Работа с фоторезист пленочный. Изготовление печатных плат с помощью пленочного фоторезиста в домашних условиях. Подговка фотошаблона для экспонирования фоторезиста.
Изготовление печатной платы с помощью плёночного фоторезиста на конкретном примере.
Сейчас в продаже появился плёночный фоторезист, он довольно дёшев, но многие его не используют по той причине, что просто не знакомы с технологией. А она очень проста и позволяет получать печатные платы практически заводского качества.
Сам фоторезист представляет собой тонкую плёнку полимера, которая находится между двумя слоями защитной плёнки.
Поместите негатив на пленку и воду. Этот процесс позволит приблизить между отрицательным и пленкой. Удалите лишнюю воду с помощью ролика. Необходимо удалить всю воду, чтобы избежать движения негатива во время экспозиции светом. Это имеет решающее значение для достижения успешного воздействия на негативы фильма. В течение 5-10 минут это время зависит от нескольких факторов, главным образом от мощности источника света и сложности рисунка. Время разработки имеет решающее значение для хорошей устойчивости к химическому травлению меди.
Длительное время в развивающемся химическом реакторе тонкая пленка и, следовательно, будет возможность взлета. Чтобы выявить внешний лист защитной пленки, осторожно удалите и пластину погрузите в раствор для проявки, осторожно протирая губкой. Области, которые не были подвергнуты воздействию, будут промываться, оставляя металл открытым, этот процесс не должен превышать 2 минут. Промыть большим количеством воды и высушить.
Работать с фоторезистом можно при освещении обычной лампой накаливания, но следует избегать попадания солнечного света.
Я расскажу как сделать печатную плату на конкретном примере. Мне потребовалось изготовить плату для управления RGB-лентой. Сам рисунок платы я нарисовал в векторном графическом редакторе. Следует заметить, что для работы с фоторезистом следует печатать рисунок в негативе, то есть то, что будет чёрным смоется при проявке. Значит надо напечатать так, чтобы токопроводящие дорожки оставались прозрачными. Через прозрачный участок ультрафиолет воздействует на фоторезист и он полимеризуется, создавая на поверхности фольги надёжный защитный слой.
Для своей платы я вырезал небольшой кусочек стеклотекстолита и отрезал от рулона фоторезиста такой прямоугольник, чтобы он был несколько больше заготовки платы.
Смешайте Разработчик в следующей концентрации. Используйте стеклянные контейнеры для хранения уже используемого разработчика. Удалите прозрачный защитный слой из пленки, при этом защита не может быть обнаружена. Помещая пластину внутри контейнера и перемещаясь, позволяя жидкости перемещаться из стороны в сторону, важно оксигенатировать пленку, поэтому в каждом движении часть подвергается воздействию воздуха. Окончательная разработка должна подвергнуть медь плиты 100%, а также иметь прямые углы на выявленных сторонах.
Не оставляйте подложку больше времени, чем необходимо внутри проявителя, так как она будет тоньше пленки, правильное время будет зависеть от концентрации проявителя, движения и оксигенации. Промойте плиту водой до полного удаления остатков проявителя. Высушите полностью, используя сжатый воздух, этот процесс можно ускорить. Используйте чистую губку, чтобы протирать открытые участки пластины, чтобы удалить излишки пленки на краю каждой открытой линии, эти излишки обычно выглядят как «волосы». В последний раз нанесите горячий воздух Для выставленных полос таким образом, чтобы иметь максимальную термическую экспозицию, хотя в это время она не должна быть такой же интенсивной, как в процессе адгезии.
Затем надо удалить с фоторезиста один защитный слой...
И наложить фоторезист на предварительно обезжиренную фольгу.
Возьмите до температуры охлаждения до комнатной температуры. Смешайте средство для удаления в следующей концентрации. Целесообразно подготовить только необходимое количество, которое должно быть помещено на контейнер, поскольку его можно повторно использовать довольно много раз. Используйте стеклянные контейнеры для хранения использованного удаления. Вставьте пластину в раствор для удаления, время, необходимое для полного удаления пленки, нормальное поведение этого процесса заключается в том, что слой полностью удаляется, нет необходимости перемещать ванную комнату для достижения лучших результатов.
При небольших размерах платы выдавить воздух из-под плёнки можно просто прогладив поверхность пальцем, при больших площадях удобнее пользоваться резиновым валиком.
Под плёнкой не должно остаться никаких воздушных пузырей.
Убедитесь, что вся пленка удалена и смывается водой. Традиционный процесс состоит в основном в создании электронной схемы и, как таковой, производственные файлы создаются из файла макета дизайнером и отправляются специализированной компании для изготовления проб или количества, достаточного для производства. Обычно в первом порядке запрашивается небольшая сумма для тестирования и проверки прототипа. Этот процесс производства может занять несколько дней или недель, и это может быть дорогостоящим. Кроме того, рабочие места, такие как обшивка панелей на этом этапе, могут запускать только время разработки.
Следующим этапом надо прогладить плату утюгом через два слоя бумаги в течении тридцати секунд, после этой операции плёнка приклеится к фольге.
Если есть в наличии ламинатор для документов, то плёнку можно накатать при его помощи, получится даже быстрее и лучше.
Чтобы получить представление об успехе кампании, идеализаторы уже добились в пять раз больше денег, чем требовалось для разработки продукта. Это все потому, что эта машина обещает более легкое прототипирование, переход от концепции к созданию через несколько минут.
Он печатается специальными чернилами. Идея заключалась в том, чтобы превратить машину в принтер печатной платы, который вы можете иметь дома или в офисе. В дополнение к «печати» применяется паяльная паста и переплавка, т.е. она идет от макета к готовой пластине, просто помещая компоненты на этапе последовательно в приложение паяльной пасты.
Фотошаблон печатается на прозрачной плёнке. Печатать можно как на струйном, так и на лазерном принтере. Я использую полиэстеровую плёнку фирмы "Lomond".
Отпечатанный фотошаблон вырезается по контуру.
Конкуренты придут, и те, кто в электронике, должны выиграть. Эти изобретения обязательно будут стимулировать наше творчество и инновации. Оставьте свои комментарии, мы хотим знать, что вы думаете об этом новом изобретении. Авторы этой статьи: Тьяго Лима и Фабио Соуза.
Основная идея состоит в том, чтобы использовать прямую печать печатных схем на этих пленках через фиолетовый лазерный луч, избегая покупки дорогостоящих прессованных басов и печати мастера на ацетате с его стоимостью, точностью и лакомство. Второй принтер имел недопустимый механизм тяги бумаги, но быстро развивающийся механизм головной боли с разрешением 2 миллисекунды на микрошаг. Самое главное - идеально сфокусировать луч на поверхности основания; Линза оснащена регулировкой фокуса с помощью винта: завинчивая объектив по направлению к внутренней части или откручивая его наружу, «огонь» отходит или приближается.
Напомню, что ранее в этом блоге рассказывалось об . Это хороший метод, но со своими ограничениями. Например, если немного передержать утюг, тонер потечет и близко расположенные дорожки склеятся. То есть, если вы решили использовать SMD-чипы, метод становится практически непригодным. Кто-то успешно решает эту проблему, покупая в дополнение к и без того не дешевому и занимающему место лазерному принтеру еще и ламинатор. Но я решил пойти другим путем и попробовать метод, альтернативный ЛУТ. Метод этот заключается в использовании пленочного фоторезиста.
Чтобы сфокусироваться на ней, лучше подвести диод, понизив подачу питания, чтобы он имел неясную точку невооруженным глазом без ослепления - используйте темную пластиковую деталь в качестве цели. При 80 мВт точка фокусировки позволит дыму из пластика!
Расстояние между объективом и основанием составляет 52 мм, чтобы хорошо сфокусировать оптику, привинченную вокруг контейнера. Лазеры должны быть установлены на картридже тележки так, чтобы они были прочными и не подвергались вибрации при перемещении тележки.
Диод очень тонкий: чтобы избежать неприятностей перед его сваркой, соедините три штыря вместе с тонким проводом, чтобы закоротить их - отсоедините этот провод после того, как вы сварили контакты. Прежде чем подключать его, подайте питание на плату и откалибруйте триммеры питания.
Примечание: По аналогии с тем, как лазерно-утюжную технологию часто сокращают до «ЛУТ», метод, основанный на использовании пленочного фоторезиста, часто сокращают до «фоторезист» или «ФР».
Список покупок
Для изготовления печатных плат при помощи пленочного фоторезиста нам понадобятся:
- Внезапно, пленочный фоторезист . От качества фоторезиста зависит буквально все. Я использовал фоторезист Ordyl Alpha 350 и настоятельно советую использовать именно его. Есть еще Ordyl Alpha 300, который, судя по отзывам, тоже хорош. В чем различие между 300 и 350 для меня, увы, остается загадкой.
- Прозрачная пленка для принтера . Для лазерного или для струйного, в зависимости от того, какой у вас принтер. Я использовал пленку в формате A4 для лазерной печати Lomond 0703415.
- Ультрафиолетовая лампочка . По идее, сгодится любая, лишь бы подходила к патрону вашей настольной лампы. Лучше взять энергосберегательную, чтобы служила дольше. Используемая мной УФ энергосберегательная лампочка называется Camelion LH26-FS.
- Кальцинированная сода . Ее нужно совсем немного, 100 г хватит вам очень надолго.
- Чистая тряпочка, хорошо впитывающая воду, чистая губка и средство для мытья посуды. Есть в любом доме, а также продаются в любом хозяйственном магазине.
- Опционально — кусок оргстекла . Вместо него подойдет любое другое достаточно чистое стекло без царапин. Например, стекло от книжной полки. Я использовал оргстекло размером 30 x 40 см и толщиной 2 мм.
- Флюс, хлорное железо, ацетон или его аналог, стеклянная или пластиковая посуда, и так далее. Все, что касается травления платы и последующих шагов, ничем не отличается от ЛУТ.
Имея все перечисленное на руках, можно приступать к делу!
Чтобы включить лазер и отрегулировать поглощение и фокусировку, просто подключите белый провод с красным, а не к разъему. Необходимо установить драйвер. Имейте в виду, что ток, поглощаемый лазерным диодом, такой же, как и выходной сигнал нашей карты, менее 30 мА, поглощаемый внутренним источником питания.
После установки карты. Отключите программист - программа запускается, и светодиод начинает мигать. Программное обеспечение предоставляет возможность обновления встроенной прошивки. Одна вещь, которую следует помнить: используя основание с сухой пленкой, склоны «размахиваются» на 1-2 мила.
Описание процесса
Первая плата, которую вы сделаете при помощи ФР, будет особенной. С ее помощью вы не только затестите весь процесс от начала до конца, но и определите очень важный параметр — требуемое время экспонирования фоторезиста под УФ лампой.
Открываем EAGLE, или в чем вы проектируете платы, и в столбик вводим цифры от 0001 до 0020. Толщина линий у цифр должна получится примерно такой, какой толщины вы обычно делаете дорожки, ну или чуть тоньше. Затем распечатываем получившуюся плату в негативе. В EAGLE для этого идем в File → CAM Processor, в Device выбираем PS_INVERTED, в File указываем путь до.ps файла, в который хотим сохранить результат, выбираем нужные слои и жмем Process Job. Затем получившийся.ps файл просматриваем, например, при помощи Evince, и распечатываем на прозрачной пленке, например, через lpr.
Используя положительные основания, наклоны, наоборот, увеличены на пару мил; Это делается для предотвращения лазерного замирания, которое является именно этим порядком величины. Кнопка: Кнопка 1 устанавливает вертикальное или горизонтальное ручное движение. Кнопка 2 перемещается влево, кнопка 3 перемещается вправо.
Чтобы остановить его наполовину, удерживайте клавишу переключения в течение десяти секунд. Цель тестирования: убедитесь, что вы можете использовать небольшие корзины без каких-либо проблем. Результат более чем удовлетворительный, но выявил недостаток программного обеспечения: при печати положительной базы у меня есть 2 внешних поля около 3 мм, что лазер «горит», чтобы оставить пространство вокруг печатной схемы, в противном случае все дорожки, которые приходят к этому Маржа будет коротка.
Fun fact! Бывает и позитивный фоторезист. Но, насколько мне известно, он обычно жидкий и используется только на заводах. Пленочный фоторезист всегда негативный и требует печати платы в негативе.
Для достижения лучшего результата в последующих шагах пленку следует класть тонером вниз. На какой стороне пленки находится тонер определить легко, так как пленка на свету блестит, а тонер нет. Вам может потребоваться напечатать.ps файл в зеркальном отражении. Если вы печатаете через lpr, это делается передачей опции -o mirror . Или просто поставьте соответствующую галочку в EAGLE при генерации.ps файла. Однако первое время можно обо всем этом и не беспокоиться, так как пленка достаточно тонкая.
В обоих случаях гравюра отличная. Пробовал китайскую светочувствительную краску. Разбавленная краска частично удерживает ее в стеклянной банке с темной крышкой. Забудьте фен для сушки листа, намного лучше ночью в темном ящике. Не бойтесь оставлять это слишком много в развитии, беспокоитесь, что на неэкспонированной части нет остатков; При необходимости промыть в воде.
Принесите медь с вашей любимой системой, а затем промойте. Для удаления синего остатка: воды и каустической соды, полчаса или более, до тех пор, пока полимеризованная краска не будет полностью удалена. Каустическая сода может сделать медь немного коричневой: сначала промойте, а затем используйте влажную пленку в воде и соляной кислоте: она снова светит.
При печати в негативе используется довольно много тонера. Дайте ему какое-то время, чтобы подсохнуть. Затем обрежьте негатив до удобного вам размера при помощи ножниц.
Результат будет выглядеть как-то так:
Берем стеклотекстолит, желательно без особого окисла на нем. У меня как раз нашелся ненужный кусок подходящего размера, который я в свое время не очень ровно обрезал. Стеклотекстолит стандартного размера 5 x 10 см также вполне подойдет.
Недостатки: трудно уложить, трудно удалить. Преимущества: Низкая стоимость, отличные результаты, отсутствие проблем с пузырьками. Эта компания была связана с изготовлением прототипов пластин в течение многих лет - она отметила годовщину своего существования в прошлом году. Это был Хайнц Бунгард, основатель компании, которая когда-то придумала идею применения светочувствительного слоя на медной поверхности доски, которая после просветления и воскрешения защитит схему от печатания печатной платы.
Это был инновационный прорыв, который заменил оригинальный экранный резистор. Хайнц Бунгард, однако, был больше техник, чем трейдер, поэтому у него не было этого запатентованного метода. Давайте рассмотрим эти устройства и технологические процессы, которые представляют возможность создания собственного производства плат. Во-первых, следует отметить, что это не полная производственная линия, а разные отдельные производственные мощности, которые могут быть объединены друг с другом по мере необходимости.
Затем берем чистую губку и моем стеклотекстолит в теплой воде при помощи средства для мытья посуды. Я использовал Fairy, но должно подойти любое средство. Задача — смыть всю грязь и весь жир от рук. Использовать ацетон или его аналог для этого нельзя! Тереть жесткой стороной губки можно, но не сильно. Когда все смыли, вытираем стеклотекстолит о чистую тряпочку:
Хотя эти устройства относительно просты и намного дешевле, чем их промышленные варианты, результаты могут быть на удивление хорошими в зависимости от набора устройств и используемых процессов. Минимальное оборудование для изготовления односторонних и двухсторонних пластин с механически проколотыми отверстиями включает в себя комбинацию из 4 устройств.
Поскольку эта сборка не позволяет пленке изготавливаться в качестве подложки для производства, печатная пленка получается путем печати на прозрачном материале на лазерном или струйном принтере или ее необходимо получить у внешнего поставщика, имеющего фотоплоттер. Это позволяет производить доски размером около 10 м² за 8 часов, что не так мало.
Само собой разумеется, с этого момента чистую медь пальцами не трогаем.
На глаз отрезаем пленочного фоторезиста столько, чтобы им можно было закрыть всю медь. Остальной рулон побыстрее прячем обратно в упаковку и кладем в темное место, чтобы не засветить. Фоторезист с двух сторон покрыт пленкой. Если присмотреться, на внешней стороне рулона используется глянцевая пленка, а на внутренней слегка матовая. Подцепляем матовую пленку ногтями или пинцетом (глянцевую вам все равно на этом этапе вряд ли удастся подцепить) и приклеиваем фоторезист к меди, как показано на следующем фото:
Это основное оборудование может быть расширено в любое время дополнительным оборудованием, поэтому вы можете переключиться на более требовательные типы пластин. Положительный фоторезист сделан оригинальным, собственным методом для обеспечения хорошего результата после просвечивания, вызывания и кровоточивания меди.
На рисунке 1 показан пример небольшой пластинчатой упаковки. Рис. 1 Оригинальная панель для фотобарабанов. Он имеет в 2 раза большую рабочую зону и ручную или автоматическую смену инструмента. Эта дрель также может использоваться с дополнительным программным обеспечением для фрезерования печатных плат или для установки осциллирующего устройства, а также для прямого освещения фоторезистской доски.
Если вы решили использовать фоторезист, отличный от Ordyl Alpha, он может иметь другой цвет.
Отклеиваем где-то полсантиметра пленки, тщательно придавливаем и разглаживаем фоторезист, отклеиваем следующие пол сантиметра, и так до тех пор, пока не заклеим фоторезистом всю медь. Очень важно как следует приклеить фоторезист, без пузырьков воздуха, заломов, и так далее. От этого напрямую зависит качество будущей платы.
Далее кладем негатив на фоторезист. Напомню, в идеале следует класть его тонером вниз. Так будет меньше искажений при переносе рисунка. Сверху кладем кусок оргстекла (или стекло от книжной полки, или что вы решили использовать). Если не уверены в чистоте стекла, стоит предварительно с двух сторон протереть его влажной чистой тряпкой или салфеткой для очистки мониторов. По углам стекла кладем что-нибудь тяжелое. Я использовал блины от гантелей, но вы можете использовать книги или что-то еще. Закрываем все цифры на негативе чем-нибудь совершенно не прозрачным. Я использовал еще один кусок стеклотекстолита, но с тем же успехом подойдет блокнот или кусок фанеры. Надо всем этим хозяйством ставим лампу со вкрученной в нее УФ лампочкой.
В итоге получится такая конструкция:
Засекаем время. Сдвигаем стеклотекстолит, открыв тем самым цифру 20. Ждем ровно одну минуту. Снова сдвигаем стеклотекстолит. Теперь открыты цифры 20 и 19. И так далее открываем по одной цифре в минуту. В итоге каждая цифра будет экспонирована соответствующее ей количество минут. После экспонирования цифры 1 в течение одной минуты выключаем лампу.
По тому, какие цифры лучше всего перенесутся, мы выясним оптимальное время экспонирования. Время экспонирования зависит от используемых фоторезиста и УФ лампочки, высоты настольной лампы, и ряда других факторов, поэтому у всех оно разное. Само собой разумеется, при изготовлении будущих плат негатив ничем закрывать уже не придется. Нужно будет просто включать лампу на определенное количество минут.
Теперь подцепляем и отклеиваем вторую пленку фоторезиста. Подцепить ее будет проще, если ножницами обрезать фоторезист точно до размеров стеклотекстолита:
Заметьте, что на фоторезисте уже видны цифры. Это характерное свойство фоторезиста Ordyl Alpha. Очень удобно — можно сразу сказать, получилось или нет. Если вы используете другой фоторезист, на этом этапе он может быть все так же одного цвета.
Берем стеклянную или пластиковую посуду. Желательно чистую, а не ту, в которой вы травите медь хлорным железом. Наливаем теплой воды из под крана, разбавляем в ней одну чайную ложку кальцинированной соды. В получившийся раствор кладем заготовку, даем ей там полежать около минуты. Затем берем стеклотекстолит за торцы и аккуратно полощем в растворе до тех пор, пока не смоем все лишнее. Затем промываем заготовку под струей воды из под крана.
Результат:
Как видите, у меня оптимальное время экспонирования оказалось равным примерно 15 минутам. При изготовлении плат с очень тонкими дорожками лучше перестраховаться и экспонировать в течение 20 минут.
Затем травим плату в хлорном железе, как обычно. Для снятия фоторезиста используем ацетон или его аналог. Я лично пользуюсь средством под названием Degreaser 65. В итоге у меня получилось следующее:
Стоит отметить, что с ростом времени экспонирования фоторезист становится все труднее отмыть.
Остальные шаги, такие, как лужение и сверление отверстий, ничем не отличаются от уже рассмотренного ранее ЛУТ. Теперь, когда мы выяснили оптимальное время экспонирования, можно сделать и настоящую плату. Так, плату для я как раз делал при помощи пленочного фоторезиста.
Заключение
Рассмотрим плюсы метода. Главный плюс заключается в том, что можно спокойно использовать всякие TQFP44 (например, ATmega32U4) и не бояться, что все дорожки слипнутся из-за передержанного утюга. Можно использовать любой принтер, хоть лазерный, хоть струйный. Наконец, один негатив можно использовать неограниченное количество раз.
Основной же минус заключается в ограниченном сроке годности фоторезиста. Интернет-магазин доставил мне рулон, срок годности которого истекает через четыре месяца. Быть может, он будет превосходно справляться со своей задачей и по истечении этого срока, этого я пока не знаю. Но для покупки пленочного фоторезиста все же не лишено смысла дойти до оффлайн-магазина ногами. Ко всему этому стоит добавить, что для использования фоторезиста медь на стеклотекстолите не должна быть сильно окислена. Наконец, конкретно в EAGLE при экспорте платы в формат.ps кое-где дорожки могут получиться чуть короче или чуть длиннее. Плату вам EAGLE вряд ли запорет, а вот сделать ее немного другого размера может запросто. Нужно быть внимательным.
В целом, если вы хотите использовать какой-то один метод изготовления печатных плат в домашних условиях, я бы рекомендовал пленочный фоторезист. Это более универсальный метод, и субъективно он более приятен, чем ЛУТ. Учтите однако, что ФР несколько сложнее, и с первого раза может не получаться.
А какой метод предпочитаете вы — ЛУТ или ФР?