов).
Применение олова, серебра или золото
Вы можете купить эти продукты. Они называются химикаты для покрытия металлом. В основном это - жидкости, где растворен металл. Они все содержат определенный вид кислоты. Так что обращайтесь с ними с осторожностью. Носите резиновые перчатки и защитите глаза.
Процесс металлизации очень быстр, но он требует некоторых мер предосторожности. Медь должна быть очень чиста. Кроме того, вы должны предотвратить, в максимально возможной степени, чтобы другие продукты не попали в жидкость. Жидкость очень чувствительна к другим химикалиям и даже к воде.
Наилучшая процедура - следующая:
- Удалить фотолак ацетоном.
- Протереть плату сухой свежей тканью.
- Погрузить плату в изопропиловый спирт для удаления жировых пятен.
- Снова вытрите плату сухой свежей тканью.
- Ополосните плату водой. Это позволяет удостовериться в смачиваемости платы. Вы можете протирать медь тканью во время ополаскивания водой.
- Снова вытрите плату сухой свежей тканью.
- Поместите плату в электролит, и оставьте ее в электролите в течение одной-двух минут.
- Вытащите из раствора и ополосните водой.
- Вытрите насухо немедленно! Это необходимо, так как плата очень быстро окислится, если вы не сделаете этого.
- Теперь, если вы хотите, вы все еще можете использовать защитный лак. Сделайте это.
Вы имеете печатную плату готовую к сверлению.
Надписи на печатной плате. Если вы посмотрите на коммерческую печатную плату, подобно той, что у вас в телевизоре или радио, тогда вы отметите, что расположение компонентов напечатано на печатной плате. Вы можете сделать это также сами. Процесс, используемый в промышленном производстве печатных плат довольно трудно воспроизвести дома. Там используются сеткотрафаретная печать и фотоотверждаемые краски. Но вы можете использовать пленки соответствующего типа, которые поставляются.
Изготовление двухсторонних печатных плат
При изготовлении двухсторонних печатных плат методом, описанным выше для односторонних плат, существует одна проблема. Поскольку плата непрозрачна, вы не можете видеть, как совмещаются рисунки с двух сторон.
Один из простых способов обойти эту проблему следующий. Изготовьте две полоски фольгированного диэлектрика шириной приблизительно 10-15 см и длиной, чуть больше длины печатной платы. Истинные размеры полосок не имеют значения, необходимо зафиксировать только толщину.
Приготовьте двухстороннюю плату с пленкой фоторезиста с обеих сторон. Для этого нанесите на одну сторону будущей печатной платы фоторезист. Высушите пленку фоторезиста в течение 10 минут при 40 °С. Переверните плату и нанесите на другую сторону платы также фоторезист. Высушите плату при 70-80 °С в течение 15 минут.
Теперь поместите два оригинал - макета друг на друга, печатной стороной внутрь и точно совместите их. Вырежьте их ножницами или скальпелем до требуемого размера. Помните, что нужно оставить по периметру границу, по крайней мере, в 25 мм вокруг чертежа. Теперь снимите верхний оригинал-макет и поместите 2 полоски приготовленного, как указано выше, фольгированного диэлектрика между этими двумя оригинал-макетами.
Совместите оригинал макеты и приклейте их к полоскам фольгированного диэлектрика куском липкой ленты. Вы получите сэндвич. Продвиньте аккуратно между оригинал-макетами искомую печатную плату с нанесенным с двух сторон фоторезистом. Совмещение рисунков будет хорошее. Если бы вы не использовали 2 полоски фольгированного диэлектрика, то был бы риск смещения рисунков, и печатная плата стала бы непригодной.
Теперь вы можете экспонировать, проявлять и травить, как одностороннюю плату.
Большой вопрос: Как соединить две стороны печатной платы друг с другом.
Имеется множество путей для этого.
Используйте куски провода и пропустите их через отверстия. Лучше использовать специальные медные штырьки с ободком, которые можно приобрести.
Этот метод имеет недостаток, поскольку вы не сможете поместить компонент в отверстие.
Когда вы проектируете двухстороннюю печатную плату, вы должны попробовать сделать так, чтобы межслойные связи образовались непосредственно в составляющих штырьках компонентов. Тогда вы просто паяете вывод компонента с обеих сторон и имеете связь двух сторон.
Если Вы используете гнезда для интегральных схем с обработанными на станке контактами, тогда Вы можете даже применять эту методику для штырьков интегральной схемы.
В промышленности это делается путем химического осаждения металла в отверстиях.
Читайте также: