Как сделать печатную плату с помощью фоторезиста

14.11.16

[Домашняя]

 

Фоторезист, - вещество, которое можно нанести на фольгированный стеклотекстолит, осветить ультрафиолетовым светом и проявить. В процессе проявки часть фоторезиста смывается, другая часть остается. В результате после проявки на фольге остается достаточно стойкий рисунок печатных дорожек, вполне пригодный для травления в растворе хлорного железа или слабом растворе азотной кислоты. Фоторезист продается во многих магазинах радиодеталей, интернет-магазины его высылают почтой. Бывает он 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. Так что в первом случае пленка с рисунком печатных дорожек должна быть позитивная (дорожки черные, остальное неокрашенное), а во втором случае - негативные (дорожки не окрашенные, все остальное черное). Прежде всего потребуется персональный компьютер хороший лазерный или струйный принтер. Если принтер лазерный, просто необходимо использовать свежий картридж, потому что многократно заправленный, хотя и хорошо печатает текст, но черное пятно у него неравномерной платности. Если принтер струйный, - нужен именно черный картридж, и никаких вариантов синтеза черного цвета их разноцветных чернил. В противном случае это может привести к появлению на рисунке дорожек разрывов, подтравленных мест. Еще нужен ультрафиолетовый источник света, в качестве которого вполне можно использовать ультрафиолетовую энергосберегающую лампу со стандартным «лампочным» цоколем. Еще понадобится прозрачная пленка для печати на таком принтере, который у вас есть, стекло, чтобы прижать эту пленку к плате, ванночка для проявки. А вот в качестве проявителя очень подходит бытовое моющее средство «Сода кальцинированная». Сначала нужно на компьютере подготовить графический файл с изображением разводки печатных дорожек в масштабе 1:1. Рисунок может получен любым способом, - сканирован с журнальной страницы, выгружен из специальной программы для разработки печатных плат или же нарисован в каком- то графическом редакторе. Рисунок должен быть черным (без полутонов, цвета), в масштабе 1:1. Распечатан он должен быть в зеркальном изображении. В некоторых принтерах есть функция зеркальной печати, если таковой нет отражение (или «разворот») можно сделать практически в любом графическом редакторе, даже стандартной «рисвалки» из Windows. Кроме того, если вы используете негативный фоторезист, рисунок должен быть еще и негативным. В результате подготовки рисунка должен получиться графический файл с изображе­нием в масштабе 1:1, черно-белый, без полутонов и цвета, который можно распечатать на лазерном или струйном принтере. Теперь нужно напечатать фотошаблон 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 такой пленки стороны не одинаковы, - сторона на которой нужно печатать слегка шероховатая, а другая сторона глянцевая. Пленку нужно установить в принтер так, чтобы чернила наносились на шероховатую сторону. У пленки для лазерного принтера, обычно стороны одинаковые. Теперь 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. Фотошаблон напечатан, если он напечатан на струйном принтере его нужно аккуратно положить на гладкую плоскую поверхность и дать несколько минут чтобы чернила просохли. Если на лазерном - готов сразу. На следующем этапе нужно подготовить заготовку печатной платы. Вырезая кусок фольгированного стеклотекстолита, его нужно сделать немного больше чем требуется, примерно по 5 мм по краям относительно размеров будущей платы. Поверхность фольгированного материала необходимо очистить. Использовать химические средства вроде ацетона или бензина нежелательно, так как они могут помешать сцеплению фоторезиста с фольгой. Шкурка - то же не лучший вариант, так как поверхность получится в царапинах. Лучший вариант - канцелярский ластик. Нужно натереть им всю медную поверхность заготовки с той стороны, на которую будет нанесен фоторезист. После очистки сдуть все остатки резинки и образовавшуюся пыль. Лучше всего это сделать с помощью достаточно мощного электрического насоса для шин или пылесоса. К медной поверхности платы после очистки не следует прикасаться пальцами, так как могут остаться потожировые следы, помещающие сцеплению фоторезиста с поверхностью заготовки. Важный этап - нанесение фоторезиста на заготовку. Если фоторезист в аэрозольной упаковки, то действуем так, как будто красим заготовку лаком из аэрозольного баллончика. После нанесения фоторезиста закоготовку нужно отправить сохнуть в сухое и темное место. Нанесение пленочного фоторезиста сложнее. Нужно наклеить фоторезистивную пленку на заготовку не прикасаясь к её клеящей поверхности и сделать это так чтобы не было пузырей, складок, морщин. Фоторезистивная пленка с клеящей стороны покрыта защитной матовой пленкой. Можно защитную пленку осторожно снять с небольшой части пленки, наклеить эту часть, и постепенно сдвигая защитную пленку продвигаться дальше. После того как пленка нанесена на заготовку, её нужно плотно пригладить руками. Если все же появились пузыри их можно попробовать удалить прокалыванием иголкой и приглаживая. Но в этих местах в дальнейшем 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. Сверху на заготовку наложить фотошаблон, и сделать это обязательно стороной с тонером (чернилами) к фоторезисту. В противном случае за счет толщины пленки рисунок будет не в фокусе и края у дорожек будут рваные, лохматые. Именно поэтому делаем зеркальный шаблон, чтобы тонером к фоторезисту. Затем накрыть стеклом. Расположите ультрафиолетовую лампу так чтобы она была на расстоянии примерно десять сантиметров до стекла, которым накрыта заготовка. Включите 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. При этом не должно быть никаких вибраций или перемещения заготовки относительно лампы. После экспонирования проявляем заготовку в заранее приготовленном растворе - «Сода кальцинированная», - одна чайная ложка соды на поллитра воды. Если фоторезист был аэрозольный, - сразу помещаем заготовку в проявитель. Если пленочный, нужно сначала снять слой защитной пленки, при этом фоторезист остается на заготовке. 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 заготовку промыть заготовку в проточной воде. Травление лучше всего выполнять в растворе хлорного железа, на баночке с порошком хлорного железа обычно есть инструкция по применению. Практически получается на стакан воды четыре чайные ложки с горкой порошка. 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 работающую микродрель с изогнутым гвоздем вместо сверла. А подогревать раствор можно обычной лампой накаливания (поставив ванночку под настольную лампу). После травления смыть фоторезист ацетоном или уайт-спиритом. Плату промыть под струей холодной воды.

Радиоконструктор №9 2014г стр. 18

Домашняя

Дата последнего изменения этого узла 14.11.2016