Изготовление плат фоторезистом
Много копий было сломано об технологию изготовления печатных плат "на коленке”. Дебаты на форумах, горы  испорченного текстолита. И вот, я наконец выработал для себя технологию, которая меня удовлетворяет на все 100%. Этой технологией я и хочу поделиться.


Сразу хочу ответить на вопрос ЛУТ (Лазерно-Утюжная-Технология) или фоторезист? Ответ очень простой – если нужно сделать 1-2 платы, то ЛУТ, если электроника – ваше большое хобби, то однозначно, фоторезист. Вот несколько фактов о фоторезисте:

 

  • При кажущейся большой стоимости (20$ / баллон) баллона хватит на огромное количество плат.
  • Срок годности хоть и указан – год, реально после этого срока годности лишь капельку падает фото-чувствительность, что легко компенсируется большим временем засветки.
  • ЛУТом можно сделать дорожки толщиной 0.2мм при этом они будут порваны, придется запаивать порванные места проводками. Края дорожек будут неровными, что увеличит вероятность отслоения при пайке. С фоторезистом всех этих проблем нет. Точность просто поражает и в "наколенных” условиях ограниченна не фоторезистом, а качеством фотошаблона (принтером).
  • С резистом вы забудете, что такое рихтовка платы после переноса рисунка, отпавший тонер, итп.
  • Наконец можно оставить любимый мамин утюг в покое.
  • Двуслойные платы станут получаться легко и непринужденно.

Убедил? Поехали дальше.

 

Сначала я рисую плату. Это можно делать в любой (вашей любимой) программе.

В качестве носителя фотошаблона я использую кальку. Во-первых, она совершенно прозрачна для ультрафиолета, во-вторых, она прозрачна для видимого света, из-за чего очень удобно совмещать слои в двусторонних платах.

Калька – штука очень тонкая. И поэтому принтер любит ее зажевывать. Чтобы этого не происходило, я использую обычную бумагу как подложку для кальки. Загибаем краешек обычной офисной бумаги А4 и мажем в месте сгиба клеящим карандашом, в этот сгиб вставляем кальку, вуаля. Такая система превосходно проходит через мой лазерный принтер ( Cannon LBP2900 ).

Кальку продают в канцелярских магазинах. Свою кальку я покупал на "Петровке" в Киеве. Изначально она была в очень длинном рулоне, для удобства рулон был разрезан так, чтобы получился рулон шириной как лист А4. Кальку резать ножницами неудобно. Свою я разрываю при помощи линейки – получается удобно и быстро.

 

Печатаем рисунок нашей платы. Не забываем, что верхнюю сторону нужно отзеркалить, а нижняя должна остаться неотзеркаленной. Если плата двусторонняя, то перед каждой распечаткой нужно прогревать печку принтера, для этого пропускаем распечатку пробелов из notepad’а. Когда бумага проходит через печку, она немного сжимается. Если не прогревать печку перед распечаткой, стороны платы получатся немного разные и не получится их совместить (у меня разница между распечатками через прогретую и непрогретую печку около 1мм на лист А4). Естественно, этого моно не делать если принтер струйный или плата односторонняя

Если посмотреть на получившиеся распечатки на просвет, то будут заметны дырочки в тонере. Это очень плохо – потом эти дырочки будут и на плате. Чтобы избавиться от этих дырочек, я плавлю тонер на фотошаблоне термофеном.

Делать это нужно очень аккуратно. Процесс примерно такой:

  • Ставим фен на максимум, прогреваем при этом не дуем на шаблон
  • Смотрим на шаблон на просвет, запоминаем примерный контраст
  • Кладем шаблон на что-то, желательно негорючее, тонером кверху
  • S – образными движениями по всей поверхности прогреваем шаблон, пока тонер не станет блестеть.
  • Ждем, пока тонер остынет, смотрим на просвет.
  • Если фотошаблон не стал достаточно контрастным, повторяем прогрев

Если в результате калька начала желтеть, фотошаблон можно выбрасывать – горелая калька ультрафиолет не пропускает.

Подготавливаем текстолит. Отрезаем кусочек с запасом по 5мм с каждой стороны (ну, чем больше запас, тем лучше). Наждачим текстолит под водой самой мелкой шкуркой которая у вас есть (я использую 240).

Для отрезания я использую ножницы по металлу, это намного удобнее, чем пилить ножовкой.

Теперь еще одно небольшое ноу-хау. Одна из самых сложных задач в "фоторезистивной” технологии – равномерно нанести резист на плату. Это легко организовать с помощью ПАВов (поверхностно-активных веществ). Ищем моющее средство после которого вода будет а держаться на меди равномерной пленкой, а не скатываться как с обезжиренной меди. Когда мы брызнем фоторезистом, он будет распределяться равномерной пленкой, как бензин на воде. Для себя такое моющее средство я нашел и это, cif.

После того, как обработали плату моющим средством, сушим ее тремофеном. Естественно, лучше не касаться руками. Как показывает практика, мелкие пылинки, которые попадают на текстолит, не оказывают существенного влияния на качество готовой платы (в разумных количествах и размерах, конечно).

Берем плату, баллон резиста и газетку и идем куда-нибудь на лестничную площадку, и распыляем. Распыляем так – плата должна лежать горизонтально. Чем горизонтальнее, тем лучше. С расстояния 20-30см зигзагообразными движениями пшикаем на плату. Через десяток секунд (время между распылением и фотографированием) получается такое:

Хоть не очень видно, но слой покрывает всю плату, без дырочек, сильных скоплений, итд. (я задел газетку пока бежал к фотоаппарату, поэтому плата немного сместилась) Лак еще очень жидкий и растечется еще равномерней, если набрызгать больше чем нужно, лак сам стечет на газетку. Дальше берем эту заготовку и кладем в печку для резиста, закрываем и ждем 10мин – пока лак высохнет. После высыхания получается идеальное покрытие. Включаем печку и ждем 20 минут.

 

Когда печка просушит резист, плату нужно обязательно охладить. Как оказывается, температуры в 100 градусов вполне хватает, чтобы расплавить тонер и смазать рисунок на фотошаблоне. Охладить плату проще всего, прислоняя плату к массивному металлическому или керамическому предмету (к плитке на полу, к примеру).

Дальше накладываем фотошаблон. Чтобы шаблон держался на заготовке, я брызгаю на плату средством Transparent 21. Шаблон смачивается и прилипает. Шаблон нужно накладывать тонером к плате. Вместо Transparent, подозреваю, можно использовать масло, или даже воду, хотя я этого не пробовал делать.

Кладем шаблон засвечиваться. Для засветки я сделал вот такую конструкцию:

Конструкция состоит из пары фанерок, деревяшек, и лампочки черного света на 26Вт под обычный патрон. Лампочка называется DeLux EBT-01. Ходят слухи, что с такой-же эффективностью можно засвечивать фоторезист обычными люминесцентными "энергосберегайками”

Время засветки оказалось совсем не критичным. Если шаблон хороший, то светить можно хоть целый день. Минимальное время засветки у меня получилось около 20минут.

Пока плата засвечивается, готовим проявитель. Я делаю его из средства для прочистки канализационных труб "крот”.

Проявитель готовится очень просто. Берем 400мл воды и 30мл "крота”. Для удобства я даже сделал такую вот мерную бутылочку. Воду наливаю по метке, 400мл, а потом добавляю 6 штук 5мл шприцов "крота”.

После засветки, моем нашу платку с мылом или просто протираем туалетной бумагой. Это для того, чтобы удалить остатки transparent’а или масла. После этого бросаем в проявитель и болтаем емкость с проявителем. Через пару минут плата проявится. Если резист был нанесен неравномерно, на плате будут подтеки из-за которых плату придется проявлять намного дольше, но это не страшно. Я еще ни разу не "перепроявил” плату, тоесть не доводил ее до такого состояния, когда начинают слезать дорожки от проявителя.

После проявления платы, травим ее в растворе хлорного железа. Для того, чтобы плата травилась быстрее, ее нужно положить так, чтобы она лежала засчет сил поверхностного натяжения прямо на растворе хлорного железа.

Если плата двусторонняя, вторую сторону нужно защитить. Проще всего этого сделать с помощью малярного (можно и обычного) скотча.

После того, как одна сторона готова, нужно просверлить несколько отверстий для совмещения со второй стороной. Отверстия должны быть как можно ровнее. В идеале, нужно использовать сверлильный станок. Чем дальше отверстия друг от друга, тем лучше будет совмещение. Для хорошего совмещения вполне хватит 4х отверстий.

Теперь повторяем операции с очисткой, нанесением резиста и сушкой со второй стороной платы. Брызгаем транспарентом (маслом) и совмещаем шаблон второго слоя платы смотря на просвет. Засвечиваем, проявляем, травим. При травлении нужно скотчем защитить предыдущую сторону.

Переходы между слоями я делаю впаивая проводки.

 

Дорожки 0.3 получаются стабильно в любом месте платы, без дополнительно рихтовки. Дорожки поменьше получаются уже нестабильно, поэтому я предпочитаю их не использовать.

Примеры плат:

Я попробовал для приклеивания фотошаблона к плате вместо Transparent 21 использовать смазку WD-40. Все получается на отлично и, кажется, даже лучше чем с транспарентом! Используйте!



Вход на сайт