Изготовление надписей с помощью фоторезиста. Делаем платы при помощи пленочных фоторезистов ПНФ-ВЩ и LIUXI (обновлено!)
Всем доброго времени суток!
Небольшой обзор светодиодов, которые можно использовать для изготовления печатных плат с помощью фоторезиста, а также для травления рисунка на ножах, молотках и пр.
(Альтернатива УФ-лампе.)
Готовых печатных плат в обзоре не будет, но будут результаты нескольких экспериментов, и пример готового устройства из этих светодиодов.
Решил перейти от метода изготовления печатной платы с помощью маркера к более продвинутому методу с использованием фоторезиста.
Для тех, кто не знаком с этой темой:
Кратко о технологии:
Фоторезист
- светочувствительный материал, который реагирует на световые волны в определенном спектре, в данном случае на ультрафиолет.
Бывает в виде пленки, в жидком виде в аэрозольном баллончике, пастообразном, как например паяльная маска.
Кратко об изготовлении печатной платы:
1 - Берем покрытый медной фольгой текстолит и наносим на нее фоторезист (в моем случае пленку);
2 - изготавливаем фотошаблон (печатаем на принтере на прозрачной пленке или бумаге);
3 - прикладываем шаблон к заготовке и светим ультрафиолетом;
4 - проявляем в растворе проявителя (в моем случае кальцинированной соды);
В местах которые затенялись шаблоном фоторезист смывается (или наоборот только там и остается. Зависит от типа фоторезиста).
5 - травим плату в специальном растворе.
На участках не покрытых фоторезистом металл съедается, но остается под слоем фоторезиста, в соответствии с рисунком фотошаблона.
6 - смываем фоторезист.
Плата готова, можно лудить-паять.
Подробнее писать не буду, вот нагляднее:
Прочие металлические предметы:
В оффлайне ультрафиолетовой лампы я не нашел, а стоимость заказа в наших интернет-магазинах с учетом доставки приближалась к 500 рублям, поэтому было решено заказать пару сотен УФ-светодиодов в Китае для изготовления из них матрицы. По деньгам вышло примерно то же на то же, но применение светодиодов на мой взгляд имеет несколько преимуществ:
Более направленный световой поток, более мощный (т.к. светит в одну сторону, а не везде и вокруг как лампа), а значит меньше боковая засветка и меньшее время экспонирования,
- прочнее хрупкой стеклянной лампы.
На момент заказа данный лот был одним из самых дешевых. У продавца почти всегда стоит скидка на этот товар, поэтому если ее не увидите советую подождать пока он не поставит ее снова.
Итак. Заказывал в конце ноября, получил в начале января.
Было заказано 200 светодиодов, столько и пришло.
Как был упакован весь заказ уже не вспомню, но каждая сотня светодиодов была упакован в антистатический пакетик.
Вот так светит один светодиод:
Насколько он ультрафиолетовый и каков спектр его излучения я не знаю. Но работает он так, как мне нужно.
Светодиоды были установлены на панель из оргстекла, в отверстия диаметром 5 мм, закреплены термоклеем. 12 рядов по 16 светодиодов, 192 шт. всего. Расстояние между центрами отверстий 12,5 мм. Получается прямоугольная область 150 х 200 (мм).
Светодиоды имеют диаметр ~5 мм возле юбки, со стороны «линзы» диаметр чуть меньше ~4,5 мм, по бортику ~ 5,5 мм. Светодиод вставляется до упора бортиком в поверхность панели, что позволяет установить его перпендикулярно ее поверхности.
Однако не во всех светодиодах кристалл располагается строго на оптической оси линзы.
Сделал корпус, запаял и получилось вот это:
Экспериментальным путем было установлено, что рабочее напряжение данных светодиодов 3,2 В, разброс между различными экземплярами невелик.
Продавцом заявляется рабочий ток в 20 мА.
Вся матрица работает от 12 В. Светодиоды подключены группами по 3 шт. плюс ограничительный резистор на 120 Ом.
Итого 64 группы. И расчетный суммарный ток 1,28 А.
После того, как я закупил все детали пришло понимание, что хорошо бы ограничить ток ниже 20 мА - кто его знает насколько описание продавца соответствует действительности? Хотел было подключать матрицу через диод, чтобы на нем падало некоторое напряжение и ток был бы поменьше, но оказалось, что напряжение на блоке питания, выделенном для работы с этой конструкцией, под нагрузкой просаживается до 11,6 В., и рабочий ток получается ~ 16,6 мА. Так и оставил.
Для лучшего охлаждения светодиодов ножки у них укорачивать не стал. Сколь-нибудь сильного нагрева диодов я не заметил, сама панель с диодами чуть теплая, а корпус холодный. Правда дольше, чем на 10 минут устройство не включалось.
Сделал несколько фото для оценки равномерности освещения (но вот забыл установить ручные настройки и нащелкал все автоматом, немного поправил в редакторе):
Нарисованный на листе А4 прямоугольник имеет размеры 200х150 (мм).
Расстояние от матрицы до бумаги ~12 см.
Освоение всего процесса производил с помощью тестового шаблона. Шаблон был нарисован в графическом редакторе и распечатан на прозрачной пленке лазерным принтером (ссылка на шаблон в конце обзора). Самые тонкие линии на шаблоне должны были быть 0,1 мм. Но для принтера распечатать такой шаблон оказалось не по зубам - несколько линий 0,1 мм сливались в одну, да и размер более толстых линий наверняка немного ушел. Оценить качество шаблона мне нечем, довольствуюсь тем, что имею.
Использовал фоторезист Ardyl Alpha 340, пленочный негативный.
Плату перед наклейкой пленки очищал губкой для посуды (двуслойной), жестким слоем с моющим средством. Обезжиривал изопропиловым спиртом.
Наклеивал «на сухую», «прижигал» феном для волос.
Шаблон крепил к заготовке скотчем, а прижимался он прослойкой воды.
Вот каких результатов мне удалось добиться:
Время засветки составляло 20 секунд.
Цифры справа - толщина дорожек, расстояние между ними такое же (расчетное, не беря во внимание точность принтера).
Видно, что в одном месте перемычку между двумя линиями - скорее всего пылинка попала. Да, такая вот мелочь, попробую в следующий раз наклеивать фоторезист под струей воды.
Выше я привел самый лучший результат, которого я смог добиться.
И на нем видно, на что можно рассчитывать используя фоторезист.
Другие примеры моих экспериментов доступны по ссылке - .
В них то, что получалось при засветке с разного расстояния от заготовки и при различных значениях времени засветки.
Так как ни какого устройства в настоящее время я не собираю, то публикую в обзоре только эти результаты. А если ждать пока я чего-нибудь соберу, то увеличивается вероятность того, что продавец будет отправлять товар уже из совсем другой партии.
Ну что сказать? Товаром я доволен. К покупке рекомендую.
Несмотря на невысокую стоимость светодиодов сэкономить тут врят-ли получиться - стоимость светодиодов плюс стоимость остальных материалов скорее всего будет сопоставима со стоимостью ультрафиолетовой лампы и доставки (как в моем случае). Да и возится со всем этим еще. Я это устройство делал недели две, по вечерам после работы и остальных дел.
С лампой проще - купил, вкрутил (если есть куда) и используешь. Места занимает меньше.
Ну это если не рассматривать изготовление подобной «люстры» из ламп.
Зато время экспонирования при использовании диодов заметно меньше. И если при засветке фоторезиста разница может и не существенна, то при засветке маски эта разница должна быть заметнее (насколько мне известно маску засвечивать сильно дольше, чем фоторезист, сам не пробовал).
Что использовалось:
Принтер Xerox 3010 (тонер-картридж новый);
- пленочный фоторезист Ordyl Alpha 340;
- прозрачная пленка Lomond 0701415;
- проявитель - кальцинированная сода;
- раствор травления - лимонная кислота с перекисью.
Ну вроде все, о чем хотел поведать.
UPD: Для уменьшения боковой засветки брал оргстекло потолще (5 мм, толще у меня нет), чтобы убрать свет от средней части светодиода, а внешнюю сторону окрасил черной краской.
UPD_2: Ножки у светодиодов не откусывал для лучшего охлаждения - дольше прослужат.
UPD_3: Светодиодные ленты не использовал из-за того, что на них устанавливаются диоды с широким углом рассеивания - боковая засветка будет больше, чем у обозреваемых. Во всяком случае других лент я не видел.
Планирую купить +63 Добавить в избранное Обзор понравился +83 +146Существует много технологий изготовления печатных плат, доступных любителям. Каждые имеют свои плюсы и минусы.
Я пробовал следующие:
На заре своего увлечения радиолюбительством платы я делал с помощью рисования обычным стержнем от ручки. Из наконечника иголкой выдавливался шарик, получался неплохой рейсфедер. Далее засасывался подходящий по вязкости лак и рисовались этим девайсом дорожки. Плюсы- необходимое оборудование практически у всех найдется под рукой, ничтожная стоимость технологии. Минусы - никакой автоматизации.
Потом у меня появился лазерный принтер и программы по разводке плат. Начались опыты по переводу рисунка платы с распечатки на текстолит. В технологии много нюансов: качество перевода зависит от материала и структуры бумаги, температуры утюга, материала и температуры запекания тонера, давления утюга на бумажно-текстолитовый бутерброд. В результате изысканий вывел для себя следующее: принтер HP LJ 1018, печатаем на тонкой мелованной бумаге, в моем случае это потрошенный журнал «Upgrade». Картридж используем только оригинальный, никаких заправок, ибо уменьшается плотность тонера. Плату шкурим нулевкой, далее переводим отпечаток утюгом, жарящим на максимуме, через 2 листа A4. И наконец под теплой водой стираем пальцем бумагу.
Плюсы технологии: минимальное время между распечаткой и получением платы, не нужна никакая химия, есть стимул читать журналы. Минусы: нестабильность технологии, зависимость от многих факторов, сложность получения больших плат с мелкими дорожками - вечно местами облезут, приходится плешь ретушировать. При некотором «везении» можно запороть поверхность утюга. Для стабильности накатки вместо утюга нужен дорогой ламинатор с регулировкой температуры, обычные дешевые не прогревают плату, отпечаток даже не прилипает.
Последняя освоенная мной технология, которая сразу показала качественный скачок в изготовлении плат - использование пленочного фоторезиста ...
Вкратце технология выглядит так: изготавливаем прозрачный негативный шаблон с рисунком платы, накатываем пленочный фоторезист на текстолит, прогоняем бутерброд через ламинатор (или проглаживаем утюгом) для закрепления, накладываем шаблон на плату, засвечиваем ультрафиолетовой лампой, отдираем лавсан и проявляем.
На первый взгляд выглядит слишком длинно, но зато компенсируется практически 100% результатом. Однако, чтобы получать стабильный результат, придется немного потратиться.
В первую очередь рекомендую приобрести ламинатор . Можно прикатывать пленку и утюгом, но как показывает практика, из-за неровностей платы и поверхности зачастую кое-где фоторезист не прикатывается и как результат - последующее отслоение дорожек в этом месте.
В МЕТРО или АШАНе самый дешевый ламинатор можно купить за 800-900р, а лучшего нам и не надо. Также ламинатор можно сделать из печки от принтера или копира, но это уже на любителя.
Абсолютно необходим принтер . Я использую лазерный, но подойдет и струйный. Картриджи для лазерных принтеров очень желательно использовать только «с нуля», заправленные, в силу худших параметров тонера, не обеспечивают нужной контрастности отпечатка, благодаря чему начинаются «пляски» с прецизионным подбором экспозиции и времени проявки. А это лишняя головная боль, которая портит радость от нашего хобби.
Стекло для прижима. Я распотрошил сервант. Вполне работоспособно.
Ультрафиолетовая лампа . Я использую 11W, без пускорегулятора, для настольного светильника, но вполне можно применить и обычные, «а-ля энергосберегайка» с цоколем под стандартный патрон.
Еще потребуется пленка для печати на вашем типе принтера, множество таковых производит, например, Lomond. Обычную бумагу с использованием различного рода «упрозрачинивателей» не рекомендую по причине массы негативных отзывов на форумах и недостаточной прозрачности получающейся гадости для ультрафиолета.
Ну и, конечно, сам фоторезист . Я использовал LIUXI и ПНФ-ВЩ. Из химии потребуется кальцинированная сода (в крайнем случае можно использовать и пищевую, но проявляться будет хуже и дольше) и какая-нибудь щелочь.
Фотовалик для накатки
Рулон фоторезиста, 30 см шириной
Отрезали кусок фоторезиста
У фоторезиста одна сторона из лавсана (сверху), блестящая, другая из полиэтилена, матовая (снизу).
Первым делом печатаем шаблон на пленке
Печатать надо зеркально, так как сторона, на которой печатаем, должна будет прилегать к плате при засветке. Некоторые типы пленок замечены в грехах термоусадки при лазерной печати, поэтому, если не уверены в качестве пленки, рекомендую предварительно прогнать ее через принтер распечатав «белый лист из word’а».
Готовый шаблон
Отдельно хочу предостеречь от засовывания в лазерный принтер чего попало - если пленка не рассчитана именно на лазерную печать, она может расплавиться в печке и намотаться на вал, в результате чего вы попадете в лучшем случае на замену валов и термопленки. Если совсем не терпится, попробуйте сначала прогнать неизвестную пленку, положив ее между бумажными листами и закрепив все строительным (не пленочным!) скотчем. Если не поморщится и к бумаге не прилипнет - можно использовать.
Далее нам нужно накатать фоторезист на плату
Обратите внимание на освещение в комнате. Не должно быть ярких источников рядом с рабочим местом. По опыту могу сказать, что на потолочный светильник из двух люминесцентных ламп по 36w резист особо не реагирует. Сначала берем необходимой длины заготовку текстолита. В предварительной ее обработке мнения расходятся, некоторые рекомендуют обезжиривать растворителями, другие наоборот, говорят, что после испарения растворителя остается много примесей, которые только вредят. Я обычно просто зашкуриваю нулевкой (особенно если текстолит старый) и промываю с мылом. После обработки пальцами плату лапать уже не рекомендуется.
Отдираем полиэтилен
Заготовка плавает в ванночке
Притапливаем фоторезист
Разглаживаем валиком
Кладем бутер в бумажную галку
Тянем через ламинатор (повторить 3 раза!)
Готовая заготовка
Далее приготавливаем небольшую ванночку с водой, в ней мы будем накатывать фоторезист на плату. Ванночку нужно предварительно помыть, ибо грязь, волосы и прочие плавающие артефакты в нашем процессе противопоказаны - там, где они попадут. Далее отрезаем нужный кусок фоторезиста и с уголка отрываем от него защитную полиэтиленовую пленку. Можно подцепить иголкой, но я использую заточенный пинцет для smd-компонентов.
Замечу, что пленочный фоторезист состоит из трех слоев: прозрачный лавсан, через который производится засветка, сам фоторезист и матовая полиэтиленовая защитная пленка. Так вот отдирать надо именно матовую, не перепутайте.
После того, как пленку оторвали, кидаем плату в ванночку с водой, затем сверху на нее притапливаем пленку фоторезиста. Аккуратно прижимаем его к плате и разглаживаем, так чтоб не было пузырей. Затем вынимаем что получилось, кладем на тряпочку и раскатываем пальцем (лучше валиком, я использую фотовалик) этот бутерброд, чтоб окончательно выгнать воду из-под пленки. В принципе, можно при некоторый сноровке накатывать и «насухую», но во-первых, под водой (если ванночку помыли) нет грязи и пыли, во вторых из-за липкости фоторезиста если вероятность, что образовавшийся в центре платы пузырик вам в итоге не удастся выгнать ни валиком, ни ламинатором. Отрывать же пленку нельзя, так что на сухую накатку у вас только одна попытка.
Далее отрезаем из бумаги кусок шириной чуть больше ширины платы, а длиной чуть больше двойной длины платы. Складываем его пополам и в получившуюся «галку» вкладываем плату. После этого бутерброд протягиваем через ламинатор. Протягивать надо 2-3 раза, иначе плата не успевает нормально прогреться. Без бумаги протягивать не рекомендую - фоторезист штука липкая, от ламинатора потом не отскребете.
Итак, у нас получилась заготовка, все готово для экспозиции
Кладем журнал, резиновый коврик или какую-то подобную прокладку на стол. На него кладем заготовку платы. На заготовку шаблон, стороной, на которой печатали, вниз. Это важно, иначе будут боковые засветки за счет значительной толщины пленки и преломления лучей в ней, как результат, тонкие дорожки получить не удастся.
Все готово к засветке
Засвечиваем
Вид сбоку
На все это сверху кладем стекло для прижима. Прижимать обязательно, иначе из-за неровностей некоторые области при экспонировании могут расплыться, расфокусироваться, получим брак. Ультрафиолетовую лампу располагаем на высоте 20-30 см над платой. Расстояние тоже важно с точки зрения боковой засветки, так как чем выше лампа, тем более перпендикулярно будут падать лучи на шаблон и меньше света пройдет сбоку под дорожку на шаблоне. Естественно, если вы делаете плату с шириной дорожки 0.8 мм, эти рекомендации можно не соблюдать. Но если нужно 0.1 мм, тут уже любая мелочь может испортить дело. Далее засветка. Я лампой 11w засвечиваю в течение 5 мин. Более мощными лампами достаточно будет светить существенно меньшее время.
В принципе, при хорошем заводском шаблоне даже длительный пересвет не испортит дело. Но если у вас заправленный картридж или же принтер дает недостаточно плотный и контрастный шаблон, придется экспериментировать. Если недосветите - рисунок смоется при проявке, если пересветите, рисунок вообще не проявится или, что чаще, между дорожками будет налет несмывающегося фоторезиста, который при травлении платы проявится как склеившиеся в кучу дорожки.
Дошли до проявки
Проявлять производители советуют в кальцинированной соде. Что характерно, не обманывают. Я также пробовал в обычной. Получается, но процесс идет дольше и при наличии мелких, порядка 0.2, расстояний между дорогами, незасвеченый фоторезист может не раствориться. Концентрация - пару столовых ложек соды на литр теплой воды. Перед купанием платы в проявителе не забываем оторвать сверху лавсановую пленку. Раствор имеет смысл помешивать, можно также кисточкой помахивать по плате для ускорения смыва неполимеризовавшегося фоторезиста.
Растворяем кальцинированную соду
Проявляем
Проявилось
Если вам повезло и с первого раза все получилось, как задумано, у вас должна получиться красивая плата, готовая для травления. Но может все пойти криво (по крайней мере я, когда начинал осваивать технологию, наделал много брака), тогда плату перед следующей попыткой (а равно как и после травления) надо очистить от слоя фоторезиста. Можно счистить его наждаком, но это неспортивно. Лучше применить раствор любой щелочи. У меня по случаю завалялся гидроксид натрия, им и смываю, но вполне подходит, к примеру, Крот, каустическая сода и разные мистерпроперы для очистки плит от жира. Опускаем плату в этот раствор и через несколько минут вся пленка фоторезиста аккуратно слазит.
Хранение
Фоторезист можно хранить в любом защищенном от света месте, например, завернутым в слой газет. Но лучше придумать к нему чехол.
Храню в этом тубусе
Из тубуса торчит фоторезист, справа затычка из пакета, обмотанного изолентой
Я для этого использую кусок канализационной трубы от раковины, который с одной стороны заделывается наглухо, а с другой - затыкается съемной заглушкой из плотно скомканного пакета, замотанного изолентой. В таком тубусе также хорошо перевозить фоторезит, не опасаясь помять по дороге.
Помню я как в конце восьмидесятых годов, когда я учился в школе, выписывал журнал "Юный техник" и была в одном из номеров схема цветомузыки подключаемая к магнитофону "Электроника". Как я загорелся ее собрать. С трудом нашел гетинакс с медью, взял у матери лак для ногтей и аккуратно перевел схему. Потом после уроков выпросил у преподавателя химии азотную кислоту, за что был приговорен к выводу реакции на доске, и протравил схему. На этом все встало. Нечем было сверлить отверстия под детали. Следующий опыт пришел в двухтысячные годы. Решил я освоить МК, вооружился книгой "Микроконтроллеры - это же просто" Фрунзе и МК AT89C51. Тогда я распечатывал схему на струйнике, о лазерном можно было только мечтать, и наклеивал на текстолит. Потом кернил отверстия и сверлил. Дальше отдирал бумагу, зачищал наждачкой, а потом рисовал маркером дорожки. Через некоторое время лазерники упали в цене и я освоил ЛУТ. О да, я просто не мог нарадоваться от качества плат. Но вскоре мне стало лень сверлить отверстия, только на AT90S8515 их требовалось аж сорок штук и я решил перейти на поверхностный монтаж. Все бы нечего, ЛУТ и тут справлялся на ура, но познакомился я как-то с STM32 и... TQFP100. Тут ЛУТ просто сдался без боя. И решил я перейти на фоторезист. Купил пяти метровый лист ПФ-ВЩ и началось. То дорожки скручивались, то вообще ничего не проявлялось, а то и вовсе все смывалось. В общем извел я весь рулон и ничего хорошего не получилось. То ли руку не из того места растут, то ли фоторезист плохой, в общем плюнул я на эту затею. Но вот увидал я недавно на просторах интернета итальянский фоторезист "Ordyl alpha 350". Ну все хвалят. Думал, думал и решил попробовать. Достал два рулона по пять метров, так дешевле и начал. Вот что получилось.Берем текстолит размерами больше будущей платы миллиметров на 10 и зачищаем. Я для этих целей использую мочалку для чистки хромы.
Плюс в том, что она снимает слой окисла при этом не задирает как наждачка.
Далее протираем спиртом, ацетоном, растворителем или моем с мылом, это на свой
вкус, кому как нравится. Лично я протираю аэрозолью для очистки тормозов.
Накатка. Вот тут я остановлюсь по подробнее. Я не знаю то ли фоторезист слишком
хороший, то ли слишком новый, но если его приложить к меди, то отодрать не получится.
Хватается на смерть. Первую попытку проводил так. Оторвал защитную пленку с края.
Эта та что матовая. Далее приложил уголком к меди и постепенно прижимая пальцем
вытаскивал пленку. Приклеилось хорошо, но грязи и пузырей было...
Короче перешел на принцип тонировщиков. Берем двух кубовый шприц и заполняем его
простой, холодной водой из под крана. Долее отрываем защитную пленку полностью.
Одной рукой держим фоторезист, другой выливаем из шприца воду на медь. Шприцом
удобнее, так как медь обезжирена и капли скатываются, а шприц дозирует по чуть-чуть
по всей меди. После смачивания накладываем фоторезист. Пока медь мокрая фоторезист
свободно елозит по ней, а вода выталкивает весь мусор и воздух. И даже если что-то
пошло не так, то всегда можно оторвать от меди. После приладки от центра к
краям, при помощи резинового шпателя, не нажимая выгоняем воду. Когда вся вода
выйдет начинаем выдавливать остатки с силой, так же от центра к краям. Фоторезист
ближе к краям начнет барашится. Ничего страшного. Прижимая шпателем от центра он
довольно легко растягивается и хорошо ложится.
После проглаживания вытираем салфеткой или туалетной бумагой, это не имеет значения.
Главное вытереть на сухо. Берем лист чистой бумаги и складываем пополам. Между
половинками кладем текстолит с фоторезистом и закрываем этот бутерброд.
Ну тут у кого как, кто с утюгом, кто с феном, лично я с ламинатором. Греем
ламинатор на самой высокой температуре. После прогрева посылаем туда наш бутер.
Внимание!!! Если послать в ламинатор без листа бумаги, то куски фоторезиста, те
что торчат за пределами текстолита, намотаются на горячие валы и отодрать его от
туда ой как будет не легко.
Через ламинатор я прогоняю два раза, дабы хорошенько прогреть. В итоге получаю
вот такую штуку.
Шаблон. Тут есть три варианта. Первый - это типография. Ну с учетом ее отсутствия
рядом с моим домом, этот вариант сразу отпал. Второй это печать на бумаге на
лазерном принтере, потом просветлить транспарантом. Ну нет у меня этой гадости.
И последний - это печать на пленке. Лазерник дал плохое качество, точнее не плохое,
а довольно прозрачный тонер. Держать над парами ацетона... Не айс по двум причинам.
Первая - это то что он воняет, и меня из дома выгонят, а вторая - это то что
сейчас ацетон почему-то заменили какой-то гадостью, после испарения которая
оставляет капли воды. Поэтому я перешел на струйник. К тому же он у меня заточен
для фоток. Для печати была выбрана пленка "Lomond".
У нее есть один недостаток. Поверхность на которой надо печатать довольно липкая
и к ней липнет всякий мусор, а это, как показала практика, негативно влияет на
качество платы. Короче если расстояние между дорожками 0.2 - 0.1 мм, то пылинка
может сыграть плохую роль и создать разрыв между дорожками. А в остальном
на этой пленке получаются отличные шаблоны.
Ах да, чуть не забыл. Шаблон нужно печатать шиворот на выворот, то есть негатив.
То где вытравить медь черным, а где оставить прозрачным. И не забыть отзеркалить.
Важно то что краска должна лечь на медь, а не наоборот краской вверх. В общем кладем
шаблон на фоторезист и все это под УФ лампу. У меня так:
Здесь остановимся поподробнее. Лампа: модель ELSM51B-Color 20W Black. Как видно
на фото, энергосберегайка. Куплена в "Чип-дип" за 200р. Расстояние от лампы до
текстолита 20 см. С учетом того что стекло задерживает УФ свет то и конкретно
оговаривать время экспонирования нельзя, так как кто-то оторвет 6 мм стекло от
серванта, кто-то 3 мм из окна подъезда. Я купил в "OBI" фото-рамку из плотного
дерева размером 300 на 200. Железяки и картон сразу пошли в помойку, а стекло
толщиной 2 мм пошло на прижим. Саму рамку использовал для натяжки сетки для нанесения
паяльной маски. Но эта тема другой статьи. Так что у меня стекло 2 мм. Для груза
использую два гелевых аккумулятора по 7 Ач. В таком виде засветку виду ровно две
минуты от включения лампы до ее выключения. Лампу не прогреваю, так как 20 ватт
довольно мощно. В итоге получаю засвеченный фоторезист. Еще один плюс против нашего,
после проявки засвеченные участки темнеют и можно посмотреть на то что получиться.
Далее готовим ванну. На стакан ХОЛОДНОЙ!!! воды пол чайной ложки кальцинированной
соды. Вода должна быть комнатной температуры. Если взять горячую, то будет как с
нашим фоторезистом. Отвалятся все дорожки. После приготовления ванны, купаем текстолит.
Если помогать кисточкой, то проявка займет не более минуты. В итоге мы получим
вот такую красоту.
Сушим, смотрим. Если где что-то не так, правим. Если поправить не получается то
начинаем все сначала. Еще один плюс против нашего фоторезиста. После засветки
кидаем в раствор кальцинированной соды минут на 30 и фоторезист сам отвалится.
Отечественный так мне оторвать не удалось, ни ацетоном, ни содой. Короче выкинул
испорченные заготовки. После всех проверок травим в травильном растворе. Вот тут
каждый сам за себя. Кто в кислоте, кто в уксусе, лично я предпочитаю хлорное
железо. Желательно водное, а то безводное если в воду кинуть то будет взрыв:)
Ну после травления как всегда сверление и нанесение паяльной маски, но это тема
следующей статьи.
Вот вроде с фоторезистом и все, если возникнут вопросы, пишите либо в коментах,
либо на форуме.
Всем хороших плат.
Андрей 05.04.13
Отличная статья. Сделал все как написано, получилось с первого раза. Теперь бы еще про металлизацию такую же статью написал бы кто:)
SergeBS 21.04.13
Дичь какая-то. 1. "Короче если расстояние между дорожками 0.2 - 0.1 мм, то пылинка может сыграть плохую роль и создать перемычку между дорожками.". Фоторезист негативный (см. дальше про шаблон). Пылинка не даст засветить дорожку и в результате - разрыв дорожки а не замыкание. 2. "Для груза использую два гелиевых аккумулятора по 7 Ач." Нет в аккумуляторах ГЕЛИЯ, а есть ГЕЛЬ. И вовсе не обязательно гель есть в необслуживаемых аккумуляторах. Гелевые аккумуляторы - редкость. 3. "В итоге получаю засвеченный фоторезист. Еще один плюс против нашег
SergeBS 21.04.13
Обрезало коммент. Ну ладно. Повторим. Дичь какая-то. 3. "В итоге получаю засвеченный фоторезист. Еще один плюс против нашего, после проявки засвеченные участки темнеют и можно посмотреть на то что получиться. Далее готовим ванну. На стакан ХОЛОДНОЙ!!! воды пол чайной ложки кальцинированной соды. Вода должна быть комнатной температуры. Если взять горячую, то будет как с нашим фоторезистом. Отвалятся все дорожки. После приготовления ванны, купаем текстолит. Если помогать кисточкой, то проявка займет не более минуты. В итоге мы полу
SergeBS 21.04.13
В итоге мы получим вот такую красоту." НИФИГА не получим. Перед травлением надо сдирать с поверхности фоторезиста защитную лавсановую пленку. Независимо от происхождения пленочного фоторезиста. (импорт или Россия). так что вот это: "Андрей 05.04.13 Отличная статья. Сделал все как написано, получилось с первого раза." вранье. Чудес не бывает, сквозь пленку не травится. А если до засветки содрать пленку - фоторезист прилипнет к стеклу. 4. "Сушим, смотрим. Если где что-то не так, правим. Если поправить не получается то начинаем все сначала.
SergeBS 21.04.13
Замечательно:). Фоторезист отлетел - осталась чистая медь - самое время травить. Даже если предположить чудо, что сквозь неснятую защитную пленку что-то (хоть сода, хоть хлорное железо) пролезло... Чтобы фоторезист отлетел. Про взрыв шутка юмора ну совсем не к месту тоже. Кто-то ведь и поверить может. Так что надо править сей магнум опус. И в будущем самому себе отзыв не набивать (это про мифического Андрея, который делал как в статье и у него получилось:)). Комменты читать снизу вверх, "сшивая" по одинаковым кускам текста.
SergeBS 21.04.13
Итого. ПРАВИЛЬНО: 1. Негативный шаблон. Можно на лазернике. У меня струйника нет - а все нормально. 2. Сдираем нижнюю матовую полиэтиленовую пленку. 3. Приклеиваем и даем отлежать под грузом. 4. Засвечиваем - шаблон краской (тонером) к фоторезисту.
SergeBS 21.04.13
5. После засветки - пауза 30 мин. Потом отдираем верхнюю блестящую лавсановую защитную пленку и проявляем в соде. В слабом растворе (лимонная кислота - чайная ложка на стакан) дубим проявленное. 6. В теплую воду кидаем по чуть-чуть (чтобы не закипело) хлорное железо и в нем травим.
SergeBS 21.04.13
7. Протравленное - в любую щелочь ("Крот" разбавленный 1:10 - 1:50 самое то). За 10-15 минут фоторезист отлетит. 8. Промываем водой (можно с жидкими моющими средствами). 9. Сверлим, лудим, паяем детальки. Все. Короче - по инструкции делаем...
Алексей 21.04.13
Уважаемый SergeBS 1 по поводу пленки., описывать ее снятие? Может Вам предложить поучить русский язык, а то как же Вы будите читать-то статью, она же написана по русски. 2 С АКБ это просто стёб ради писанины. Какая разница чем прижимать. Я например заменил их сейчас двумя трансами. И что фотографий мало в статье. Между прочим данная плата работает и прекрасно себя чувствует. И в конце концов есть раздел "Написать статью", Вы напишите, а Вас покритикуют, вот тогда посмотрим. А кричать и поливать грязью может каждый.
Алексей 21.04.13
Ах да, на счёт лазерника. Ни ХР, ни Ксерокс не дают качественных шаблонов. Я перепробовал все. Особенно если с отечественным резистом, то он тупо засвечивается как будто вообще шаблона нет. Может конечно мне продали старый резист... И ещё если по Вашей схеме отодрать защитную плёнку и попытаться приклеить, а потом под груз.)))) Ну-ну.
Виталий 14.05.13
Алексей,очень замечательная статья.У меня есть огромное желание все это проделать, для начала закупиться всем необходимым (если поможете с этим буду очень признателен).А какой именно струйный принтер вы использовали.
Алексей 14.05.13
По началу у меня был Epson Stylus CX4300 но на нем засохла головка. Сейчас я купил Epson L110. Он рассчитан на постоянное пользование и чернила заливаются сбоку в колбы, а не картриджи. По моим замерам черной краски хватит на 50 листов А4 сплошной заливки. Ну и конечно чернила на много дешевле. Если возникнут вопросы, пишите. Обязательно отвечу.
Михаил 16.05.13
Здравствуйте. Статья на самом деле хорошая, это я как человек, уже более 15 лет изготавливающий платы говорю. SergeBS, Вы чего разорались-то? Пишите свою статью, делов-то. :+) А к автору у меня один вопрос: не могли бы Вы рассказать, какие настройки на Epson L110 выставляете, для печати шаблона? С уважением, Михаил.
Алексей 16.05.13
Здравствуйте Михаил. В свойствах принтера выбираю вкладку "Дополнительные настройки". В разделе "Цветокоррекция" ставлю галочку "Настройка". Появится кнопка "Расширенные..." нажав на которую появится меню настроек. В этом меню яркость на минимум, а контрастность и насыщенность на максимум. Желтый цвет на максимум (желтый цвет задерживает УФ), а пурпурный с голубым на минимум. Да вот еще, снять галочку "Высокая скорость печати". Вроде все.
Михаил 16.05.13
А материал / качество какие выбираете? Вообще интересно, просто, я сейчас тоже пользуюсь L100, и что-то наоборот убирал желтый, иначе он на шаблоне сохнуть отказывается (пленка такая же).
Алексей 16.05.13
А там качество либо автомат, либо в ручную. Материал у меня просто бумага. Долго сохнут? Какие чернила? Родные, "Дура" или не оригенал? Это важно.
Михаил 16.05.13
У меня в выпадающем списке полно всего. Нормальное, высокое, фото, наилучшее фото... Я сейчас печатаю выбирая Photo RPM (макс. dpi) с задранной насыщеностью. Печатает медленно, проходов куча, но качество при этом идеальное. Только вот именно желтый цвет сохнет очень долго. А чернила родные, которые в комплекте шли.
Алексей 17.05.13
Ну в принципе это самое то. Я на старом так же настраивал. А сколько сохнут? Если минут 10, то можно в это время фоторезист накатать. :)
Алексей 22.11.13
Почему то в пространстве между дорожек 0.1 0.2 мм фоторезист в соде плохо сходит.. приходится дольше держать и помогать кисточкой и в тот момент когда это пространство очищается, в других местах с более жирными дорожками уже пады и сами дорожки отлетают..
Алексей 23.11.13
Попробуйте уменьшить время засветки секунд на 10-15.
Алексей(друг 17.02.14
Здравствуйте, Алексей! Спасибо за статью. Смешно, но я сейчас делаю точно такую же плату под точно такой же контроллер, только не 100 а 103 серии. Мучаюсь с ПФ- ВЩ. И проблемы у меня точно такие, как Вы описали. Уже извёл лист 30х50 (моя плата 5х6см, т.е. около 50 проб), а результата - ноль. Пока не сдаюсь. Другого ФР у нас в городе нет. :(
Алексей 17.02.14
MarioFly 08.09.14
"Еще один плюс против нашего, после проявки засвеченные участки темнеют и можно посмотреть на то что получиться." Не после проявки, а после засветки.
Антон 04.11.14
Даа, спасибо, тоже намучался с этим ПФ-ВЩ. Думал, что все, руки переросли в другое место. И все же взял на пробу Ordyl, так сразу все и получилось. Даже при шаблоне с просветами (LED принтер) нормально вышло на минимальной засветке.
Алексей 04.11.14
Я этот ПФ-ВЩ отдаю в хорошие руки))) рулон 5 метров. Правда срок годности уже закончился, но я думаю это ничего... У меня защитная маска как 2 года просрочена и ничего. Так что если есть желающие попытать счастье с ПФ-ВЩ, пишите. А то он как чемодан без ручки, самому нафик не нужен, а выкинуть жалко.
Сегодня я вам расскажу про изготовление печатной платы с помощью пленочного фоторезиста или так называемой фоторезистивной технологии изготовления печатных плат. Тока не кричите, что ЛУТ круче, дешевле и быстрее – я не спорю, но фоторезист обладает более высокой разрешающей способностью и способен дать результат там, где ЛУТом может не получится. Все нижесказанное будет относится к пленочному негативному фоторезисту. В своей практике использую ПФ-ВЩ-50. Процесс изготовления платы с помощью пленочного фоторезиста можно разделить на следующие этапы:1) подготовка заготовки платы и фотошаблона;
2) нанесение фоторезиста на заготовку;
3) засветка заготовки с фоторезистом через шаблон;
4) проявка рисунка платы;
5) травление платы.
Заготовку выпиливаем из фольгированного материала с припуском не менее 5 мм к основному размеру с каждой стороны. Шаблон печатаем на пленке для того принтера, который есть под рукой. У меня лазерный и я печатаю на универсальной двухсторонней пленке для лазерных принтеров и копировальных аппаратов. У кого струйник, то соответственно берем пленку для струйников. При печати в настройках лазерника выбираем максимальное качество печати, отключаем экономию тонера – чем его больше будет на шаблоне, тем лучше. В итоге у нас есть следующее:
Принтер старый и картридж перезаправлялся кучу раз, так что качество печати оставляет желать лучшего. Поэтому тонер на шаблоне достаточно прозрачный, а нам нужно, чтоб он пропускал как можно меньше света, т.е. необходимо увеличить оптическую плотность изображения. Для этих целей есть средство для увеличения оптической плотности негатива Density Toner, но найти его не удалось да и стоит он прилично. Решил попользоваться ацетоном – для моих нужд оказалось более чем достаточно: кусок медицинской ваты смачиваем в ацетоне, кидаем в стеклянную банку, туда же помещаем шаблон рисунком внутрь банки, закручиваем крышку и ставим нагреваться.
Нагрев можно также проводить на батарее отопления или ещё как-нить (зависит от фантазии). Данный процесс требует контроля, чтобы не передержать шаблон в парах ацетона, а то весь рисунок стечет на дно банки. На фото шаблон, прошедший пары ацетона – он стал каким-то более черным и блестящим, попробуйте – результат будет на лицо.
Переходим к нанесению фоторезиста на фольгу заготовки, для этого запасаем примерно следующие инструменты:
Раскатываем рулон фоторезиста и по заготовке вырезаем ножом кусок с небольшим запасом по сторонам, т.к. идеально ровно его приклеить не получится.
Теперь берем «нулевку» и под струей холодной воды начинаем зачищать фольгу заготовки платы от оксидной пленки. Признаком отсутствия оксидной пленки является равномерное покрытие фольги водяным слоем и отсутствие капель.
Теперь отделяем от вырезанного куска фоторезиста нижнюю (матовую) пленку. Это можно сделать кончиком ножа, которым вырезали или иголкой. Отделяем пленку примерно на ширину 5-10 мм и приклеиваем фоторезист к заготовке так, чтоб не оказалось воздушных пузырей.
Теперь постепенно вытягивая пленку, прикатываем валиком фоторезист к заготовке. После прикатки, выступающие стороны обрезаем и прокатываем заготовку в ламинаторе.
Теперь приступаем к засветке (экспонированию) закотовки. В качестве источника излучения использую лампу COMTECH CE ST 26 E27 BLACK. На данном этапе необходимо правильно выбрать время засветки (см. комментарии к статье). Ложим заготовку на твердую ровную поверхность, сверху накладываем шаблон и накрываем это всё обычным оконным стеклом, сверху устанавливаем лампу.
Накрываем заготовку книгой или другим непропускающим свет материалом, включаем лампу и даем ей прогреться в течении минуты.
Снимаем непрозрачное покрытие и засекаем время, необходимое для нормальной засветки.
Как только необходимое для засветки время истекло – выключаем лампу, убираем заготовку в темное место и идем готовить проявитель. В качестве проявителя использую кальцинированную соду (моющее средство), она продается в хозтоварах по цене примерно 20р за 0,5 кг. Для приготовления берем чайную ложку соды и разводим 1 стаканом холодной воды.
Теперь достаем засвеченную заготовку, отделяем верхнюю глянцевую пленку, бросаем заготовку в проявитель и трем зубной щеткой – на фоторезисте начинает проявлятся рисунок будущей платы.
Продолжаем «чистить» будущую плату до тех пор, пока весь лишний фоторезист не смоется и мы не получим вот это:
Промываем нашу будущую плату под холодной водой и кидаем плавать в травильный раствор.
Для травления использую хлорное железо, а чтобы ускорить процесс, приклеиваю плату к куску пенопласта двухсторонним скотчем и опускаю рисунком вниз. При этом надо проверить, не остались ли под платой пузырьки воздуха, а то будут непротравы. Через минут 10 получим следующий результат:
Теперь надо смыть оставшийся фоторезист и тут можно пойти 3 путями:
1) бросить плату в каустическую соду (ОСТОРОЖНО! ЩЕЛОЧЬ! РАБОТАТЬ В ПЕРЧАТКАХ!);
2) прокипятить плату в растворе, в котором проявляли;
3) бросить плату в раствор, в котором проявляли заготовку.
Выбор метода зависит от времени, за которое надо сделать плату. Самое долгое – это отмачивание в растворе, в котором проявляли (бросаю туда на ночь). При кипячении в проявителе требуется примерно пару минут. Для каустической соды времени не знаю, но говорят что тоже очень быстро.
Осталось довести нашу плату до нужных размеров, т.к. мы делали припуски по каждой стороне и можно сверлить и паять наш девайс. Но для придания плате красоты и улучшения паяемости, лучше ещё провести лужение проводников. Кто чем, а я - сплавом Розе, так как получается очень быстро. Для этого беру следующие ингридиенты:
В посудину с плоским дном наливаем стакан воды и добавляем ложку лимонной кислоты (играет роль флюса), кидаем туда плату дорожками вверх и сверху ложим кусок сплава Розе. Все это ставим на плиту и ждем пока сплав не начнет плавиться (лучше плату чем-нибудь придерживать).
Расплавленный сплав «растираем по плате» (я использую кисть с намотанным куском ваты). БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ! ПАРОМ МОЖНО ОБЖЕЧЬ РУКИ! При «растирании» лишки сплава скидываются в воду и на проводниках остается лишь тонкая блестящая пленка. Вытаскиваем плату и промываем водой. А вот теперь можно сверлить и паять.
Некоторые комментарии к технологии:
1) Весь процесс занимает примерно 1 час времени.
2) При покупке фоторезиста смотрите на дату изготовления. Срок годности 9 месяцев, после этого срока он плохо липнет к плате. Купленный фоторезист хранить в холодном месте (у меня лежит в холодильнике, до сих пор хорошо липнет, хоть и просроченный).
3) Нет ламинатора чтобы прикатать фоторезист к заготовке? Не беда – поможет утюг. Включаем терморегулятор на 1-е положение и ждем пока утюг нагреется. После нагрева до определенной температуры утюг отключится, вытаскиваем вилку из розетки и ложим плату на пошошву утюга фоторезистом вверх, даем плате прогреться. Снимаем ее и «от души» прокатываем валиком.
4) При накатке фоторезиста на мокрую заготовку и использовании ламинатора, лучше прогнать заготовку через ламинатор на холодном режиме, чтобы выдавить воду. Иначе при горячем ламинировании вода будет испаряться и под фоторезистом появяться воздушные пузырьки.
5) Выбор времени засветки заготовки через шаблон ведут следующим образом: Печатают негативный шаблон с цифрами от 1 до 10, накладывают на плату с нанесенным фоторезистом и через каждую минуту засветки закрывают непрозрачным материалом по одной цифре начиная с 1. После проявки будет видно сколько же минут засвечивать. У меня лампа 26Вт, расстояние от заготовки до лампы 12 см, толщина стекла 4 мм – время засветки 3 мин, пробовал на 5 минутах – тоже получается. Беру фоторезист одного и того же производителя – время const.
6) Лудить сплавом Розе можно в глицерине, но можно получить от домашних, за устроенный на кухне «туман».
7) При пайке луженой платы с флюсом его после пайки надо сразу смывать, а то флюс вызывает потемнение сплава Розе.
8) Фоторезист не боится света от ламп накаливания, так что можно работать при свете.
