Изготовление печатной платы с помощью плёночного фоторезиста.
Любимое дело должно приносить удовольствие, иначе это нелюбимое дело и заниматься ним нет смысла. Но не всегда всё сразу получается...
Многократные попытки изготовить с помощью ЛУТа качественную печатную плату с дорожками и зазорами 0.3мм, успехом так и не увенчались и дело не в том, что не получалось изготовить плату, платы делал и они работали, но процесс этот был мало приятен потому, что от раза к разу давал разный результат. А хотелось получать удовольствие от любимого дела, поэтому на выбор было два решения вопроса, первое купить ламинатор и продолжать экспериментировать с ЛУТ, второе — перейти на плёночный фоторезист. Но против ЛУТа было несколько аспектов: найти у себя в городе нужный ламинатор так и не удалось, также с помощью ЛУТа не удавалось получать красивые полигоны, а при использовании фоторезиста этот вопрос отсутствует, поэтому всё чаще стал задумываться о переходе на фоторезист. Потом наткнулся на одно видео где показывали как делают печатные платы на производстве и таки да, там использовали плёночный фоторезист, это видео поставило точку в моих размышлениях.
Но тут то же оказалось не всё так просто, найти плёнку(Lomond для лазерных принтеров) для распечатки фотошаблона в своём городе не удалось, но за то её запросто можно было купить в соседних городах, там она и была куплена, а также была куплена ультрафиолетовая лампа(ZW9D12A-S144 | PL-S 9W 08 4P 2G7), цоколь 2G7.
Сам фоторезист был заказан на али, когда он пришёл сразу принялся за дело.
1. Распечатка фотошаблона.
Сразу надо сказать, что распечатывать рисунок надо на шероховатой стороне пленки. И ещё хотелось бы отметить, что фоторезист негативный, то есть надо засвечивать те места где должна остаться медь. Это значит, что привычный для ЛУТа шаблон надо инвертировать. Так как схемы и платы рисую в eagle cad, там же для создания негативного шаблона использую скрипт PS_inverted. Делается это так:
Что касается принтера, пользуюсь HP1102w, сразу скажу даже с новым картриджем печатает он неважно и применение карбоклинера, для затемнения шаблона, как советуют в интернете помогает совсем чуть-чуть, поэтому если фотошаблон просвечивается, советую не тратить время и сразу купить density toner.
Тут же хотелось бы сказать про совмещение двух слоёв с целью повысить контрастность. При распечатке одного и того же шаблона принтер каждый раз печатает чуть по-разному, если дорожки достаточно толстые этого можно и не заметить, но если дорожки хотя бы 0.3 с зазором 0.3, то при совмещении двух слоёв, за счёт небольшого несовпадения они станут ещё тоньше, что явно не на пользу. Это эффект может проявляться так, например, на плате которую делал задачей номер один было совместить два шаблона, чтобы хорошо получились выводы МК, но после их совмещения в с другого края платы некоторые дорожки чуть смещались, тогда то и понял что это не вариант и купил карбоклинер
но как оказалось он не дает желаемого результата.
До обработки карбоклинером
После обработки карбоклинером
А такой результат получается если переборщить
2.Подготовка текстолита.
Здесь всё однозначно, на одном из форумов удалось вот что найти.
Серную кислоту использовать не стал, чтобы с дома не выселили, поэтому просто зачищаю плату наждачкой, затем сыплю порошкового чистящего средства и растираю его до тех пор, пока заготовка не будет удерживать плёнку воды под углом 60^о в течение 30 сек. Это очень важно!!!
Запечатлить водяную плёнку так и не удалось.
3.Накатка фоторезиста.
Отрезаем нужный по размеру кусок фоторезиста, с помощью двух кусков скотча наклеенных перпендикулярно друг другу,
отклеиваем матовую плёнку и наклеиваем фоторезист на край платы, дальше будем накатывать.
По поводу мокрого способа, если накатывать на мокрую плату, то легче избежать пузырьков, но из-за того что вода не дистиллированная при нагреве вода испарялась и на плате оставался осадок, поэтому накатываю на сухую.
По поводу матовой пленки, чтобы понять с какой она стороны надо взять небольшой кусочек фоторезиста и с помощью скотча, отклеить пленку с обеих сторон, посмотрев сразу на обе сразу станет понятно какую из них называют матовой, а какую глянцевой.
Ламинатора у меня нет и фотовалика тоже, нагревать плату перед накаткой пробовал, и тут есть подвох, к нагретой плате фоторезист прилипает мгновенно и при попытке его отклеить рвётся, поэтому исправить косяки уже не получится.
В итоге пришёл к такому способу: наклеиваю фоторезист, разглаживая его руками, не допуская появления пузырьков, можно разглаживать кредиткой, но мне удобнее руками. Затем, если плата двусторонняя через лист А4 глажу заготовку утюгом в течение 7 сек нагретым до 80 градусов, если односторонняя, то через лист А4 глажу противоположную сторону, чтобы всё таки, как советовали выше, прогревать текстолит, при этом фоторезист чуть темнеет. Но тут надо проявить аккуратность, фоторезист нельзя перегревать, от перегрева он слипается, становится в крапинку и на слое фоторезиста появляются окошки, через которые видно фольгу.
4.Засветка.
После того как фоторезист наклеен, переходим к засветке, для этого понадобится фотошаблон, ультрафиолетовая лампа, и оргстекло. На заготовку с наклеенным фоторезистом ставим фотошаблон, шероховатой стороной(на которой распечатан рисунок) к фоторезисту, затем сверху накрываем стеклом. Важно чтобы стекло хорошо прижимало фотошаблон к заготовке, для этого по краям стекла ставят утяжелители. Что касается времени засветки, то оно подбирается экспериментально, об этом можно почитать в тут, у меня время засветки составляет 3 минуты, расстояние до лампы 30 см.
Если недосветить, то при проявке весь фоторезист смоется с платы, если пересветить, то будут сильные боковые засветы.
5.Проявка.
После того как плата засвечена, на ней появился рисунок, это особенность данного фоторезиста, он индикаторный, надо снять глянцевую плёнку, поддев её скотчем и можно проявлять.
Сначала проявлял в растворе крота с водой(крот — жидкость для промывки труб), везде по-разному пишут его дозировку, оно и правильно, реальную концентрацию едкого натра в кроте знает только производитель, поэтому от проявки в кроте отказался. Но если надо проявить и есть только крот, тогда по пару капель надо добавлять крота в воду, помешивая при этом раствор и смотреть когда появиться белый налёт на плате, говорящий о том, что проявка началась и больше добавлять крота не надо. Сразу скажу это нудно, капать по пару капель и ждать, а ждать можно долго, а если переборщить фоторезист смоется с платы.
В итоге перешёл на кальцинированную соду и разбавляю её 1 столовую ложку на пол-литра воды. Наибольшее количество вопрос возникло именно на этом этапе, покачивая плату в растворе и периодически подавая на неё воду под давлением с крана, с расстояния 30-40см, добивался того чтобы весь не засвеченный фоторезист удалился с платы, затем ставил плату на досветку на время превышающее время засветки в 2 раза и кидал в хлорное железо. Первый раз когда так сделал, плата не хотела травиться сутки. Пошёл в магазин купил новое хлорное железо, результат тот же фоторезист начал слазить, а плата не травится, тогда промыл плату поставил сушиться, когда плата высохла, увидел что там, где должна быть голая медь есть какой-то белый налёт.
Расцарапал его скальпелем и кинул в хлорное железо, в тех местах где расцарапал медь протравилась.
Вопрос в том, что это за налёт и откуда он появляется? Здесь могу лишь предположить что это клей, потому как при двойном шаблоне он то же оставался.
Как его смыть? Смыть его можно тем же порошковым чистящим средством, которым чистилась поверхность платы, он отлично смывается.
Теперь вопрос в том как увидеть где он смылся, а где нет? ну не сушить же каждый раз плату, а иначе он не виден. Для этого использовал фонарик с белым светодиодом, в темноте при свете фонарика он отлично виден и можно отследить где он смылся, а где нет.
А вот так выглядит плата после проявки.
6.Травление.
Травил плату в хлорном железе, лудилась она химическим способом, итог виден на фото.
Поиск в интернете показал, что ещё несколько человек сталкивалось с такой же проблемой и судя по всему, на этом забрасывали фоторезист. Чтобы сделать однозначный вывод в чём была проблема в следующий раз закажу фоторезист в другом месте, а пока буду работать с этим.
Лампочку покупал тут.
Плёнку покупал тут.
Фоторезист покупал тут.
Многократные попытки изготовить с помощью ЛУТа качественную печатную плату с дорожками и зазорами 0.3мм, успехом так и не увенчались и дело не в том, что не получалось изготовить плату, платы делал и они работали, но процесс этот был мало приятен потому, что от раза к разу давал разный результат. А хотелось получать удовольствие от любимого дела, поэтому на выбор было два решения вопроса, первое купить ламинатор и продолжать экспериментировать с ЛУТ, второе — перейти на плёночный фоторезист. Но против ЛУТа было несколько аспектов: найти у себя в городе нужный ламинатор так и не удалось, также с помощью ЛУТа не удавалось получать красивые полигоны, а при использовании фоторезиста этот вопрос отсутствует, поэтому всё чаще стал задумываться о переходе на фоторезист. Потом наткнулся на одно видео где показывали как делают печатные платы на производстве и таки да, там использовали плёночный фоторезист, это видео поставило точку в моих размышлениях.
Но тут то же оказалось не всё так просто, найти плёнку(Lomond для лазерных принтеров) для распечатки фотошаблона в своём городе не удалось, но за то её запросто можно было купить в соседних городах, там она и была куплена, а также была куплена ультрафиолетовая лампа(ZW9D12A-S144 | PL-S 9W 08 4P 2G7), цоколь 2G7.
Сам фоторезист был заказан на али, когда он пришёл сразу принялся за дело.
1. Распечатка фотошаблона.
Сразу надо сказать, что распечатывать рисунок надо на шероховатой стороне пленки. И ещё хотелось бы отметить, что фоторезист негативный, то есть надо засвечивать те места где должна остаться медь. Это значит, что привычный для ЛУТа шаблон надо инвертировать. Так как схемы и платы рисую в eagle cad, там же для создания негативного шаблона использую скрипт PS_inverted. Делается это так:
- Заходим в меню File->CAM Processor
- В поле устройство выбираем PS_INVERTED
- Указываем имя файла с расширением .ps
- Снимаем галочку заполнение площадок, иначе все отверстия в центре площадок будут залиты. То есть площадки будут, а отверстий в центре не будет.
- Справа выбираем нам нужные слои
- Ставим галочку Mirror если это верхняя сторона
- Конвертируем
- Открыть полученный файл можно с помощью Corel Draw
Что касается принтера, пользуюсь HP1102w, сразу скажу даже с новым картриджем печатает он неважно и применение карбоклинера, для затемнения шаблона, как советуют в интернете помогает совсем чуть-чуть, поэтому если фотошаблон просвечивается, советую не тратить время и сразу купить density toner.
Тут же хотелось бы сказать про совмещение двух слоёв с целью повысить контрастность. При распечатке одного и того же шаблона принтер каждый раз печатает чуть по-разному, если дорожки достаточно толстые этого можно и не заметить, но если дорожки хотя бы 0.3 с зазором 0.3, то при совмещении двух слоёв, за счёт небольшого несовпадения они станут ещё тоньше, что явно не на пользу. Это эффект может проявляться так, например, на плате которую делал задачей номер один было совместить два шаблона, чтобы хорошо получились выводы МК, но после их совмещения в с другого края платы некоторые дорожки чуть смещались, тогда то и понял что это не вариант и купил карбоклинер
но как оказалось он не дает желаемого результата.
До обработки карбоклинером
После обработки карбоклинером
А такой результат получается если переборщить
2.Подготовка текстолита.
Здесь всё однозначно, на одном из форумов удалось вот что найти.
Ниже привожу рекомендации специалистов ОАО "Диазоний" по поводу отслаивания дорожек при сушке:
--------------НАЧАЛО ЦИТИРОВАНИЯ---------------------------
На Ваш вопрос отвечаем, что основной причиной шелушения
фоторезиста на этапе проявления печатных плат является недостаточная
адгезия между фоторезистом и медной фольгой.
Как правило, это происходит из-за некачественной подготовки
медной поверхности печатной платы: плохой зачистки или недостаточного
обезжиривания. Плату зачищают шкуркой (нулевкой), затем декапируют
10%-ным раствором серной кислоты. Перед нанесением фоторезиста
необходимо проверять качество подготовки поверхности методом смачивания.
Хорошо очищенная поверхность заготовки должна удерживать плёнку воды под
углом 60^о в течение 30 сек.
Нанесение фоторезиста проводят на подогретые до 80-100 ^о С
заготовки при температуре валков ламинатора 110-115 ^о С со скоростью
0,5 – 1 м/мин. Если прикатываете без ламинатора, то платы грейте до
110-120^ о С и прикатываете обрезиненным валиком (фотографическим).
Для увеличения адгезии можно рекомендовать выдерживание
заготовок с нанесённым фоторезистом в термошкафу в течение 8-10 мин при
температуре 60-80 ^о С.
Другим способом увеличения адгезии является мокрый способ
прикатки: холодные зачищенные платы смачивают водой, прикатывают
фоторезист при температуре валков ламинатора 110-115^ о С, затем
выдерживают в термошкафу при температуре 80-90^ о С в течение 10-15
минут. Перед экспонированием платы выдерживают не менее 30 минут.
Время экспонирования подбирается опытным путём, фоторезист
работает в интервале длин волн 320-420 нм (ДРТГ, ДРТШ). После
экспонирования заготовки выдерживают 30 мин. для завершения
фотохимической реакции. На лампах ДРЛ никто не работает. У Вас
происходит уже термозадубливание слоя, он пересушивается, он конечно
шелушится. У нас лампа ДРТШ 250 Вт и экспонируем 30-40 сек с расстояния
22 см.
Проявление фоторезиста проводят 1-2 %-ным раствором
кальцинированной соды при температуре 15-20 ^о С, завышение температуры
раствора до 30-35 ^о С нежелательно, и также может быть причиной
шелушения фоторезиста.
Если соблюдать технологию изготовления платы, то адгезия к
плате очень высокая.
--------------КОНЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ---------------------------
--------------НАЧАЛО ЦИТИРОВАНИЯ---------------------------
На Ваш вопрос отвечаем, что основной причиной шелушения
фоторезиста на этапе проявления печатных плат является недостаточная
адгезия между фоторезистом и медной фольгой.
Как правило, это происходит из-за некачественной подготовки
медной поверхности печатной платы: плохой зачистки или недостаточного
обезжиривания. Плату зачищают шкуркой (нулевкой), затем декапируют
10%-ным раствором серной кислоты. Перед нанесением фоторезиста
необходимо проверять качество подготовки поверхности методом смачивания.
Хорошо очищенная поверхность заготовки должна удерживать плёнку воды под
углом 60^о в течение 30 сек.
Нанесение фоторезиста проводят на подогретые до 80-100 ^о С
заготовки при температуре валков ламинатора 110-115 ^о С со скоростью
0,5 – 1 м/мин. Если прикатываете без ламинатора, то платы грейте до
110-120^ о С и прикатываете обрезиненным валиком (фотографическим).
Для увеличения адгезии можно рекомендовать выдерживание
заготовок с нанесённым фоторезистом в термошкафу в течение 8-10 мин при
температуре 60-80 ^о С.
Другим способом увеличения адгезии является мокрый способ
прикатки: холодные зачищенные платы смачивают водой, прикатывают
фоторезист при температуре валков ламинатора 110-115^ о С, затем
выдерживают в термошкафу при температуре 80-90^ о С в течение 10-15
минут. Перед экспонированием платы выдерживают не менее 30 минут.
Время экспонирования подбирается опытным путём, фоторезист
работает в интервале длин волн 320-420 нм (ДРТГ, ДРТШ). После
экспонирования заготовки выдерживают 30 мин. для завершения
фотохимической реакции. На лампах ДРЛ никто не работает. У Вас
происходит уже термозадубливание слоя, он пересушивается, он конечно
шелушится. У нас лампа ДРТШ 250 Вт и экспонируем 30-40 сек с расстояния
22 см.
Проявление фоторезиста проводят 1-2 %-ным раствором
кальцинированной соды при температуре 15-20 ^о С, завышение температуры
раствора до 30-35 ^о С нежелательно, и также может быть причиной
шелушения фоторезиста.
Если соблюдать технологию изготовления платы, то адгезия к
плате очень высокая.
--------------КОНЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ---------------------------
Серную кислоту использовать не стал, чтобы с дома не выселили, поэтому просто зачищаю плату наждачкой, затем сыплю порошкового чистящего средства и растираю его до тех пор, пока заготовка не будет удерживать плёнку воды под углом 60^о в течение 30 сек. Это очень важно!!!
Запечатлить водяную плёнку так и не удалось.
3.Накатка фоторезиста.
Отрезаем нужный по размеру кусок фоторезиста, с помощью двух кусков скотча наклеенных перпендикулярно друг другу,
отклеиваем матовую плёнку и наклеиваем фоторезист на край платы, дальше будем накатывать.
По поводу мокрого способа, если накатывать на мокрую плату, то легче избежать пузырьков, но из-за того что вода не дистиллированная при нагреве вода испарялась и на плате оставался осадок, поэтому накатываю на сухую.
По поводу матовой пленки, чтобы понять с какой она стороны надо взять небольшой кусочек фоторезиста и с помощью скотча, отклеить пленку с обеих сторон, посмотрев сразу на обе сразу станет понятно какую из них называют матовой, а какую глянцевой.
Ламинатора у меня нет и фотовалика тоже, нагревать плату перед накаткой пробовал, и тут есть подвох, к нагретой плате фоторезист прилипает мгновенно и при попытке его отклеить рвётся, поэтому исправить косяки уже не получится.
В итоге пришёл к такому способу: наклеиваю фоторезист, разглаживая его руками, не допуская появления пузырьков, можно разглаживать кредиткой, но мне удобнее руками. Затем, если плата двусторонняя через лист А4 глажу заготовку утюгом в течение 7 сек нагретым до 80 градусов, если односторонняя, то через лист А4 глажу противоположную сторону, чтобы всё таки, как советовали выше, прогревать текстолит, при этом фоторезист чуть темнеет. Но тут надо проявить аккуратность, фоторезист нельзя перегревать, от перегрева он слипается, становится в крапинку и на слое фоторезиста появляются окошки, через которые видно фольгу.
4.Засветка.
После того как фоторезист наклеен, переходим к засветке, для этого понадобится фотошаблон, ультрафиолетовая лампа, и оргстекло. На заготовку с наклеенным фоторезистом ставим фотошаблон, шероховатой стороной(на которой распечатан рисунок) к фоторезисту, затем сверху накрываем стеклом. Важно чтобы стекло хорошо прижимало фотошаблон к заготовке, для этого по краям стекла ставят утяжелители. Что касается времени засветки, то оно подбирается экспериментально, об этом можно почитать в тут, у меня время засветки составляет 3 минуты, расстояние до лампы 30 см.
Если недосветить, то при проявке весь фоторезист смоется с платы, если пересветить, то будут сильные боковые засветы.
5.Проявка.
После того как плата засвечена, на ней появился рисунок, это особенность данного фоторезиста, он индикаторный, надо снять глянцевую плёнку, поддев её скотчем и можно проявлять.
Сначала проявлял в растворе крота с водой(крот — жидкость для промывки труб), везде по-разному пишут его дозировку, оно и правильно, реальную концентрацию едкого натра в кроте знает только производитель, поэтому от проявки в кроте отказался. Но если надо проявить и есть только крот, тогда по пару капель надо добавлять крота в воду, помешивая при этом раствор и смотреть когда появиться белый налёт на плате, говорящий о том, что проявка началась и больше добавлять крота не надо. Сразу скажу это нудно, капать по пару капель и ждать, а ждать можно долго, а если переборщить фоторезист смоется с платы.
В итоге перешёл на кальцинированную соду и разбавляю её 1 столовую ложку на пол-литра воды. Наибольшее количество вопрос возникло именно на этом этапе, покачивая плату в растворе и периодически подавая на неё воду под давлением с крана, с расстояния 30-40см, добивался того чтобы весь не засвеченный фоторезист удалился с платы, затем ставил плату на досветку на время превышающее время засветки в 2 раза и кидал в хлорное железо. Первый раз когда так сделал, плата не хотела травиться сутки. Пошёл в магазин купил новое хлорное железо, результат тот же фоторезист начал слазить, а плата не травится, тогда промыл плату поставил сушиться, когда плата высохла, увидел что там, где должна быть голая медь есть какой-то белый налёт.
Расцарапал его скальпелем и кинул в хлорное железо, в тех местах где расцарапал медь протравилась.
Вопрос в том, что это за налёт и откуда он появляется? Здесь могу лишь предположить что это клей, потому как при двойном шаблоне он то же оставался.
Как его смыть? Смыть его можно тем же порошковым чистящим средством, которым чистилась поверхность платы, он отлично смывается.
Теперь вопрос в том как увидеть где он смылся, а где нет? ну не сушить же каждый раз плату, а иначе он не виден. Для этого использовал фонарик с белым светодиодом, в темноте при свете фонарика он отлично виден и можно отследить где он смылся, а где нет.
А вот так выглядит плата после проявки.
6.Травление.
Травил плату в хлорном железе, лудилась она химическим способом, итог виден на фото.
Поиск в интернете показал, что ещё несколько человек сталкивалось с такой же проблемой и судя по всему, на этом забрасывали фоторезист. Чтобы сделать однозначный вывод в чём была проблема в следующий раз закажу фоторезист в другом месте, а пока буду работать с этим.
Лампочку покупал тут.
Плёнку покупал тут.
Фоторезист покупал тут.
Похожие статьи
