|
В радиолюбительской практике существуют несколько способов изготовления печатных плат. Самый, пожалуй, основной - метод "лазерного утюга"- был описан здесь, на сайте, весьма подробно. Существует еще начальная ступень - рисование цапон лаком непосредственно по фольге, и высшая - использование фоторезиста.
Из-за кажущейся сложности этого метода многие его избегают, но для меня он - как не парадоксально - оказался намного проще лазерного утюга. Основное приемущество фоторезиста - при отсутствии грубых ошибок гарантирован превосходный результат. Качество печати зависит исключительно от качества фотошаблона.
Минусы же этого метода - требует некоторых начальных вложений, минимального оборудования. Если, взвесив все за и против, вы все же решились этот метод осваивать, постараюсь рассказать все подробно, шаг за шагом.
Итак, сначала список того, что нам понадобится:
1) Фоторезист. Негативный, пленочный. Я использую именно такой (а не позитивный лак), потому что он менее капризен к концентрации проявителя или к засветке, наносится без характерного резкого запаха, дает приемлимое разрешение, не требует сушки. 2) Кальцинированная сода. Средство для смегчения воды, можно купить в любом хозяйственном магазине. Потребуется для проявки. 3) Ламинатор. Я купил свой за 800 рублей, размер самый оптимальный. Можно заменить утюгом, но это не самая лучшая замена.. 4) Лампа для засветки. Можно использовать энергосберегающую лампу типа "черный свет"(в идеале- две лампы), я же использую простой солярий для лица. Покупался он для использования по назначению, но для фоторезиста подошел идеально. 5) Необязательная химия: Санокс (щавеловая кислота) и средство для прочистки труб "крот"(NaOH). Соответсвенно для закрепления и для смывки фоторезиста. Можно заменить любой кислотой и щелочью. 6) Две пластинки из простого или оргстекла. Я использую пару фотопластинок. 7) Канцелярские зажимы для бумаги типа "прищепки". 8) Лак бесцветный автомобильный Motip Clear Varnish или же похожий по свойствам. Был открыт совсем недавно как средство для значительного уплотнения тонера. В идеале лучше взять очень редкое средство - Toner Density 9) Принтер для печати. Если используем струйный -все намного проще, печать получается как правило плотнее. Если используем лазерный - лучше брать принтер "пощедрей". 10) Калька или прозрачная пленка для печати. Я использую кальку. 11) Водостойкая наждачная бумага калибра 400 или 600. 11) Ванночки. Обычные, пищевые контейнеры. 12) Мягкая кисточка
Базовые инструменты:
Разорительный процесс проведен, едем дальше. Первым делом нам нужно изготовить
Фотошаблон.
От качества фотошаблона зависит качество будущей платы. Чем он плотнее - тем лучше. А принтер для печати фотошаблона лучше брать как можно более древний. Старые принтеры особо краску не жалели, а это то что нам нужно. При печати обязательно учитываем, что шаблон должен располагатся краской к заготовке. Это исключит паразитную засветку, даст четкий рисунок. Все настройки, как в случае с лазерным утюгом, необходимо поставить на максимум. После печати аккуратно наносим лак, с большого расстояния, по чуть чуть- чтобы тонер не потек. Потом сушим не меньше 6ти часов в теплом месте, чтобы шаблон не прилипал к стеклу и заготовке. Можно пойти по другому пути. Напечатав два одинаковых шаблона, аккуратно их совмещаем, фиксируя канцелярскими прищепками. После проверки точности совмещения фиксируем шаблоны по углам клеем. При печати на лазерном принтере стоит учитывать, что лазер дает достаточно сильные искажения по горизонтали. Чтобы их избежать, печатаем все копии по вертикали в ряд. Искажения никуда не уходят, но одинаковы для всех копий. Качество полученного фотошаблона можно проверить на просвет:
С шаблоном на рисунке справа ничего путного не выйдет. Шаблон слева обработан лаком, что и позволило получить нужную плотность. После того как шаблон для одной стороны изготовлен, совмещаем его по переходным отверстиям с шаблоном второй стороны и клеим на манер книжки:
Здесь видно, что отверстия справа слегка "уплыли" в сторону, отверстия слева совмещены правильно:
Получившуюся "книжку" лучше всего вложить в книжку бумажную, побольше, и отложить пока в сторонку.
Подготовка платы и нанесение фоторезиста.
Первым делом моем руки. Платку зачищаю под проточной водой, тщательно, до металлического блеска. Вода не позволяет наждачке забиватся, делает процесс "чистым". Обезжиривать после не нужно, достаточно протереть чистой бумажной салфеткой и проверить на отсуствие пыли. Настает ответственный момент. Опыт работы с самоклеющейся пленкой здесь очень пригодится, ведь свежий фоторезист клеится не хуже. Поэтому я предпочитаю использовать "лежалый" фоторезист, идеальный срок со дня изготовления - 5-8 месяцев. Включаем ламинатор. Пока он прогревается, необходимо организовать освещение. Солнечных лучей, а так же прямого света от лампы быть не должно. Использую настольную лампу, направленную в потолок, с 60 ваттной лампой накаливания. Лишний раз моем руки. Отрезаем нужный, по размеру платы, кусочек с небольшим запасом. Ножом, аккуратно с одного краю подцепляем матовую пленку, загибаем пленку в сторону и пробуем приклеить к плате. Если клеится, аккуратно разглаживаем край, постепенно продвигаясь дальше, и второй рукой снимая пленку. Не спешим, времени у нас навалом и бояться что фоторезист засветится не нужно. Проверяем на отсутствие пузырей, и подсовываем в пасть ламинатору. Фоторезист не клеится к плате? Это даже лучше. Смело снимаем всю пленку, подсовываем в ламинатор, следя чтобы край платы, заходящей в щель был немножко освобожден. Это поможет избежать заломов на поверхности. Как только платка выйдет с другой стороны, бегло осматриваем на наличие заломов и пузырей и снова прогоняем. Кашу маслом не испортишь, как не испортишь заготовку ламинатором. Обычно прогоняю раза 3-4, чтобы уж наверняка. Ждем пока плата полностью остынет и наносим фоторезист на вторую сторону. Если ламинатора нет, можно воспользоватся утюгом. Приглаживаем через два листа простой бумаги с сильным нажимом, режим между "единичкой" и "двойкой". С заготовкой пока все. Дальше по плану
Вычисление времени экспонирования
Можно использовать практически любой источник ультрафиолета. Солнечный свет, бактерицидные лампы, лампа ДРЛ с разбитой колбой, или как в моем случае - солярий. В моем случае время экспонирования - 1.5 минуты, но вам эта информация совершенно бесполезна. Необходимо вычислить время экспонирования для своих условий и источника света. Как это делается.. Необходимо нанести на тонкую и длинную полоску текстолита фоторезист. Изготовить шаблон с рисунком дорожек оптимальной толщины, которую вы хотите в последствиии получать. Можно еще набросать текст по всей длинне полоски. После этого проходим по пунктам ниже, но с одним ньюансом: при засветке кладем весь бутеброд под плотную черную бумагу, и каждые 10 секунд смещаем бумагу в сторону на 10-15 миллиметров, открывая новые участки. Получается экспозиционная "лесенка" - полосы с разным временем экспозиции. После этого проходим все этапы до конца, и смотрим на результат. Полоса с идеальным результатом - ваше время для экспозиции.
Экспонирование (засветка)
Теперь нашу заготовку необходимо засветить. Время засветки мы вычислили пунктом выше, расскажу подробнее про сам процесс. Текстолит, покрытый фоторезистом, вкладываем в нашу "книжку" фотошаблона, вкладываем между стеклянными пластинками, и, придерживая плату, слегка подтягиваем шаблон. Делается это для лучшего совмещения переходных отверстий. После зажимаем пластинки парой канцелярских прищепок с каждой стороны. Получается примерно так:
Ставим рядом часы с секундной стрелкой и включаем засветку. По окончанию времени засвечиваем вторую сторону. Важный момент! Если вы уже работаете со стеклянными пластинками, не нужно их менять на оргстекло. Через силикатное стекло ультрафиолет проходит намного хуже чем через оргстекло, настолько, что это собьет ваше время экспонирования и придется повторять пункт выше еще раз. Но, собственно, ювилирной точности в засветке не требуется. Плюс-минус десяток секунд погоды не сделает. После засветки можно увидеть дорожки на отсвет, в потемках потемнение фоторезиста не различимо, зато виден рельеф будущих дорожек. Окончательно убедится в том, что все получилось поможет
Проявка. Эту процедуру лучше всего проводить в ванне. Будет много воды. В ванночку вливаем примерно 3 стакана ХОЛОДНОЙ воды, добавляем столовую ложку с небольшой горкой кальцинированной соды. Тщательно размешиваем. Бутыль с Санокс-ом держим под рукой. Опускаем платку в ванночку, кисточкой без нажима но с усердием водим по дорожкам. Переодически взбалтываем раствор и переворачиваем платку для процедуры на обратной стороне. Особое внимание уделяем отверстиям в переходных площадках, надписям, тонким - до 0.2мм - дорожкам и таким же между ними расстояниям. Чем чаще раствор будет в движении и чем тщательнее мы прошлись по дорожкам, тем качественнее будет проявка. Проявку можно считать законченной, когда обнажится металл и сойдет самая тонкая синеватая пленка фоторезиста. Буквально сразу видим следующее:
Примерное время проявки - 5 минут, процедуру эту затягивать нельзя. После проявки ополаскиваем плату ХОЛОДНОЙ(!) водой, и заливаем саноксом. Избегайте попадания в глаза и на травмированные участки рук! Долгий контакт с этим волшебным средством не желателен. Дав саноксу немного впитатся и прореагировать с остатками соды, смываем его большим количеством воды (уже не важно какой). Признак хорошо отмытой платы - скрипящая от пальцев поверхность. На этом все, оставляем платку сушится. Получившееся покрытие должно быть ровным, особенно по краям дорожек и возле отверстий. Загибающиеся вверх края дорожек и отверстий говорит о слишком долгой проявке, недостаточной засветке. Так бывает при использовании старого фоторезиста и игнорировании средства "санокс". Готовая платка выглядит примерно так:
Далее - стандартный метод - хлорное железо, медный купорос с солью, электролит с батарейками, кипящая серная+азотная кислота - в общем, кому как нравится. Единственная рекомендация при травлении двухсторонних плат: желательно держать их вертикально. Найдите плоскую и широкую емкость (например бутылка из под шампуня) и - обязательно - подвешивайте платку при травлении. Если край лежит на дне - травится как правило в два раза медленней. После травления и перед лужением смываем фоторезист при помощи средства "крот", или оставив её на часик в ванночке с раствовом кальц. соды. Полимерная пленка фоторизиста настолько прочна что её не возможно содрать обычными методами. Это, кстати, признак правильного и качественного техпроцесса.
| 
