Site Loader

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 принтер

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 пойти другим путем и попробовать метод, альтернативный ЛУТ. Метод этот 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 30x40 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!

Fun fact! Оргстекло еще называют плексигласом, акриловым стеклом, метаплексом, а также другими словами. Это все одно и то же.

Fun fact! Оргстекло легко обрезать до нужных размеров, используя обычный канцелярский нож и металлическую линейку в качестве направляющей, с последующим приложением небольшого усилия. Также оргстекло превосходно сверлится при помощи шуруповерта. Такая легкость в обработке делают оргстекло крайне интересным материалом, например, для изготовления прозрачных корпусов. Пример такого корпуса можно посмотреть в заметке о паяльной станции Simple Solder MK936.

Описание процесса

Первая плата, которую вы сделаете при помощи ФР, будет особенной. С ее помощью вы не только затестите весь процесс от начала до конца, но и определите очень важный параметр — 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. Дайте ему какое-то время, чтобы подсохнуть. Затем обрежьте негатив до удобного вам размера при помощи ножниц.

Результат будет выглядеть как-то так:

EAGLE и печать платы в негативе

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 вполне 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 или его аналог для этого нельзя! Тереть жесткой стороной губки можно, но не сильно. Когда все смыли, вытираем стеклотекстолит о чистую тряпочку:

Мытье стеклотекстолита средством для мытья посуды

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:

Нанесение пленочного фоторезиста на медь

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:

Экспонирование пленочного фоторезиста

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:

Отклеивание второй пленки фоторезиста

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:

Пленочный фоторезист после купания в кальцинированной соде

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 или его аналог. Я лично пользуюсь средством под названием Degreaser 65. В итоге у меня получилось следующее:

Снятие фоторезиста при помощи Degreaser 65

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. Но для покупки пленочного фоторезиста все же не лишено смысла дойти до оффлайн-магазина ногами. Ко всему этому стоит добавить, что для использования фоторезиста медь на стеклотекстолите не должна быть сильно окислена. Наконец, конкретно в EAGLE при экспорте платы в формат .ps кое-где дорожки могут получиться чуть короче или чуть длиннее. Плату вам EAGLE вряд ли запорет, а вот сделать ее немного другого размера может запросто. Нужно быть внимательным.

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. Кроме того, для лучшего прилипания старого фоторезиста к меди, ее не лишено смысла прогревать феном (если нет ламинатора).

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 плат с помощью сухого пленочного фоторезиста

Некоторе время назад я опубликовал серию статей об изготовлении плат с помощью сухого пленочного фоторезиста. Время идет, накапливается опыт и постепенно технологии меняются. Эта статья попытка обобщить накопленные изменения и заодно оставить себе закладку на память.

В процессе оптимизации технологии и в связи с необходимостью делать двусторонние платы, постепенно выработалась технология описанная ниже. Одна из особенностей — она пригодна как для плат с металлизацией, так и без, при этом процесс остается практически неизменным. Другая особенность — процесс практически буквально «наколенный», что обусловлено катастрофической нехваткой места. Поэтому значительная часть процесса выполняется, что называется, не отрывая задницы от кресла.
Основное технологическое приспособление — стекло размером 20х30см толщиной 4мм (обычное оконное стекло):

Готовим фотошаблон
Первый этап — подготовка фотошаблона. Фотошаблон должен быть напечатан таким образом, что бы вокруг шаблона для каждой стороны было достаточно много места. Обычно я располагаю фотошаблоны сторон на одинаковом расстоянии от края, центр одного фотошаблона примерно на 1/4 высоты листа, второго — на 3/4:

Кладем стекло на колени, на него фотошаблон. Стекло выполняет роль рабочего стола. Разрезаем лист примерно посередине и складываем обе половинки более-менее точно совмешая рисунки. Это, можно сказать, примерка, ее цель — определить, фотошаблон какой из сторон получился меньше, а какой больше (имеется в виду размер пленки вместе с технологическими краями, естественно). БОльший фотошаблон кладем вниз, лицевой стороной (то есть стороной, на которой напечатан рисунок) вверх, на него — меньший, лицом вниз, и совмещаем. Как правило, совсем точно угадать не получается и меньший фотошаблон выступает за край бОльшего. В этом случае соответствующий край чуть-чуть подрезаем. Цель — добиться того, что бы меньший фотошаблон по всем сторонам был хотя бы на миллиметр отступал от края бОльшего фотошаблона. Большой отступ тоже не нужен (3-5 мм — вполне), так что иногда приходится подрезать и бОльший фотошаблон. Когда фотошаблоны обрезаны, откладываем их в стороону и заготавливаем кусочки скотча:

Их понадобится 8 штук, длиной примерно 3-4см.
Затем берем бОльший фотошаблон лицом к себе и начинаем наклеивать на углы скотч с изнанки (то есть на дальнюю от себя сторону) таким вот образом:

В итоге получаем вот такой «вертолет»:

На этот «вертолет» кладем второй фотошаблон лицом вниз. Важно положить акуратно, что бы не он не приклеился к скотчу (теперь, надеюсь, понятно, почему его нужно было обрезать так, что бы он не выступал за края). Теперь нужно совместить фотошаблоны, на этот раз как можно точнее. Процесс сильно упрощается, если воспользоваться вот такой лампой на прищепке, а под стекло предварительно подложить лист бумаги:

Лампа вешается за край «рабочего стола» таким вот образом:

И подсвечивает всю эту конструкцию снизу. Сорри, саму подсветку видно плохо — фотки делались днем.
Наконец, когда оба фотошаблона точно совмещены, начинаем собирать все в кучу загибая и приклеивая торчащий скотч на верхний фотошаблон:

(фотка сделана сразу после приклейки первого «хвоста»)
В конечном итоге получаем вот такой бутерброд из двух фотошаблонов:

Собранный фотошаблон откладываем в сторону и готовим накатку фоторезиста.

Подготовка к накатыванию фоторезиста

Сначала имеет смысл заготовить «ушки» из скотча, в количестве 8 шт:

Вырезаем фоторезист:

Припуск по ширине совсем небольшой, около 5-7мм на сторону. В длину припуск нужен примерно 4 см (в процессе припуск используется неравномерно — около 3см на передний край и около 1см на задний край заготовки).
Не откладывая в долгий ящик сразу крепим фоторезист к носителю. Для этого берем лист бумаги (носитель) и кладем на рабочий стол. Теперь нужно снять край защитной пленки на ширину примерно 2см. Для этого нам понадобятся заготовленные «ушки» из скотча. Одно «ухо» клеим на верхнюю сторону (которая покрыта лавсаном) таким образом:

Второе «ухо» клеим перпендикулярно первому на нижнюю сторону фоторезиста (которая покрыта полиэтиленом), причем таким образом, что бы клеевые слои чуть-чуть перекрывались:

(на белом фоне матовый скотч не очень хорошо виден, увы)
Затем с помощью «уха» приклееного на нижнюю сторону отслаиваем край полиэтиленовой защитной пленки:

Если скотч наклеен правильно, то полиэтиленовая пленка отслаивается без каких-либо сложностей с первого раза, даже если фоторезист свежий и сильно липкий (на фотках — свеженачатый кусок Ристона, который отличается завидной липкостью, особенно свежий).
Как только край пленки отслоился, нижнее «ухо» лучше снять. Что бы сделать это с минимальными усилиями и при этом не растянуть полиэтилен, удобнее всего подвернуть это «ухо» вниз и в сторону как показано на фотке:

Теперь, если прижать защитную пленку и потянуть за «ухо» в сторону края фоторезиста (если все расположено так, как на фотке, то это будет влево) и «ухо» легко снимется. Снятое «ухо» не выбрасываем, оно еще понадобится.
Теперь отслаиваем край защитной пленки по всей длине:

Затем клеим недавно снятое «ухо» аналогично первому, на угол фоторезиста:

Наконец, акуратно, ровно, с небольшим (очень небольшим!) натяжением клеим край фоторезиста с снятой защитной пленкой на лист-носитель. При этом защитная пленка должна быть отогнута и ни в коем случае не приклеена. От края носителя нужно отступить на несколько сантиметров. Получается вот такое:

Обратите внимание, что «ушки» наклееные на углы фоторезиста сильно упрощают правильное надежное крепление фоторезиста к носителю, что особенно выручает, когда фоторезист подсыхает или вообще не сильно липкий.
После этого передний край закрепляем еще парой «ушек»:

Откладываем носитель с фоторезистом в место, где на него не попадет прямой свет и повторяем процедуру:

Самое время подготовить стеклотекстолит. Но прежде, чем это делать, включаем ламинатор. Пока готовится стеклотекстолит, он, как раз, успеет прогреться.

Подготовка стеклотекстолита
Должен заметить, что я испробовал много разных вариантов, но в конечном итоге остановился именно на описанном ниже. При минимуме затрат (как средств, так и времени и усилий) это единственный метод, который (в моих условиях) дает практически гарантированный качественный результат в плане адгезии фоторезиста и устойчивости нанесенного фоторезиста к травителям.
Для этого метода нужно только порошковое чистящее средство типа пемолюкса и б/у малярные абразивные «мочалки»:

Собственно, «мочалки» можно и новые, с номером побольше (соответственно, зернистостью поменьше), но они становятся б/у практически после первой же обработанной заготовки — медь достаточно вязкая и «съедает» абразивный слой практически мгновенно.
К чистящему средству требование ровно одно — в составе должна быть пемза, а остального добра поменьше. Из полезных (для наших целей) веществ в составе порошка — только ПАВ (помимо пемзы, естественно). Часто в качетсве ПАВ в таких порошках попадается тринатрийфосфат, что, пожалуй, лучше всего, поскольку он очень хорошо растворяет жир и очищает поверхность.

Итак, берем заготовку:

Смачиваем ее водой и насыпаем чуток порошка:

Затем берем «мочалку» и неспеша круговыми движениями проходимся по всей поверхности, особенное внимание уделяя углам и краям. В итоге получается что-то типа такого:

От снятой с поверхности грязи о окислов порошок стал темным.
На этом этапе заготовку лучше не ополаскивать и дать ПАВ-ам время поработать. Тем временем повторяем процедуру для другой стороны.
Наконец, когда обе стороны зачищены, тщательнешим образом промываем заготовку. Замечу, что просто ополаскиванием тут ограничиваться нельзя, есть риск, что в оставшейся на поверхности платы воде останется и пемза, что отнюдь не идет на пользу. Поэтому промавать нужно весьма тщательно. На выходе получаем нечто такое:

Не уверен, что это хорошо заметно на фотке, но поверхность меди стала матовой, бархатистой на вид. На ней есть мелкие царапинки, но они значительно меньше тех, что оставляет, например, наждачка, даже самая мелкая.
Переворачиваем заготовку вертикально и даем воде возможность стечь (не досуха, только что бы с заготовки не капало). Если на поверхности заготовки появляются участки, с которых вода как бы «спрыгивает» (что свидетельствует о том, что на этих участках остался жир или окислы), обработку придется повторить, уделяя особое внимание таким участкам.
Готовую заготовку ставим на ребро, (опционально подложив под нее влаговпитывающую салфетку) и прислоняем к стене. Если салфетку не подкладывать, то имеет смысл ставить заготовку вот так:

Обращаю внимание — никаких протирок!

Накатываем фоторезист

В прогретый ламинатор запускаем носитель с накатанным фоторезистом и дожидаемся, когда передний край фоторезиста уходит за край щели лиминатора и выключаем ламинатор:

Отгибаем фоторезист вверх и частично снимаем защитную пленку:

На этом этапе наблюдается определенная нехватка рук, поскольку нужно удерживать в натяжении фоторезист, подсовывать заготовку и включать ламинатор. И все это одновременно. Поскольку рук всего две, то обойти это можно вот таким образом: заготовка подтыкается под фоторезист и прижимает его к краю щели ламинатора. Липкости фоторезиста достаточно, что бы удержать заготовку:

Затем берем край защитной пленки и натягиваем ее горизонтально от себя, после чего включаем ламинатор:

Пока заготовка ползет через ламинатор регулируя натяжение следим за тем, что бы защитная пленка не попала в ламинатор. В идеале полоса незащищенного фоторезиста должна быть как можно уже, что бы избежать прилипания пыли и частиц из воздуха. Добиться этого не очень просто, поскольку в таком ламинаторе верхняя крышка металлическая и изрядно греется, прогревая фоторезист и защитную пленку. Прогрев фоторезиста полезен, но пленка при этом становится элестичной и норовит растянуться. Впрочем, на практике все отнюдь не так страшно и проблемы возникают крайне редко и только если зазеваться.
Наконец носитель полностью проходит через ламинатор и на выходе получаем вот такое:

Замечу, что заготовка может не успеть высохнуть (как правило, именно так и бывает), но это не играет существенной роли. Это не играет роли даже в случае плат с металлизацией, которые к этому моменту уже имеют отверстия (в которых, естественно, вода высыхает в последнюю очередь). После ламинатора вода либо высыхает, либо впитывается в носитель.
Акуратно обрезаем носитель по краю заготовки и повторяем процедуру для второй стороны. После этого прокатываем заготовку через ламинатор еще раз:

Замечу, что больше одного раза прокатывать заготовку нет необходимости. Какого-либо заметного изменения в лучшую сторону я не заметил, а вот перегревать фоторезист случалось. С перегретым фоторезистом возникают проблемы при проявке.

Фотошаблон готов, фоторезист накатан. Самое время поэкспонировать чего-нибудь два.

Экспозиция

На рабочий столик кладем «бутерброд» из фотошаблонов. Внутрь «бутерброда» кладем заготовку и выравниваем. Если заготовка с уже металлизированными отверстиями, то на этом этапе нужно точно совместить отверстия с фотошаблоном.

Сверху кладем еще один лист стекла (в моем случае это 20х20см) и прижимеаем канцелярскими «прищепками» размером побольше (у меня, если не ошибаюсь, это 51мм):

Собранный «бутерброд» кладем под лампу и включаем таймер. После этого переворачиваем бутерброд другой стороной и снова включаем таймер. По окончанию экспозиции разбираем конструкцию и достаем заготовку:

Прокатываем ее еще раз через ламинатор:

Увы, на фотке не очень заметно, но после ламинатора заготовка темнее, чем до этого.
Сразу проявлять не стоит, заготовке нужно несколько минут, что бы она остыла и завершился процесс полимеризации фоторезиста. Поэтому кладем заготовку в закрытое от света место и идем на перекур или готовим свежий проявочный раствор.

Проявка
Тут я обойдут без фоток, а лучше расскажу подробности. Проявлять можно, вобщем-то, как привычно и удобно. Для себя я выработал следующую процедуру: полощу плату в проявочном растворе до тех пор, пока фоторезист не смоется с больших участков (обычно это технологические поля вокруг платы). Параллельно я засекаю время, которое понадобилось для этого. Поскольку специального таймера для этих целей я так и не сделал, то просто считаю про себя. Реальная скорость счета тут роли не играет, главное выдерживать ее все время одинаковой. Равно как не играет существенной роли то, как плата «полощется», важно делать это одинаково на протяжении всего процесса.
Когда с больших участков фоторезист смывается, засекаю время я продожаю проявку еще половину этого времени, не меняя режима.
Замечу, что с тех пор, как я стал использовать именно такой способ проявки, проблемы с неполным удалением фоторезиста исчезли как класс.

Плата проявлена и готова к травлению. Тут, вобщем, существенных изменений не произошло, с тех пор, как я перешел на составы травления вида «кислота + перекись» (а об этом я уже писал).

Страничка эмбеддера » Впечатления от использования пленочного фоторезиста

Я протестировал недавно заказанный фоторезист и составил своем мнение о нем. Перед окончательным вердиктом хочу рассказать, как я делал тестовую плату. Если не интересно, можно сразу перейти к “выводам”.

Первая проблема, с которой я столкнулся – это напечатать негатив в альтиуме. Замечу, что это проблема исключительно альтиума. К примеру, в более распространенном Sprint-Layout для этого есть простая “юзер-френдли” галочка. Так, что этот момент для многих окажется несущественным.

Фотошаблон, как всегда, печатал на кальке. После этого повышал контрастность феном, как я описывал в своей методике для аэрозольного фоторезиста

Пленочный фоторезист состоит из трех слоев: сверху-вниз – лавсановая пленка, сам фоторезист, полиэтиленовая пленка. Почему-то, народ называет полиэтиленовую пленку “матовой”. Она действительно немного более матовая, чем лавсановая, но невооруженным глазом этого не заметно.

Для того, чтобы определить где какая пленка, нужно снять их обе (это сложно) и попробовать растянуть. Полиэтилен легко тянется, лавсан – не тянется вообще. После этого нужно запомнить с какой стороны полиэтилен. У меня он оказался на внутренней стороне фоторезиста (на той, которая ближе к центру, когда резист закручен в рулон).

Отрезать нужное количество резиста проще всего канцелярским ножом, используя кусочек текстолита как шаблон, а под резист положив ваш любимый гламурный журнал.

Теперь отдираем полиэтиленовую пленку. Этот момент мне показался сложным. Я взял иголочку и немного поцарапал лист фоторезиста со стороны полиэтилена – он начал расслаиваться и тогда я подцепил пинцетом полиэтилен.

Подготавливаем заготовку. Я брал кусок текстолита и чистил его мелкой наждачкой с хозяйственным мылом. В отличии от методики с аэрозолем (где вода должна покрывать заготовку тонким слоем), тут вся вода должна скатываться с заготовки. Сушу заготовку феном.

Теперь, что касается накатывания фоторезиста. Его почему-то все боятся. Ничего сложного тут нет, этот процесс значительно проще, чем снять пленку. Фотографии я сделать забыл, поэтому придется читать кучу нудного текста без картиночек.

Итак, отдираем немного полиэтилена от резиста и кладем его на плату. Выравниваем и приклеиваем самый краешек. Придавливая пальцами, разравниваем его. Далее, потихоньку отдирая полиэтилен (по 1см где-то), потихоньку приклеиваем весь резист к плате. Ключевой момент тут в том, что не нужно отдирать весь полиэтилен сразу, иначе получатся пузырьки.

После этого, я намочил фотошаблон транспарентом (как и в аэрозольной методике) и “приклеил” его к заготовке.

Далее, светил УФ лампой 10минут. Многим, кто пользуется пленочным резистом это покажется очень много, но нужно иметь ввиду, что: Во-первых, у меня большое расстояние до лампы, а во-вторых, у меня довольно контрастный фотошаблон. Чем больше контраст – тем меньше вероятность пересветить.

Далее нужно отодрать лавсановую пленку. Оказалось, это самая сложная процедура. Я подцеплял пленку иголкой и немного подымал. Если цепляешь пленку не правильно — она моментально рвется (толщина то мелкая). Тут придется потренироваться.

Проявлял в “кроте”. Концентрация 4кубика крота на 400мл воды. Проявляется довольно долго – пару минут. В конце нужно взять ватный тампон и протереть всю плату. Из-за толстого слоя резиста, проявленный резист плохо удаляется из тонких зазоров между дорожками.

После травления, оказалось, что резист очень сложно удалить наждачкой – он очень твердый! Я решил “перепроявить” его и кинул в сильно концентрированного “крота”. Резист слез мгновенно.

Еще я думал, что сложно будет совместить слои плату по реперным отверстиям – ведь это нужно черной точкой закрыть дырочку и сделать это нужно через слой резиста (фотошаблон-то негативный). На практике это оказалось очень просто и слои совпали очень точно.

 

Итак, выводы

Пленочный резист хорош простотой. Никакого геммора с распылением – накатывать его очень просто. Он хорош скоростью – засветка 10минут, за это время как-раз можно приготовить проявитель и посмотреть в аську. Никакой сушки – это тоже зачетно.

Недостатки – он очень толстый, поэтому разрешающая способность низка. Я бы сказал, что с фоторезистом от Ворона реально выдерживать норму дорожка/зазор : 0.3/0.3, я делал зазор 0.2, за что поплатился тремя “перемычками” от не проявленного резиста. Перемычки пришлось резать, чего с аэрозольным резистом никогда не было.

Марка резиста мне не известна (как и его толщина).–Толщина на глаз – 50мкм. В природе существуют пленочные резисты намного меньшей толщины (еще бы, 99% промышленного производства плат на основе пленочного резиста сейчас, жидкий только при производстве микросхем используют).

Итак, вердикт. Если вам не нужны дорожки тоньше 0.3мм, то пленочный резист – идеальный выбор. Он намного проще в освоении, чем аэрозоль, и дает превосходные результаты. Если нужны нормы поменьше, то нужно либо что-то изобретать (слышал, что народ его зубной щеткой чистит при проявке, к примеру) либо искать пленку потоньше.

Кстати о запахе. Запах пленки намного противнее запаха аэрозоля. Не знаю, что из них вреднее для здоровья, но факт остается фактом.

Стоит иметь ввиду, что все, что написано в статье – мои собственные выводы, которые могут поменяться буквально завтра, и что я — не большой спец в производстве плат с помощью пленочного резиста.

Как пользоваться фоторезистом пленочным

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».

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».

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

Что нам нужно:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Какие могут возникнуть проблемы?

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

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

Если при проявке фоторезиста сдираются сами дорожки, то:

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

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

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

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

Пленочный фоторезист. Проявка. / Технологии / Сообщество EasyElectronics.ru

Во врем проявки фоторезиста очень важно смыть весь не засвеченный фоторезист. Если его не смыть полностью, то гарантированно будут проблемы при травлении. Эта операция довольно геморная, т.к. недомытый фоторезист бесцветен и на глаз его разглядеть практически невозможно.
Также очень важно не передержать плату в проявителе. Иначе дорожки будут слизаны.

При изготовлении очередного прототипа я заметил интереснейшую реакцию. При взаимодействии растворов силикатного клея и персульфата натрия образуются голубые хлопья. Причем персульфата натрия (раствор) достаточно небольшое количество(на пол литра колпачок от бутылки).
У меня персульфат натрия не первой свежести, поэтому он голубой. Возможно это тоже играет роль.

Как-же это можно использовать?
1) Делаем раствор индикатор(вода+персульфат натрия). Этот индикатор имеет также второе свойство, он останавливает действие проявителя.
2) Заготовка.

3)Проявляем.

На этом этапе уже в некоторых местах лишний фоторезист невиден. Но он есть. Сука, как суслик.

4)Окунаем плату в индикатор на минутку.

Вот он и появился. Плату снова в проявитель.

Как это работает. Засвеченный фоторезист, под увеличением, имеет гладкую поверхность, поэтому за него хлопья не цепляются. Не засвеченный фоторезист, после обработки проявителем, имеет пористую структуру и напоминает губку. Он впитывает в себя проявитель и при взаимодействии с персульфатом натрия набухает и голубеет.

5) Второе погружение в индикатор.

6) Третье погружение.

7) Happy end. Печатная плата травится равномерно.

«Ставим» процесс на пленочном фоторезисте ( глава IV, калибровка)



Другие статьи цикла
I. Теория
II. Оборудование
III. Процесс

Никакое описание процесса не поможет его нормально использовать, если не описано как настроить его параметры. В процессе изготовления печатных плат с помощью пленочного фоторезиста таких параметров три — время экспозиции, время проявки и время травления. В любительских условиях время травления практически никогда не калибруется по одной простой причине — это время остается фиксированным только в случае стабильного химсостава травящего раствора, а в домашних условиях его контролировать сложно, да и незачем, собственно, поскольку травление проще контролировать визуально. Остается экспозиция и проявка.
Итак для калибровки экспозиции понадобится фотошаблон (в аттаче есть готовый для печати PDF) с вот такими элементами:

Всего элементов 20, два ряда по 10. Для удобства они пронумерованы.
Уточню: фотошаблон следует изготовить тем способом (на том принтере или в той типографии), которым вы планируете пользоваться в дальнейшем. Это важный момент, поскольку калибровка сделанная на фотошаблоне сделанном другим способом на другом фотошаблоне даст неправильное оптимальное время экспозиции.
Понадобится также кусок непрозрачного для ультрафиолета материала который чуть шире и чуть длиннее фотошаблона. Кусок стеклотекстолита вполне подойдет. Дальше я буду называть его «заслонкой».

Последовательность действий такая:
1. Готовим заготовку, как описано в предыдущей статье, накатываем фоторезист и даем ей остыть. Так же как и с фотошаблоном, тут важно выдержать режимы как можно ближе к тому, как вы планируете изготавливать платы в дальнейшем.
2. Кладем заготовку на стекло, накрываем фотошаблоном, сверху кладем второе стекло и ставим грузы. Тщательно проверяем, что бы фотошаблон был плотно прижат к заготовке по всей площади. В данном случае это может оказаться несколько сложнее, чем в последующем, поскольку заготовка длинная и узкая.
3. Накрываем заслонкой все изображение на фотошаблоне кроме элемента с номером 10. Проверяем, что заслонку можно подвинуть так, что бы открыть все элементы и этому не будут мешать грузы или еще что-нибудь.
4. Ставим на таймере 5 минут и начинаем экспозицию.
5. Каждые 30 секунд сдвигаем заслонку открывая очередной элемент, 9, 8, 7 и так далее. По окончанию экспозиции мы получаем заготовку, в которой элемент с номером 10 экспонировался 5 минут, элемент с номером 9 — 4 мин. 30 сек. и так далее.
6. По окончанию экспозиции закрываем заслонкой весь шаблон и даем полежать несколько минут.
7. Вынимаем заготовку из-под верхнего стекла, снимаем верхнюю защитную пленку и начинаем проявлять. Проявку делаем плавно поднимая и опуская заготовку за четыре угла в проявочном растворе.
8. Продолжаем проявку до тех пор, пока не перестанут происходить видимые изменения с фоторезистом. Это можно проконтролировать так: перестает «полоскать» заготовку и даем ей спокойно повисеть в растворе примерно минуту. Если за это время над дорожками не появился «туман» (его наличие удобнее определять слегка покачивая заготовку), значит все, что могло проявиться уже проявилось.
9. Тщательно промываем заготовку водяной щеткой (что это такое описано в предыдущей статье, в разделе «Проявка») и начинаем анализ результата.

Возможные варианты:
а) Все смылось. Повторяем пункты 1-9, только в качестве стартового времени берем время на пять минут больше.
б) Ничего не проявилось. Повторяем пункти 1-9, только в качестве стартового времени берем 1минуту и шаг в 5 секунд.
в) Что-то проявилось, но на краю заготовки. Если проявившийся край ближе к элементу 1, то делаем так же как в пункте б), если проявившийся край ближе к элементу 10, то делаем как и в пункте а) (можно попробовать сдвигаться не на 5 минут в этом случае, а, скажем, на 3 минуты).
г) (собственно, искомый вариант) Что-то проявилось лучше, что-то хуже, но достаточно четко можно определить группу из 2-3 хорошо проявившихся элементов и эта группа не на краю диапазона. Если такая группа длиннее 2-3 элементов, то внимательно изучаем самые мелкие дорожки на каждом элементе. Выбираем тот элемент, где эти дорожки проявились наилучшим образом в качестве центрального и берем предыдуший и следующий элемент.

Отобранные элементы дают там 30 или 60 секундный диапазон, в котором находится оптимальное время экспозиции. Что бы его локализовать необходимо повторить шаги 1-9, но на этот раз в качестве стартового времени берется время начала диапазона, а шаг, соответственно, будет 3 или 6 секунд. После второго захода просто выбираем тот элемент, который соответствует оптимальной выдержке (обычно это средний элемент из группы примерно одинаковых по качеству проявки). Время экспозиции этого элемента и будет оптимальным временем экспозиции для ваших условий.

Калибровка проявки заметно проще. Готовим заготовку так же как для калибровки экспозиции и экспонируем ее с оптимальным временем, которое вы определили на предыдущем этапе. Затем «полощем» заготовку в проявителе до тех пор, пока все участки с незасвеченным фоторезистом не очистятся полностью. Затем начинаем отсчет времени. Время удобно засекать не по часам или таймеру, а просто отсчитывая количество полных движений вверх-вниз заготовки в процессе «полоскания». Полное количество таких движений и будет искомым временем дополнительной проявки. После каждых 60 движений (то есть примерно через минуту) нужно делать старательную промывку водяной щеткой и окунать на 3-5 секунд в травящий раствор. Когда все зазоры между дорожками изменят цвет, калибровка завершена.

Важное замечание по поводу проявки: как бы избирательно не действовал проявочный раствор на фоторезист, он все равно действует и на засвеченный фоторезист тоже. Поэтому важно делать процесс проявки как можно более быстрым и не передерживать заготовку в проявочном растворе. В этом могут помочь промежуточные промывки водяной щеткой. Количество и тщательность таких промежуточных промывок, полагаю, каждый сможет подобрать самостоятельно.

Что-то вроде послесловия: я постарался максимально подробно описать все шаги процесса в надежде максимально сократить время доведения процесса до рабочего состояния. Это не значит, что процесс идеален или что в нем ничего нельзя улучшить или изменить. Немного наблюдательности, любознательность и готовность экспериментировать помогут вам добиться еще более качественных результатов. Искренне желаю вам успехов на этом пути.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *