Фоторезист листовой. Изготовление печатных плат с помощью фоторезиста.

Что нам нужно:

• Фоторезист пленочный негативный (например в AliExpress)
• ПК и (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 ):

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))

Вот результат:

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!

Автор - Sailanser.

Итак, для работы нам понадобятся следующие материалы и инструменты:
1. Фольгированный стеклотекстолит.
2. Пленочный фоторезист.
3. Небольшая иголка.
4. Кальцинированная сода.
5. Ультрафиолетовая лампа на стандартный патрон 220V.
6. Пленка для струйного принтера.
7. Компьютер, струйный принтер, программа для разводки печатных плат.
8. Стирательная резинка.
9. Ножницы.
10. Стекло толщиной 4 мм.
11. Пластиковая емкость.

Для начала нам необходимо изготовить фотошаблон, через который мы впоследствии будем делать экспонирование нашей будущей печатной платы.
Открываем программу для создания печатной платы, тут предпочтения у каждого свои кто то любит P-CAD кто то Eagle сам же я предпочитаю платы делать в Sprint-Layout 4.0. В программе открыли файл будущей печатной платы.

проверили что нет косяков неразведенных цепей и прочего. Провели, нет ничего вызывающего сомнения можно идти дальше.

Нажимаем на кнопочку, и открывается окно для вывода на печать.

Т.к фоторезист негативный (белые области на черном поле) то необходимо поставить соответствующую галочку напротив опции негатив, а также отключить ненужные при печати слои.

Также следует подумать над тем отображать зеркально изображение при выводе или нет т.к пленка для струйного принтера имеет только одну рабочую сторону и этой стороной необходимо будет прикладывать впоследствии к заготовке, для того чтобы увеличить контрастность и исключить боковую засветку. Сам обычно рисую на слое Ф2, а надписи располагаю на слое М1, так что в моем случае ничего отзеркаливать не надо.

Теперь жмем кнопку и открывается окно настроек принтера, тут уж у кого как, я например, использую струйный принтер Canon Pixma 1000.
В настройках принтера ставим галочки как на рисунке:

Нажимаем кнопку "Задать" и в открывшимся окошке сдвигаем ползунок интенсивности до упора вправо.

В результате этих действий мы говорим принтеру, что бы он лил побольше краски на те участки, которые будут черными. Далее жмем на кнопочку ОК, в окошке настройки цветов, и кнопку ОК в свойствах принтера.
Таким образом, мы создали фотошаблон, настроили принтер и все это дело у нас готово к печати.
Берем пачку с пленкой

достаем лист и ставим в принтер.
Помним, что у пленки для струйного принтера только одна сторона рабочая. Она МАТОВАЯ, определить ее очень просто к ней липнут пальцы.
Печатаем наш фотошаблон.

После того как напечатали, откладываем, куда-то в сторону минут на 10, чтобы дать ему просохнуть

Пока сохнет наш фотошаблон займемся подготовкой стеклотекстолита и нанесем на него фоторезист.

Из заготовленного ранее стеклотекстолита вырезаем небольшой по размерам кусочек, в идеале примерно с припуском 3-5 мм, больше с каждого края,чем размеры нашей будущей платы.

Берем стирательную резинку

и тщательно проходимся по всей поверхности фольгированного стеклотекстолита. Это необходимо для того, чтобы убрать все пальцы, грязь и прочее, а также обеспечить хорошее прилегание пленочного фоторезиста. После того как прошлись по стеклотекстолиту стирательной резинкой, сдуваем все оставшиеся, после этого пылинки и остатки резинки. Промывать все это ацетоном или каким-то растворителем нельзя, не ляжет фоторезист, если что-то сдуть не получилось, то проходимся чистенькой тряпочкой. Не касаясь очищенной поверхности заготовки руками, (допускается держание за торцы) кладем на стол и отрезаем ножницами кусок фоторезиста.

После того как отрезали, берем иголку, и с матовой стороны подцепляем матовую пленку и сдвигаем ее примерно на 0,5 сантиметра при этом пальцами не касаясь клеевого слоя на самом фоторезисте.

Удерживая кусочек снятой пленки пальцами прикладываем его на край заготовки из стеклотекстолита и разравниваем пальцами с умеренным давлением для того, что бы пленка прилипла, как следует.
После того как пленка прилипла к краю пальцы правой руки помещаем с правой стороны под пленку, на тот кусочек матовой пленки, что снимали вначале.

Теперь, не спеша, правой рукой примерно по 2-3 мм вытаскиваем матовую пленку, одновременно пальцами левой руки прижимая и разравнивая ее по поверхности фольги. Торопиться тут нет смысла т.к чем лучше придавите, тем лучше она ляжет на поверхность фольги стеклотекстолита.
После того как пригладили всю пленку, излишки обрезаем и получаем стеклотекстолит, покрытый пленочным фоторезистом.

Пока мы занимались подготовкой стеклотекстолита и нанесением на него пленочного фоторезиста, наш фотошаблон, который мы приготовили ранее, напечатали на пленке и оставили сушить, подсох. Так что берем ножницы и вырезаем его.

Теперь у нас все готово для начала экспонирования фоторезиста через шаблон.
Берем ультрафиолетовую лампу, я например пользуюсь такой

Просто и экономично а главное городить ничего лишнего не надо. Это энергосберегающая лампа УФ света на стандартный патрон 220V.
Кладем на ровную поверхность стеклотекстолит с нанесенным на него пленочным фоторезистом, а сверху пленку с напечатанным шаблоном, стороной на которой печатали к фоторезисту, для чего это нужно и зачем это говорил ранее.

Сверху все это дело прижимаем стеклом вынутым из полки с книгами.

И поверх всего этого, я обычно ставлю две коробки с компактами, это обеспечивает еще лучший прижим фотошаблона к плате и определяет расстояние на которое удалена ультафиолетовая лампа от поверхности.
Время и расстояние подобрать под конкретную лампу очень просто. Берем маленький кусочек стеклотекстолита наносим на него фоторезист. Потом делаем шаблон, на котором пишем циферки 1,2,3,4,5,6,7,8, и т.д, это будет время в минутах. Ставим лампу, включаем, берем какой-то непрозрачный материал, например, еще один кусочек стеклотекстолита, и постепенно через указанные промежутки двигаем его постепенно закрывая части с циферками. После этого проявляем и смотрим на результат. Где он самый лучший, то время для этого расстояния и оставляем.

После этого включаем лампу на 10 минут.

Пока наша лампа будет светить в течение 10 минут и формировать нашу плату, пойдем в ванну и приготовим раствор для проявления фоторезиста.
В пластиковую посуду подходящего размера, куда поместиться плата, наливаем 0,25 литра воды (половина 0,5 л. бутылки из-под сока), температура воды не играет никакой роли, я наливаю прямо из-под крана. Достаем с полки пакетик с кальцированной содой. (Если у вас нет на полке кальцинированной соды, то его туда надо сначала положить, а уже потом доставать. Если же у вас нет полки, то дальше можно не читать - все равно ничего не получится. Прим. Кота )

Берем чайную ложку и набираем в нее соды, после чего тщательно до растворения всех комочков размешиваем ее в воде.

После того как вся сода растворилась, дожидаемся, окончания экспонирования, как помним, раньше оно у нас было 10 минут. Как только время вышло, снимаем стекло и наш фотошаблон. Берем плату и идем в ванную, при этом, не забыв захватить с собой иголку.
Придя в ванную, иголкой аккуратно подцепляем вторую (прозрачную) пленку и снимаем ее.

После того как сняли вторую пленку, кладем плату в пластиковую ёмкость с разведенной содой и ждем примерно секунд 30. По истечении этого времени, рисунок начинает проявляться, видны будущие дорожки и в тех местах, где дорожек быть не должно, фоторезист растворяется. Теперь берем ненужную зубную щетку и начинаем ей водить по нашей плате для того, что бы ускорить процесс смывания фоторезиста с ненужных нам участков.
Показатель того, что фоторезист смылся там, где надо, поверхность меди светлая и блестящая, как и до приклеивания фоторезиста.
После того как смыли весь ненужный фоторезист и оставили нужный, вытаскиваем плату из раствора соды и промываем под струей воды. Делается это для того, что бы смыть с поверхности платы проявляющий раствор. После того как промыли под струей воды, откладываем в сторону, и выливаем ненужный нам проявляющий раствор.

Теперь дело осталось за малым наливаем в другую пластиковую емкость раствор хлорного железа и травим. После того как протравили, вынимаем, снова промываем под струей воды, на этот раз для того, что бы смыть остатки хлорного железа.
Вот и весь нехитрый процесс, по окончании которого мы получаем печатную плату высокого качества.

Таким образом, мы сделали печатную плату, на ней виден фоторезист, который был нам нужен. Осталось только снять его. Берем ватку, мочим в ацетон, и сначала промокаем всю поверхность платы, потом трем. Примерно через 1-2 минуты фоторезист начинает сползать кусками, полностью оттираем весь фоторезист. Дальше, как обычно, лудим, сверлим дырки, обрезаем, выравниваем и запаиваем компоненты.

Возможные косяки на выходе после проявления фоторезиста:
1.Фоторезист полностью растворяется в соде - недостаточное время экспонирования или большое расстояние до лампы.
2.Фоторезист не смывается вообще нигде - прозрачный фотошаблон на темных участках, вследствие чего, через них проходят ультрафиолетовые лучи и засвечивают, то чего не надо засвечивать.
3.Фоторезист не смывается вообще нигде, но на тех участках где он должен смыться он слегка мутноватый, виден рисунок, и рисунок четкий - прозрачный шаблон на темных участках, но в данном случае он гораздо темнее, чем в предыдущем варианте.
4.Фоторезист смылся, как надо, но дорожки получаются шире, чем на фотошаблоне, особенно это заметно на тех дорожках, что проходят между выводов микросхем (слипание), например, на фотошаблоне дорожка при измерении линейкой 1 мм на плате 1,2-1,5 мм - недостаточный прижим фотошаблона к поверхности заготовки, еще такое может быть, когда сам стеклотекстолит кривой, поэтому рекомендую обратить на его ровность внимание при покупке, т.к сам с кривизной продаваемого стеклотекстолита сталкивался не однократно.

Ну вроде все.
Вопросы, как обычно, складываем .

Здравствуйте дорогие друзья! Вот и пришло время очередной статьи на моем блоге. Сегодня речь пойдет о технологии изготовления печатных плат с помощью пленочного фоторезиста в домашних условиях.

Существует достаточно много различных технологий изготовления печатных плат. Есть как совершенно дедовские методы, когда печатные проводники формируются методом прорезания фольги, так и технологии максимально приближенные к заводскому технологическому процессу. Обычно при этом печатные проводники на текстолите формируются методом химического травления.

На мой взгляд самой распространенной технологией изготовления печатных плат в домашних условиях является , о ней я как-то писал на страницах своего блога. Основное ее преимущество заключается в том, что для нее не требуется каких-то дорогих и специфичных инструментов и материалов. Как правило все находится в шаговой доступности. Причем используя ЛУТ технологию можно добиваться очень хороших результатов.

Отрицательные стороны ЛУТ технологии

Основной проблемой ЛУТа является то, что с увеличением площади печатного рисунка качество начинает неуклонно снижаться. Это связано с тем, что рисунок, созданный тонером на фольгированном материале имеет относительно малое разрешение. Тонером сложно сформировать действительно тонкие элементы рисунка. Но даже если это и получается сделать то такие элементы очень плохо держатся на поверхности медной фольги.

Суть метода и ее отличие от технологии ЛУТ

При изготовлении печатных плат с помощью фоторезиста многие проблемы отпадают сами собой. Фоторезистивные материалы в отличие от тонера используемого в ЛУТ, изначально создавались для их последующего нанесения на различные поверхности. Причем площадь поверхности не имеет критически важного значения. Я на своем опыте убедился, что такие характеристики как равномерность нанесения и качество приклейки у фоторезиста значительно выше.

Но в методе изготовления плат фоторезистивным способом есть также и свои недостатки. Основной недостаток это включение в технологический процесс дополнительных операций (наклейка фоторезиста, экспонирование, проявка), и это как правило отпугивает начинающих. Еще один недостаток состоит в том, что для этой технологии требуется использование дополнительных материалов и оснащения. Нужно найти фоторезист, пленку для изготовления фотошаблона и т.д.

Но несмотря на недостатки, фоторезистивным методом можно получить результат еще более качественный чем результат полученный ЛУТом.

Фоторезистивная технология

Вот и весь технологический процесс изготовления печатных плат фоторезистивным методом. На самом деле здесь нет ничего сложного, важно лишь последовательно выполнять все операции.

При отлаженном процессе можно получить просто волшебные результаты. Это и не мудрено ведь на производстве именно этим способом изготавливаются платы. В этой технологии есть несколько моментов которые особенно сильно влияют на результат, эти моменты нужно внимательно контролировать.

Тонкие и важные моменты при изготовлении плат методом фоторезиста

• Качество приклейки фоторезиста — фоторезист должен быть хорошо приклеен к поверхности текстолита, для этого может быть даже стоит специально приобрести ламинатор. На поверхности не должно быть пузырьков и складок, В дальнейшем это очень сильно скажется на результате.
• Качество фотошаблона — непрозрачные участки должны быть достаточно плотными и не пропускать ультрафиолет. От фотошаблона во многом зависит успешность засветки и проявки и результат который получим в итоге.
• Качество засветки — очень важно откалибровать время засветки фоторезиста. Плохо засвеченный фоторезист просто отвалится при проявке в кальцинированной соде или отвалится уже в процессе травления а это критично.
• Качество проявки — процесс проявки фоторезиста нужно тщательно контролировать особенно если плотность фотошаблона на этапе засветки была недостаточной.

Ну чтож, а на этом у меня все. Надеюсь, что эта статья будет для вас полезной и в ней вы найдете ответы на свои вопросы. Обязательно пишите в комментариях свои вопросы и замечания. Все комментарии я читаю из них я беру идеи для новых постов.

Друзья, обязательно подписывайтесь на обновления блога! Я желаю вам удачи и успехов в достижении всех всех ваших целей! До новых встреч!

С н/п Владимир Васильев

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 . 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

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.

Не открою Америку своей статьей, потому как в сети довольно много материала по этой теме, но всё же опишу свою методику и свой способ изготовления печатных плат с помощью пленочного фоторезиста. Этот способ производства печатных плат в домашних условиях можно назвать ускоренным, т.к. от печати шаблона и до окончания процесса травления проходит менее 2-х часов. В то же время такая ускоренная технология никак не отражается на качестве полученной печатной платы. Ну, а если качество ПП такое же, как при обычной, используемой многими технологии (пресс на несколько часов или даже сутки) зачем ждать столько времени? Что же такого особенного в данной технологии, спросите вы. Узнаете, если хватит сил прочитать статью и посмотреть мой видеоурок.

Подготовка шаблона печатной платы

Как и в видеоуроке начну рассказ о создании печатной платы с самого начала, т.е. с печати шаблона. Для печати шаблона я использую плёнку для струйного принтера, также существуют пленки для лазерного принтера и вы можете использовать как одну так и другую с одинаковым хорошим результатом, исходя из того какой принтер у вас имеется.

Итак, при печати шаблона в программе, которой у вас находится чертеж печатной платы делаем две копии нашей ПП. Не скажу насчет лазерного принтера, но в струйном качество «одинарного» шаблона оставляет желать лучшего по причине прозрачности чернил, и чтобы получить наглухо закрашенный черный цвет нужно делать «двойной шаблон». Теперь смотрим описание своего фоторезиста, где указан его тип: позитив или негатив. Если позитив – печатаем обычный рисунок, где дорожки закрашены, а участки платы, с которым в процессе травления должна сойти медь остаются пустыми и не закрашенными. Если же у вас негативный фоторезист (как у меня) рисунок нужно печатать с инверсией цвета.

В программе Sprint Layout, которую использую я это делается одним кликом мышки, нужно просто поставить флажок «негативно». Дело в том, что при использовании негативного фоторезиста, при проявке остаются засвеченные участки платы, а при использовании позитивного наоборот – всё что засветилось смывается, а всё что не было засвечено УФ лучами остается.

Напечатали шаблон, подождали когда чернила подсохнут, если у вас лазерный принтер, конечно же ничего ждать не нужно и можно сразу переходить к следующему процессу.

Это вырезание шаблона и накладывание одного рисунка на другой. Шаблон вырезаем не строго по размеру рисунка, а оставляем небольшой запас 0,5 – 1 см, можно и больше, чтобы в дальнейшем этот шаблон можно было прикрепить к куску текстолита. Вырезали, и аккуратно накладываем один рисунок на другой, так, чтобы все участки первого и второго рисунка как можно точнее сошлись. Чем точнее будет наложен рисунок, тем лучшего качества плату мы получим. Скрепляются рисунки обычным прозрачным скотчем.

Следующий этап – это наклейка фоторезиста на текстолит.

Отрезаем кусочек фоторезиста по размеру немножко превышающем размер нашей платы. На фоторезисте с обеих сторон находятся защитные пленки отличающиеся по виду одна от другой. Одна пленка матовая, её нужно отклеивать перед нанесением фоторезиста на текстолит, а другая глянцевая – ее мы оторвем после засветки под УФ лампой перед тем, как поместить в «проявитель». Чтобы не мучиться с отрыванием защитной пленки от фоторезиста, наклеиваю на уголки кусочки скотча. Он надежно приклеивается к пленки и когда вы потянете за скотч, плёнка безо всяких проблем снимется с фоторезиста. Перед наклейкой фоторезиста на текстолит, плату нужно хорошенько очистить. Если у вас текстолит новый и хранился в сухом помещении, то будет достаточно просто его обезжирить, например протерев спиртом. Если же фольга имеет видимые повреждения, потемнения, царапины, лучше сначала про прошеркать мелкой наждачкой, периодически смачивая её водой, или делать это прямо под струей воды, и уже после этого протереть плату спиртиком.

Едем дальше. Отрываем защитную пленку от фоторезиста и опять же в ХОЛОДНОЙ воде наклеиваем фоторезист на плату. Нужно делать именно в холодной воде, потому что чем вышел температура, тем сильнее фоторезист приклеивается, и если вы с первого раза не попали, будет очень сложно позиционировать, и корректировать пленку на плате, т.к. она может у вас сразу приклеиться. А в холодной воде можно спокойно туда-сюда перемещать фоторезист по плате не боясь того, что он приклеится. Теперь, когда мы слегка прилепили фоторезист, нужно его прикатать, чтобы удалить пузырьки воды, которые неизбежно останутся между пленкой и фольгой. Я это делаю вот таким старым резиновым фотоваликом, вы же можете использовать любые подручные средства, подходящие для этой работы, хоть собственные пальцы. Теперь аккуратно отрезаем лишние кусочки фоторезиста, аккуратно, потому что хоть мы и прикатали пленку к плате, всё равно держится она на честном слове и пли малейшем усилии может сместиться.

Далее следует окончательно приклеить фоторезист к текстолиту применив для этого какой-нибудь нагревательный прибор. Можно использовать утюг, проглаживая нашу плату через листок бумаги, но нужно быть внимательными и не перегреть пленку. Перегретый участок пленки сразу видно – он становится бледнее и как бы «плывет». При определенной сноровке получается достичь прекрасных результатом. Было время тоже использовал для этой цели утюг, но позже прикупил простейший ламинатор и теперь о проблемах перегрева или недогрева можно забыть. Заворачиваю плату в листок бумаги, жду пока прогреется ламинатор и три раза пропускаю плату через ламинатор. В итоге у меня надежно приклеенный фоторезист без всяких следов перегрева.

Следующий этап – это проявка печатной платы.

Вот тут и кроется весь секрет. Когда у меня появился фоторезист, как и любой человек незнакомый с этим делом, полез в интернет в поисках информации о том, как же правильно его использовать. Несколько раз встречал упоминание, что нужно или после нанесения фоторезиста на плату, или после засветки ультрафиолетом, поместить плату под пресс в тёмное холодное место на довольно длительное время, которое варьируется от нескольких часов до…внимание…суток! Ребят, да вы прикалываетесь чтоли, какие сутки. Ну и решил поэкспериментировать, в следствие чего пришел вот к чему.

Накладываем наш шаблон на плату с наклеенным фоторезистом, опять же нужно быть внимательнее и правильно наложить шаблон, нужной стороной, в противном случае вы получите замечательную плату, но… в зеркальном отражении (сам пару раз наступал на эти грабли). Прихватываем шаблон к плате всё тем же скотчем, я использую малярный скотч, потому что в отличие от обычного, прозрачного, малярный гораздо проще отклеить от поверхности, и в то же время его клейких свойств вполне хватает для надежного удерживания каких-то небольших деталей, не подверженных существенной нагрузке.

После чего нашу плату с шаблоном нужно поместить под источник ультрафиолетового излучения. Много чем я пытался светить на плату, очень быстро получается, когда используется естественный источник ультрафиолета, т.е. солнце. Буквально 2-3 минуты и у нас готов замечательный шаблон с отличным качеством засветки. Некоторые экстремалы используют внутреннюю часто лампы ДРЛ, т.е. разбивают внешнюю колбу белого цвета, которая имеет защитное напыление (оно защищает окружающие предметы от жесткого ультрафиолета), и светят чистым, жестким УФ. Занятие это довольно опасное, т.к. такие УФ лучи в считанные секунды могут оставить вас без зрения, и для такого способа нужно изготавливать специальный светонепроницаемый ящик, в который помещать лампу и плату с шаблоном. Главный плюс такого метода заключается в его быстроте. Достаточно включить лампу на несколько секунд и плату можно вынимать из ящика.

Засветка печатной платы ультрафиолетовой лампой .

Я пошел другим, безопасным способом и купил черную УФ лампу – энергосберегайку на 26w, которая не способна навредить глазам, если конечно не пялиться на неё пристально в течение длительного времени. Оптимальное время засветки, если не прижимать дополнительно плату стеклом составляет 13 минут, если же прижать стеклом, оно поглощает некоторое количество ультрафиолета и время нужно увеличить до 15 минут. Это время было подобрано опытным путем, и проверено на практике много раз, но напомню, что это касается лампы мощностью 26ватт, для других ламп нужно подбирать другое время и исходить из того, что чем выше мощность лампы, тем меньше времени потребуется.

По прошествии 15 минут, отключаем лампу, отлепляем шаблон от текстолита, наклеиваем на защитную плёнку фоторезиста полоски скотча

т.к. в скором времени эту плёнку нужно будет удалить, и ….помещаем нашу плату в морозилку или холодильник. 3-5 минут замораживания в морозильной камере будет достаточно. Для чего нужно охлаждать платы? А вы попробуйте отклеить защитную плёнку сразу, с только что засвеченной платы, во-первых усилие для отклеивания нужно будет приложить немалое, а во-вторых уверен на 99%, что вместе с пленкой у вас отклеится и слой фоторезиста, причем так некрасиво отклеится, что нужно будет его полностью сдирать, зачищать плату и заново повторять процесс засветки. А вот когда плата холодная, эта плёнка снимается за милую душу. Достаточно легонько потянуть за скотч и всё само снимется.

Теперь нам нужно проявить полученный рисунок. Для этого плату со снятой защитной пленкой кладем в раствор кальцинированной соды. Если не можете купить готовую кальцинированную соду, её можно легко приготовить из обычной пищевой соды. Для этого насыпаем пищевую соду в ненужную посудину и хорошенько прожариваем, лучше это делать на открытом воздухе по причине вонючести данного процесса.

Наливаем немного тёплой воды, температура должна быть такой, чтобы рука терпела, в эту воду бросаем немножко кальцинированной соды, щепотки вполне хватит, и когда она растворится помещаем в этот раствор нашу плату. Сразу увидим, как начнут проявляться дорожки, для ускорения проявки можно помешивать раствор и кисточкой либо каким-то другим мягким материалом смахивать ненужный фоторезист с платы. Скорость проявки зависит от температуры раствора и концентрации кальцинированной соды в воде. По окончании проявки визуально не должно быть ни какого следа от фоторезста в местах на плате, которые нам нужно удалить (вытравить). Если что-то еще осталось, рекомендую дополнительно на некоторое время поместить плату в раствор до полного растворения фоторезиста, так как хлорном железе он не растворится и у вас получатся корявые дорожки с медными пяточками. И после того, как плата проявится её нужно промыть от остатков фоторезиста самого раствора в проточной воде. Вы поймете на ощупь когда будет достаточно ополаскивать плату. Там где остался фоторезист плата будет как бы мыльной, а где чистая медь – пальцы не будут скользить по плате. Не стоит слишком усердно промывать плату водой и тем более под сильным напором воды, можно попросту смыть дорожки.

И самый противный на мой взгляд процесс – травление печатной платы в растворе хлорного железа.

Сейчас многие для этого используют персульфат аммония, но я как-то всё по старинке работаю с хлорным железом. Обычно оно продается в пластиковых баночках виде порошка, и на баночке написано как его разводить. Сам раствор можно использовать много раз, т.е. после того как сделали одну плату, жидкость переливается в старую ёмкость для повторного использования. Но с каждой платой процесс травления будет занимать всё больше времени. Обязательно заведите для травления специальное пластиковое корытце, которое будет использоваться только для травления печатных плат. Хлорное железо высокотоксичным веществом и при работе с ним нужно соблюдать соответствующие меры безопасности. Скорость травления зависит как от свежести раствора, так и от концентрации и от температуры раствора. Чем выше температура и концентрация, тем быстрее идет процесс травления. Также очень сильно ускоряет процесс помешивание ванночки с раствором, а ещё лучше, если вы сделаете так называемый аквариум, в котором будет подача воздуха, как в обычных, рыбных аквариумах. Пузырьки воздуха будут постоянно перемешивать раствор и удалять налет с платы, что очень сильно сказывается на времени травления.

От теории перейдем к практике. Бросаем наши платы в раствор и ждём, временами помешивая. Когда делал платы лазерно-утюжным способом иногда возникала проблема смытия тонера в местах, где тонер с шаблона плохо лег на медь и поэтому нужно было периодически вынимать плату из раствора и осматривать на предмет целостности дорожек. При использовании пленочного фоторезиста таких явлений не наблюдал, плёнка надежно держится на плате даже на протяжении длительного времени. Самое долгое – это дождаться, когда медь начнет растворяться, а потом уже процесс идет быстрее. И когда наконец-то мы дождались полного вытравления меди достаем нашу плату и очень тщательно промываем в проточной воде. Промыть нужно очень хорошо, я это делаю сначала просто под краном, а после намыливаю либо каким-то моющим средством. Если на плате останется часть хлорного железа, со временем оно может «съесть» вашу плату.

И в принципе плата готова, осталось удалить затвердевший фоторезист. С этим отлично справляется каустическая сода, также можно использовать жидкость для прочистки труб, но не каждую. Если же у вас нет этих химикатов, можно взять наждачку средней зернистости и в горячей воде соскоблить остатки фоторезиста.

Как видно на фото эта плата получилось с браком, видимо я плохо обезжирил плату либо же слишком усердно промывал её, и на небольшом участке фоторезист отклеился от текстолита, что привело к плачевным результатам. В процессе травления часть дорожки исчезла.

Лудить или не лудить дело ваше, я всегда покрываю свои платы слоем припоя. И красивее получается, да и дополнительная защита от окиси не помешает.

На этом свой урок заканчиваю, надеюсь он был вам полезен. Не претендую на 100% правильность этого метода, просто написал из личного опыта способ, проверенный много раз, и который никогда не подводил.

Можете посмотреть видеоурок, там правда плата другая. Когда снимал видео не было возможности сфотографировать в деталях весь процесс, поэтому в видео рассказываю и показываю одни плату, а в статье вы видите фото другой платы.