Изготовление печатной платы с помощью фоторезиста

14.11.16

[Домашняя]

 

Прежде всего (для тех, кто еще не в курсе) скажу, что имеется в виду фоторезист, - специальное вещество, которое можно нанести на фольгированный стеклотекстолит, осветить ультрафиолетовыми лучами, проявить, и после проявки на фольге будет достаточно стойкий рисунок печатных дорожек, вполне пригодный для травления в растворе хлорного железа. Фоторезист продается во многих магазинах радиодеталей, в интернете, и бывает в аэрозольных упаковках или в виде пленки, так же он бывает позитивный (так и написано «Позитив», это обычно в аэрозольных упаковках) или негативный (обычно негативный пленочный). У позитивного полимерный слой разрушается под действием облучения ультрафиолетом, а негативного наоборот крепчает, полимеризуется. Теперь о том, что понадобится в работе. Прежде всего, необходим персональный компьютер с принтером. Принтер может быть как лазерный, так и струйный (матричный никак не подходит). Еще нужен ультрафиолетовый источник света, в качестве которого вполне можно использовать ультрафиолетовую энергосберегающую лампу со стандартным «лампочным» цоколем (такие продаются в магазинах электротоваров). Еще понадобятся разные «мелочи», - прозрачная пленка для печати на таком принтере, как у вас есть, стекло, чтобы им прижать эту пленку к плате, ванночка для проявки (потом в ней можно и травить), проявитель, в качестве которого очень хорошо подходит бытовое моющее средство «Сода кальцинированная», ну и само собой, фоторезист. Первым делом нужно подготовить графический файл с изображением разводки печатных дорожек в масштабе 1:1. Рисунок может быть получен любым способом, - сканирован с журнальной страницы, выгружен из специальной программы для разводки печатных плат или нарисован в каком-то графическом редакторе. Рисунок должен быть черным (без полутонов, цвета), в масштабе 1:1, и более того, он должен быть в зеркальном изображении. А если вы используете негативный фоторезист, рисунок должен быть еще и негативным. Всего этого можно добиться обработкой рисунка на ПК в каком-нибудь графическом редакторе. Например, в Adobe Photoshop, хотя даже простейшая рисовашка Paint из стандартного набора Windows позволяет сделать зеркальное отображение (команда «развернуть») и негатив (команда «обратить цвета»). Результатом подготовки рисунка должен быть графический файл с изображением в масштабе 1:1, черно-белый, без полутонов и цвета, который можно распечатать на лазерном или струйном принтере. Следует заметить, что у некоторых принтеров есть функции негативной и зеркальной печати, в этом случае может даже не потребоваться редактирование рисунка. Теперь нужно сделать фотошаблон. Его напечатать нужно на прозрачной пленке, в зависимости от того какой используется принтер пленка должна быть для лазерного или для струйного принтера. Работая с пленкой для струйного принтера нужно помнить, что у пленки для струйного принтера стороны одинаковы, - сторона на которой нужно печатать слегка шероховатая, а другая сторона глянцевая. Пленку нужно установить в принтер так, чтобы чернила наносились на шероховатую сторону. Установите в настройках принтера максимальное качество печати, наибольшую интенсивность, черно-белую печать и т.д. чтобы получить черный плотный и ровный отпечаток без каких-либо дефектов. При этом желательно чтобы печатающие картриджи были свежими, а не заправленными, так как картриджи после заправки, как лазерные, так и струйные, могут печать, в общем-то, сносно для печати текста и графиков, но давать в рисунке некоторые неравномерности распределения тонера или чернил. А это может привести к тому, что на печатной плате некоторые дорожки будут иметь разрывы, подтравленные места. И так, фотошаблон напечатан, если он напечатан на струйном принтере, его нужно аккуратно положить на гладкую плоскую поверхность и дать несколько минут чтобы чернила просохли. Теперь подготавливаем заготовку печатной платы. Вырезаем подходящий по размерам кусок фольгированного стеклотекстолита, вырезав его немного больше чем надо, - примерно с припуском на 5 мм по краям относительно размеров будущей платы. Поверхность надо очистить, и при этом сделать так чтобы она была ровной. Использовать химические очистители вроде ацетона или бензина нежелательно, так как они могут помешать сцеплению фоторезиста с фольгой. Лучший вариант - канцелярская карандашная стирательная резинка. Нужно протереть ею всю медную поверхность заготовки с той стороны, на которую будет, нанесем слой фоторезиста (или с обеих сторон, если дорожки будут двухсторонними). После прочистки сдуть все остатки резинки и образовавшуюся пыль. Лучше всего это сделать с помощью достаточно мощного электрического насоса для накачивания шин или пылесоса, компрессора для краско­пульта. К медной поверхности платы после очистки пальцами не прикасаться, так как могут остаться потожировые следы, которые помешают сцеплению фоторезиста с поверхностью заготовки. Теперь нужно нанести фоторезист на заготовку. Если фоторезист в аэрозольной упаковке нужно действовать, так как будто красим заготовку или покрываем ее лаком из аэрозольного баллончика. Потом помещаем сохнуть в сухое и темное место (например, в ящик письменного стола). При использовании пленочного фоторезиста необходимо нанести фоторезистивную пленку на заготовку, при этом, не прикасаясь к её клеящей поверхности и нанести так чтобы не было пузырей, складок, морщин. Задача непростая, но при некоторой аккуратности действия вполне выполнимая. Фоторезистивная пленка с клеящей стороны покрыта защитной матовой пленкой. Можно защитную пленку осторожно снять с небольшой части пленки, наклеить эту часть, а потом, постепенно сдвигая защитную пленку продвигаться дальше, постепенно удаляя защитную пленку и покрывая заготовку фоторезистивной пленкой. После того как пленка нанесена на заготовку её нужно плотно пригладить руками. Если все же появились пузыри их можно попробовать удалить, прокалывая тонкой острой иголкой и приглаживая. Но в дальнейшем нужно учесть, что в этих местах могут быть дефекты печатных дорожек. После того как фоторезист нанесен на заготовку можно переходить к экспонированию. Нужно положить заготовку на ровную гладкую поверхность фоторезистом вверх. На заготовку сверху наложить фотошаблон, причем, обязательно тонером (чернилами) к фоторезисту. И накрыть это стеклом. Закрепите на кронштейне ультрафиолетовую лампу, так чтобы она была на расстоянии примерно 10 см до стекла, которым накрыта заготовка. Включаем лампу. Оптимальное время экспозиции около 10 минут. Ультрафиолетовое излучение вредно для глаз, поэтому смотреть в это время надо куда-нибудь в другую сторону, а еще лучше одеть защитные очки. После экспонирования выключаем лампу и проявляем заготовку в заранее приготовленном растворе. В качестве проявителя используется моющее средство для посуды, - «Сода кальцинированная», - одна чайная ложка соды на пол-литра воды. Если фоторезист был аэрозольный, - сразу помещаем заготовку в проявитель. Если пленочный, - сначала с помощью иголки снимаем слой пленки, а фоторезист при этом остается на заготовке. А потом уже помеща­ем заготовку в проявитель. Примерно через 30 секунд рисунок начинает проявляться. В тех местах, где должны быть дорожки фоторезист остается, а где их не должно быть растворяется. После окончательной проявки нужно промыть заготовку в проточной воде. Следующей этап - травление. Нужно сделать раствор хлорного железа, на баночке с порошком хлорного железа обычно есть инструкция, сколько содержимого баночки на сколько воды. Практически получается на стакан воды, четыре чайные ложки с горкой порошка. Хорошенько перемешиваем. Травить удобнее всего в ванночке для фотопечати» но можно и в обычной керамической тарелке (в металлической миске нельзя ни в коем случае!). Плата должна быть расположена дорожками вниз и находиться в подвешенном состоянии. В зависимости от концентрации и температуры раствора стравливание занимает от 10 мин до 1 часа. Для ускорения процесса травления можно создать вибрацию, например, рядом на стол положить работающий электромоторчик. А подогревать раствор можно обычной лампой накаливания (поставив ванночку под настольную лампу). После травления смыть фоторезист ацетоном или уайт-спиртом. Плату промыть под струей холодной воды, высушить и переходить к сверлению отверстий.

Радиоконструктор №2 2012г стр. 15

Домашняя

Дата последнего изменения этого узла 14.11.2016