Печатная плата с паяльной маской – самостоятельно

На сегодняшний день радиолюбители используют 2 основных способа изготовления печатных плат: ЛУТ (лазерно - утюжная технология) и фотолитографию - использование различных видов фоторезиста. Остальные работают по-старинке: лак, маркер, скотч и т.д. - оставим это для мазохистов. Во всех случаях встает вопрос защиты дорожек от окисления, коротких замыканий и прочих напастей.

В качестве решения зачастую любителями используется лужение проводников, из чего вытекают следующие недостатки: кустарный вид полученной платы, иногда - перегрев и отслаивание печатных проводников при лужении, опасность образования тонких перемычек из припоя, повышенная ёмкость между соседними дорожками. Решение всех вышеозначенных проблем - паяльная маска.
После изучения информации о промышленных способах ее нанесения, как современных - жидкие паяльные маски, так и ушедших в прошлое - плёночных масках, возникла идея нанесения маски в домашних условиях с помощью фоторезиста.

После N-го количества различных неудачных попыток, ошибок - я пришел к стабильному качественному результату. Рассмотрим технологию на наиболее сложном примере - двусторонней печатной плате.

Технология довольно трудоёмка и занимает приличное количество времени, особенно при отсутствии опыта, но результат с лихвой окупает эти затраты.

Для процесса понадобятся:

1) Плёночный фоторезист (желательно от нижегородского завода «Репер», у него самое высокое разрешение, низкая цена и проверенные свойства - я использовал ф/р марки «ПНФ-ВЩ»);

2) Ламинатор, пусть даже самый недорогой. В крайнем случае - просто утюг;

3) Лазерный или струйный принтер для печати фотошаблонов;

4) Ультрафиолетовая лампа с длиной волны примерно 365 нм (с чёрной колбой). Дело в том, что на 365 нм приходится пик чувствительности указанного фоторезиста;

5) Кальцинированная сода - проявитель фоторезиста, продается за копейки в любом хозяйственном магазине;

6) Обычный этиловый спирт, для снятия засвеченного фоторезиста;

7) Пакетики с замками, достаточного размера, чтобы разместить в них плату;

8) Листы стекла, о размерах которых будет рассказано ниже;

9) Металлическая линейка или штангенциркуль;

10) Канцелярский нож, чем острее - тем лучше;

11) Булавки - 4 шт;

12) Металлические канцелярские зажимы, позволяющие зажать предметы толщиной до 1 см.

Процесс изготовления начинается с печати фотошаблонов, причём одну из сторон надо печатать зеркально, для того, чтобы к обеим сторонам платы шаблоны прилегали чернилами - так получается более чёткий рисунок. Для начала лучше потренироваться на обычной бумаге.

Плёнки бывают разные, есть универсальные, а есть рассчитанные только на один вид печати - лазерную или струйную. Больше всего мне понравились плёнки «Folex», у их «струйных» и «универсальных» пленок очень мелкое зерно, малые деформации при лазерной печати. Плёнка для струйной печати «Lomond» оставила плохое впечатление: крупное зерно и как следствие - низкая чёткость краёв.

Внимание! Вышеуказанный фоторезист негативный, то есть затвердевают и не смываются засвеченные участки, следовательно при печати шаблона надо сделать его негатив! (Дорожки должны быть прозрачными).

При печати на лазерном принтере происходит деформация пленки, обусловленная температурными воздействиями и ошибками линейной развёртки, потому зачастую необходимо делать калибровку - для начала нарисовать и вывести на печать обычную линейку, затем штангенциркулем или металлической линейкой измерить ее фактическую длину, внести соответствующие поправки на деформацию. Программы SprintLayout и DipTrace, начиная с версии 2.1. (Ветка по DipTrace , Ветка по Sprint layout) поддерживают данную опцию. В любом случае, лучше проверить свой принтер на предмет искажения размеров. К тому же при использовании лазерной печати возможно понадобится оптическое уплотнение тонера специальным спреем «Density Toner», говорят, что еще помогает держание шаблона над парами ацетона.

У меня струйный принтер «Epson R270», чернила неоригинальные - «InkTec», тут столкнулся с весьма тяжёлыми граблями - у этих «водяных» чернил оказалась маслянистая основа, в результате чего некоторая часть чернил, которая почему-либо осталась не закреплена покрытием плёнки, не высыхает до конца и при касании чего-либо, это "что-либо" пачкает. При повторной протяжке загрязняет механизмы принтера и те в свою очередь оставляют следы на ненапечатанной части плёнки (До этого был «Epson R220» с чернилами «Profiline» - подобные проблемы отсутствовали). Решение было найдено - сначала подсушить шаблон феном в течении нескольких минут, затем посыпать мелким порошком, у меня прижилась для этой цели финишная шпаклёвка «Vetonit». Можно попробовать детскую присыпку. Порошок нужно легко втереть пальцем в рисунок, затем лишнее стряхнуть, затем удалить лишнее мягкой тряпочкой. После этого шаблон готов к дальнейшим действиям.

Рисунок 1 - Закрепление чернил

Следующий этап - совмещение и скрепление фотошаблонов. Для этого необходима ровная и не очень жёсткая поверхность: картон или десяток листов бумаги.

Фотошаблоны совмещаются в соответствии с рисунком 2 - напечатанными сторонами вовнутрь, друг к другу. Затем, как можно точнее к перпендикулярному к плоскости положению прокалываются 4-мя булавками.

Рисунок 2 - Совмещение фотошаблонов

Это позволит в дальнейшем точно совместить стороны при помещении между шаблонами заготовки платы и не допустить смещения относительно друг друга осей сквозных выводов.

Рисунок 3 - Схема совмещения сторон фотошаблонов

Как видно из рисунков 2 и 3 - необходимы два стекла, накрывающие с запасом в несколько миллиметров заготовку, но уже, чем расстояния между булавками, чтобы можно было корректировать положение шаблонов относительно друг друга. Толщина стёкол должна быть не менее 2,5 мм, иначе возможны прогибы и неплотное прилегание фотошаблонов. Пленка в местах проколов при сборке всего в единое целое, должна быть раздвинута на толщину, равную или немного большую, чем толщина заготовки.

Таких обрезков стекла я набрал целую коробку бесплатно в ближайшей стекольной мастерской, отдали с удовольствием. Так же нужно иметь стеклорез для точной подгонки размеров.

ВАЖНО! Техника безопасности: Работайте в очках, в перчатках или толстой тряпкой, не поленитесь затупить края стекол мелкой шкуркой под струей воды, так потом не порежетесь и не надышитесь вредной стеклянной пылью.

Всё! Теперь нужно подготовить текстолит, самый ответственный этап - обезжиривание, здесь очередные грабли не меньшего калибра: по идее, это можно сделать бензином/спиртом/ацетоном, но мне так и не удалось достать ничего из перечисленного без «левых» примесей - всегда оставались следы после обработки, и фоторезист никак не хотел прилипать так, как должен. Помогло следующее - моем руки со стиральным порошком (лучший эффект дал «Tide»), дабы обезжирить, берём мелкую шкурку, смачиваем водой её и заготовку, посыпаем мокрый текстолит тем же порошком и зачищаем (без фанатизма - медь не продерите) до блеска, смываем под струей горячей воды (хоть руки и вымыты, всё равно касаться подготовленной меди нельзя - держим заготовку за края). По окончании процесса заготовка протирается насухо, предварительно выстиранной х/б тряпкой. К поверхности, подготовленной таким образом, фоторезист приклеивается так, как нужно.

Затем нужно заламинировать заготовку платы фоторезистом, в моём случае он покрыт с разных сторон двумя плёнками - лавсановой (гладкой и блестящей) с одной стороны, и полиэтиленовой матовой с другой. Согласно инструкции производителя нужно снять полиэтиленовую плёнку, лавсановую оставить - она служит для защиты от кислорода воздуха, без неё фоторезист не будет полимеризоваться. Кусок фоторезиста вырезается с запасом, чтобы перекрыть заготовку с каждой стороны минимум на 2 см. Затем текстолит кладется на лист бумаги, накрывается фоторезистом и отправляется в ламинатор. Как только ламинатор захватит текстолит - свободный край фоторезиста надо слегка приподнять, при этом избегать натяжения, иначе возможны складки и перекосы. Это необходимо для исключения образования пузырьков воздуха, ну и разумеется, перед тем, как сунуть в ламинатор - убедиться в отсутствии пыли на поверхности заготовки.

В том случае, если каким-то образом Вы все же умудрились сделать пузырёк воздуха, то его можно попробовать проколоть иголкой, и снова пропустить через ламинатор.

После первого прохода необходимо канцелярским ножом обрезать лишний фоторезист по краям заготовки, причём надо кончиком ножа проколоть плёнку в середине, и двигаться к углам платы - так защитная пленка не будет сдираться. После обрезки аналогично заламинировать вторую сторону.

Как только обе стороны заламинированы, нужно все это пропустить через ламинатор еще пару-тройку раз, чтобы хорошо прогреть текстолит и намертво прикатать фоторезист. В случае же с утюгом - результат гораздо сильнее зависит от степени кривизны лап, но нет ничего невозможного . Главное - не перегреть, температура не должна превышать 150 °С.

Теперь можно и экспонировать. Собираем весь бутерброд, как показано на рисунке 2, выравниваем булавками положение фотошаблонов, зажимаем всё это между стеклами и скрепляем зажимами, в качестве которых отлично подойдут металлические канцелярские, которых у меня, к сожалению, на тот момент не было, потому воспользовался прищепками.

Главное, чтобы эта вся конструкция была надежна, стекла не смещались, иначе придётся все переделывать заново, начиная с этапа подготовки текстолита. Я применил 8W УФ-лампу «Vito». При расстоянии от лампы до платы 15 см требуемое время экспонирования фоторезиста около 2 мин.

Рисунок 4 - Процесс экспонирования

Если экспонирование прошло удачно, то сразу же разбираем бутерброд, удаляем защитную плёнку - так наша заготовка перестанет бояться света. Можно проявлять, для этого необходимо заранее приготовить (1-2) % раствор кальцинированной соды ((10-20) г на 1 л воды), температура значения не имеет.

Для ускорения процесса проявки - так меньше вероятность повредить тонкие проводники, мною была использована косметическая губка (в сухом состоянии она жёсткая, но при размачивании становится очень мягкой), подобная той, которая изображена на рисунке 5 - она эффективно смывает фоторезист и не повреждает дорожки. При проявке необходимо уделить особое внимание тонким зазорам и отверстиям в контактных площадках. Не делайте зазоры уже 0,25 мм без особой на то необходимости.

Рисунок 5 - Процесс проявки

Как только всё, что нужно, смоется, заготовку необходимо промокнуть х/б тканью и не промывая в чистой воде, дать просохнуть при комнатной температуре минимум полчаса, чтобы размягчённый содовым раствором фоторезист просох и затвердел. Если сразу начать травить, то возможно отслоение тонких дорожек. Хотя, возможно это происходит из-за того, что моему фоторезисту уже 2,5 года и его гарантийный срок хранения давно истёк.

Травление:

Обычно я сначала окунаю плату в раствор для травления секунд на 30, вынимаю, прополаскиваю в воде и смотрю: нет ли где несмытых участков фоторезиста или повреждений рисунка. В первом случае вам поможет иголка, во втором, если повреждения мелкие (обычно обходится без них) - лак для ногтей.

После травления фоторезист смывать пока не нужно, он ещё понадобится.

Важный момент : ещё на этапе проектирования платы все отверстия следует сделать диаметром (0,5-0,6) мм - это оптимальное значение, выявленное в результате проб и ошибок. Для чего это нужно: такое отверстие в меди и фоторезисте позволяет обойтись без накернивания, сверло само центруется. Сверлим отверстия.

В результате сверления, в местах выхода сверла образуются заусенцы, тут-то и помогает несмытый фоторезист! - зачищаем заусенцы мелкой шкуркой под струей воды, при этом прочная плёнка фоторезиста защищает дорожки. Как только кое-где начинает проступать медь - процесс шлифовки заусенцев можно считать оконченным (при изготовлении данной платы я забыл про этот этап, смыл фоторезист до сверления и пришлось потом немало повозиться.

Смывка фоторезиста:

Производитель рекомендует использовать каустическую соду или 10 % раствор нашатыря, но каустик, т.е. NaOH - едкий натр, опасное (сильнодействующая щёлочь) и сложно доставаемое вещество, нашатырь - как минимум неприятное, к тому же здорово окисляет медь, между тем фоторезист успешно смывается спиртом или ацетоном. Ацетон так же был забракован - эффективность намного ниже, чем у спирта и тоже окисляет медь. Спирт - вещество ценное , потому здесь я для экономии применил пакетик с замком - в него кладется наша многострадальная заготовка, заливается всего несколько миллилитров спирта - лишь бы хватило на смачивание всей поверхности, всё это необходимо пальцами разгладить так, чтобы спирт смочил всю поверхность платы. Теперь можно сходить попить чаю - по возвращении весь фоторезист отпадёт и медь будет в отличном состоянии.

Рисунок 6 - Смывка фоторезиста

Совет: по окончании процесса необходимо вынуть плату из пакетика и как можно быстрее поместить под струю воды, тогда будут начисто смыты все остатки фоторезиста, если же дать спирту испариться (а делает он это весьма быстро) - потом замучаетесь отдирать - снова потребуется отмачивать в спирте.

Теперь не забудьте ещё раз осмотреть плату на предмет непротравленных участков и «прозвонить» на отсутствие коротких замыканий. Это является залогом надёжной работы устройства, к тому же потом уйдёт куда больше времени и сил, если какая-нибудь многовыводная микросхема выйдет из строя лишь потому, что кое-кто поленился досконально проверить плату.

Теперь осталось только нанести паяльную маску, в качестве шаблона для неё используется изображение на плёнке одних лишь выводов, без отверстий. Обычно это можно задать в опциях печати. Почти все программы для разработки печатных плат имеют возможность вывести на печать паяльную маску сразу, но тут имеется особенность - маска идет с отступом от краев контактных площадок, что при малом расстоянии между выводами может привести к отсутствию разделения их маской. Лучше просто напечатать одни выводы - так выходит куда более качественная маска.

Весь процесс повторяется - обезжиривание (только уже без шкурки, одним порошком), ламинирование, засветка каждой стороны - причём уже не надо делать бутерброд - достаточно наложить фотошаблон маски и прижать стеклом. Снова проявка, сушка и получается вот это:

Рисунок 7 - Готовая к лужению плата

Всё! Можно лудить. Подсушенный фоторезист стоек к температуре паяльника, хотя я и использую припои с низкой температурой плавления (145 °С). Так же следует применять жидкие флюсы без канифоли, которая оставляет практически несмываемые следы, к тому же маска боится спирта. Я применял флюс «Для пайки алюминия». Алюминий он, конечно же, не позволяет залудить, зато медь - на ура, не портит вид платы и легко смывается водой всё с тем же стиральным порошком.

Забудьте про жидкие фоторезисты!
Две минуты на закатку!
Две минуты на экспонирование!
Три минуты на проявку!

И все!

Никакой вони, никакой сушки, грязных рук и забрызганной стены.
Две чайных ложки кальцинированной соды на литр тёплой воды! И никакой химии!

Надо учесть, что фоторезист НЕГАТИВНЫЙ - что засветилось, то и осталось.

А теперь технология.

1. Подготовка поверхности.

Подготавливаем, как обычно, поверхность платы (шкурим, обезжириваем, сушим).

Если фольгированный материал не был закопан в огороде, достаточно обезжирить его с помощью

спирта, ацетона либо кухонной химии

2. Нанесение фоторезиста.

Берем чуть больший, чем плата кусок фоторезиста, снимаем нижнюю защитную полиэтиленовую пленку (жирная на ощупь и очень тонкая) и приглаживаем рукой к поверхности. СЛЕДИМ ЗА ОТСУТСТВИЕМ ПЫЛИ И ВОРСИНОК! Кладем на ровную поверхность, прикрываем сверху листом бумаги, желательно глянцевой, чтобы лучше скользил утюг. Утюг греем до 95 - 100 градусов. Лучше проверить работу регулятора термометром. С небольшим нажимом проводим утюгом в любом одном направлении. НЕ КРУТИТЬ УТЮГОМ.

Идеальный вариант - прикатка сначала холодным ламинатором, а затем 90-120 градусов при скорости 1-3 м/мин. От защитного слоя освобождается полоса 1-2 см по краю, прикладывается к фольге, притирается пальцами. Проверяется закрывание платы остальной частью фоторезиста. Затем,захватив пальцами отделённый край защитной плёнки, пакет отправляется в ламинатор. Защитная плёнка тянется вверх, освобождая фоторезист, одновременно с движением ламинатора. Фоторезист прокатывается с перегибом через край корпуса ламинатора и ложится идеально. Проверив полученный результат, прикатанный фоторезист обрезается в размер платы и прокатывается ещё пару тройку раз на горячую в разных направлениях. Перегревать ламинатор не следует, если нет терморегулятора- можно отключат нагрев раньше, до выхода на рабочий режим.

3. Экспонирование

Прикладываем наш фотошаблон печатной стороной к фоторезисту. Экспонируем через НЕГАТИВНЫЙ фотошаблон 1-3 минуты при мощности 36 ватт -четыре чёрных трубки OSRAM по 9Вт (380 - 410 нм длина волны излучения). Время экспонирования лучше всего подобрать с помощью фотопробы. При расстоянии до ламп 150мм время экспозиции у меня получилось-1 мин.15 сек. После экспонирования, становится виден рисунок проводников. Освоив производство плат, можно и таймер сваять под этот процесс- очень удобно!

4. Проявление

В слегка тёплой воде растворяем1-2 чайных ложки кальцинированной соды. Снимаем слой защитной лавсановой плёнки (тонкая шуршащая) и кладём в раствор. Незасвеченные места набухают, смываем под струйкой холодной воды, протирая пальцем или кусочком поролона. Повторяем процесс, пока лишний фоторезист не смоется, перестав мылится. Процесс следует тщательно контролировать, т.к. малейшие не смытые остатки фоторезиста, а так же его клеевого подслоя дадут непротравы на фольге. Замечательно процесс проявления проходит в растворе стирального порошка 3-4 чайных ложки на пол-литра воды. Передержать в таком растворе фоторезист практически невозможно, проявляет очень мягко, заодно и пальцы отмывает...

5. Травление

По вкусу. Лично я травлю персульфатом, т.к. от хлорного железа супруга моя сильно нервничает!

6. Снятие

10%-20% раствором NaOH, либо "Крота" (заодно и трубы почистит) в течении нескольких минут.

Не растворяется ацетоном, спиртом и другими органическими растворителями. Держит температуру примерно до 200 градусов - конечно не защитная маска, но все таки лучше чем ничего. После снятия фоторезиста плату можно облудить. Способов много!

Метод фоторезиста – один из способов изготовления печатных плат в домашних условиях.

Плюсы данного метода:

• Технологичность. Результат будет зависеть от качества материалов, концентрации растворов и времени экспонирования, а не от ловкости рук, как например, в методе ЛУТ.
• Большая разрешающая способность (теоретически).
• Маска получается сплошной.

Материалы для печатных плат:

• Сода кальцинированная;
• Гидроксид калия или натрия (если нет в наличии, можно использовать жидкость для прочистки труб «Крот»);
• Ламинатор;
• Дистиллированная вода;
• Сухой пленочный фоторезист ПФ-ВЩ;
• Пленка для печати на принтере (тип пленки, зависит от вида принтера, струйный или лазерный);
• Лампа черного света.

Раскраиваем стеклотекстолит (заусенцы нужно обточить). Далее обезжириваем поверхность с помощью чистящего средства «Comet». Если поверхность будет плохо обезжирена, то после проявки фоторезист облетит. Проверить хорошо ли вы обезжирили поверхность можно так, капните небольшое количество воды, если на поверхности нет жира, то вода будет образовывать тонкую пленку, а не скатываться в шарики.

Фоторезист имеет три слоя:

1. Лавсановая пленка
2. Фоторезист
3. Полиэтиленовая пленка

Снимаем полиэтиленовую пленку и накладываем фоторезист на текстолит (полиэтиленовая пленка тянется, а лавсановая – нет).

Зажимаем между двумя листами бумаги, пленку с текстолитом и отправляем в ламинатор.
Если вы задумали использовать утюг, знайте – ни к чему хорошему не приведет. Фоторезист пузырится и облетает в местах перегрева.

Распечатываем на пленке шаблон. Так как фоторезист негативный, при проявке исчезнут незасвеченные области. Важно чтобы шаблон получился для печатной платы своими руками, максимально плотным. Для этого поэкспериментируйте с настройками печати. Если шаблон все равно получился рыхлым, то при экспонировании можно совместить два шаблона.

Экспонирование

Необходимо создать конструкцию как на фото, чтобы расстояние от лампы до платы было стабильным, от этого зависит качество результата. Далее прижимаем шаблон оргстеклом к текстолиту и включаем освещение ультрафиолетовой лампой.
Время экспозиции (примерно):
— Для однослойного шаблона 90 – 105 сек.
— Для двухслойного 135 – 150 сек.

После воздействия светом, плату необходимо перенести в темное место на 5 – 10 мин. Если этого не сделать, то во время проявления в кальцинированной соде, тонкие дорожки могут отойти.

Незасвеченный фоторезист в растворе набухает и растворяется. Можно аккуратно потирать плату кисточкой, чтобы помочь процессу.
При проявке засвеченные участки могут стать матовыми, похожими на кожуру апельсина – значит время засветки необходимо увеличить. Как засвеченная поверхность станет глянцевой, а незасвеченные растворятся, значит пора вытаскивать плату из раствора. Если дать плате слишком долго лежать в растворе, то начнут отслаиваться и засвеченные участки.

Домашнее изготовление печатной платы. Получившаяся маска для травления.

Готовим раствор хлорного железа на дистиллированной воде. Далее, разогреваем получившейся раствор, в микроволновке до 60 – 90°C. Стравливание меди длится в течении нескольких минут, если покачивать емкость.

Самодельная вытравленная печатная плата

Ополаскиваем (не замачиваем) в концентрированном растворе щелочи, для удаления маски.

После на несколько минут, замочим плату в горячей воде. Маска при этом набухнет и отслоится сама.

Печатная плата, изготовленная методом фоторезист.

По материалам сайта: licrym.org

Качество любого самодельного электронного устройства очень сильно зависит от того, как качественно оно
было изготовлено (да уж – полезная фраза, это же и так ясно! Ну, это да…. Но мне надо же с чего-то
начать? ).
Большую роль в этом играет печатная плата (это если у вас не слишком простенькая конструкция которую
можно и
объемным монтажом сделать). Чем сложнее устройство, тем сложнее рисунок печатной платы, и тем
качественнее
она должна быть изготовлена. Об одном из способом изготовления печатной платы своими руками речь
и пойдет.

Предисловие

Все материалы применяемые в данной статье можно купить в нашем магазине

Существует несколько способов изготовления печатной платы в домашних условиях . На самом начале (это еще когда на электронщика в училище учился) я дорожки рисовал лаком для ногтей (получались очень зверские печатные платы), потом пробовал водоустойчивый маркер (уже лучше). Но только когда я освоил лазерно-утюжную технологию (ЛУТ) (а это относительно недавно произошло) я наконец-то смог получить то качество плат, которое радовало глаз. Ведь я изготавливаю электронные поделки чисто ради самого процесса. Ну хобби у меня такое. А какой интерес паять что-то на страшной печатной плате? Но через пару лет меня и эта технология перестала устраивать. Хотя достоинств у ЛУТа много:

• быстрота (при наличии принтера – от распечатки до начала пайки у меня получалось добиться около 10 минут);
• простота (хотя за эту простоту придется заплатить добрым десятком неудачных дублей в самом начале использования этой технологии. Т.е. нужно «набить руку».)
• хорошая повторяемость. (у меня получалось около 90% всех попыток. Первый десяток в статистику я не включал!).

При помощи лазерно-утюжной технологии – можно было даже наносить надписи, чего я и делал в некоторых случаях.
Но ЛУТ давал точность не более 0.3 мм. Это практический потолок. Я пытался сделать дорожки тоньше, и у меня получалось, хотя при этом процент брака весьма сильно возрастал. В общем, я и так затянул предисловие к статье, поэтому перейдем к, собственно паяльной маске.

Что такое паяльная маска?

FSR8000 - двухкомпонентный чувствительный к ультрафиолетовому излучению состав. Имеет три состояния.
1. «Сырое состояние» . После того, как два компонента были смешаны. В этом виде он может быть смыт либо ацетоном либо раствором кальцинированной соды.
2) «Отвердевшее состояние» .
2а) Незасвеченная ультрафиолетом. Растворяется ацетоном и раствором кальцинированной соды.
2б) После засветки ультрафиолетом маска получает стойкость к раствору кальцинированной соды, но все еще может быть смыта ацетоном.
3) «Запечённое состояние» . Получается после нагревания до 160 градусов с последующей выдержкой в течении нескольких десятков минут. Не растворяется ацетоном, обладает большой механической стойкостью.
Говоря простым языком: маска – это защитный слой, который часто можно наблюдать на печатных платах заводского изготовления. Очень часто зеленого цвета. В этой статье пойдет речь о нестандартном применении этой маски в качестве фоторезиста.
Для этого нужно воспользоваться первыми двумя состояниями, т.е. при помощи засветки и последующей проявки получить на текстолите рисунок проводников. А после травления этот рисунок смыть ацетоном.
Потом маску можно использовать по назначению, покрыв маской область всей платы, кроме контактных площадок, предназначенных для запайки деталей. Потом перевести маску в третье состояние. А теперь о том же, но детально и из фотографиями.

Список того, что нужно для технологического процесса изготовления печатных плат

1. - FSR8000 (Купить можно в нашем магазине)
2. Термостат. Несмотря на грозное название, можно использовать обычный утюг с возможностью регулировки температуры. Еще нужен термометр (до 160 градусов), чтобы запомнить положения регулятора при 70 градусах и 160 градусах. После этого термометр по сути уже будет не нужен.
3. . Можно просто использовать обычную энергосберегающую лампу с холодным светом. Просто время засветки будет очень долгое. Зато безопасно.
4. Рамка с сеткой. Рамка с натянутой сеткой.). для маски и можно приобрести на нашем сайте, также советуем прочитать статью
5. Фотошаблон с рисунком платы и размещением контактных площадок. для фотошаблона,
6. Инсулиновые шприцы. Нужны для того, чтобы точно смешать компоненты маски.
7. Зубочистки . Для размешивания компонент маски.
8. Для равномерного нанесения маски на текстолит нам нужен: , кредитка, кусок пенопласта . Я использую кредитку (уже ненужную, конечно же).
9. Для проявки нам нужна кальцинирования сода . Ищите рядом со стиральными порошками в магазинах.
10. Ацетон . Чтобы смыть маску после травления.
11. Емкость для проявки (любая пластмассовая посуда)

Технологический процесс изготовления печатной платы в домашних условиях

Фотошаблон () . Его можно сделать в типографии, в которой есть оборудование для фотонаборных пленок. Часто эта услуга не афишируется типографиями, так как является чисто внутренней. Но, как правило, они без проблем соглашаются вывести ваши рисунки платок на фотонаборную пленку. Формат файла, размеры рисунков нужно обязательно уточнить в конкретной типографии.
Для получения рисунка платы, шаблон должен быть инвертированный (белые дорожки на черном фоне). Для защитной маски – прямой (черные кружочки на белом фоне). Фоторезист Ordyl Alpha 340

На фотографиях показан сам фотошаблон. Одна сторона кажется рельефной, другая – должна быть глянцевая и гладкая.
Важно не перепутать стороны – фотослой на той стороне, где рельеф.

Деревянная рамка (из бальзы, склеенная низковязким суперклеем!) с натянутым детским бантом.

Выпиливаем заготовку из текстолита. Даем некоторый запас по бокам.

Очищаем поверхность шкуркой. Не нужно сильно стараться, достаточно снять грязь. Маска обладает очень хорошей адгезией.

На фотографии очищенный текстолит. Металлическую стружку необходимо смыть водой.

Утюг с термометром.Не обязательно вот так всегда контролировать процесс. Сейчас я знаю положение регулятора
для 60-80 градусов, и устанавливая его в это положение, уверен в том, что получаю нужную температуру.
Осторожно, температура утюга должна быть не выше 100!

Набираем в маленькие шприцы компоненты маски.

Все, что нужно для работы
- компоненты маски в шприцах
- рамка
- фотошаблон
- зубочистки
- Ракельная резина


Выдавливаем на текстолит нужное количество реактивов.
Для такой платки это 3 мл маски (зеленый компонент) и 1 часть отвердителя (белый компонент). Т.е. пропорция должна быть 3 к 1
.

Размешиваем зубочисткой. Стараемся хорошо размешать, так как от качества размешивания многое зависит.

Смешанная однородная маска

Придавливаем сеткой сверху. Вот тут, пожалуй, стоит сказать, о том, что в некоторых случаях (особенно тогда,
когда маска уже с просроченным сроком хранения) смешивать лучше большие порции, сразу для нескольких
платок. Потом наложить на платку рамку с сеткой, и сверху на сетку уже нанести необходимое количество смешанной
маски. Тогда сетка не даст плотным (загустевшим) комкам маски попасть на текстолит, тем самым испортив
всю картину.

Распределяем маску по текстолиту. Смысл в том, чтобы маска осталась только в ячейках сетки. Тогда при снятии
сетки – мы получим равномерно распределенную маску. Поэтому куском ракельной резины (либо кредиткой)
стараемся убрать с поверхности сетки излишки маски. Без фанатизма! Не порвите сетку

Результат

Аккуратно снимаем сетку

Маска быстро расплывается по всей поверхности, образуя равномерный слой

Кладем платку на утюг

Накрываем платку чем нибудь, чтобы защитить от пыли. И ждем несколько минут (или десятков минут).

Тем временем сетку со следами маски кидаем в кальцинированную соду.

Важно поймать момент почти полного высыхания маски. Можно пробовать проверять маску пальцем на краю платки
(там, где вы оставили допуск. Вы же оставили допуск?!). Если при проведении пальца на поверхности не остается
следов, а маска при этом слегка липнет к пальцам – это то, что нам нужно. Платка с маской с вырезанным шаблоном.

Накладываем шаблон фотослоем к маске и хорошенько приглаживаем его к платке. НЕ ПУТАЕМ сторону! Если поверхность
чуточку липкая – шаблон без проблем держится на платке. Если же поверхность уже почти сухая – не беда.
Попробуйте либо смочить поверхность водой, чтобы шаблон прилип, либо чем нибудь прижмите шаблон к платке
(можно скотчем примотать. Но аккуратно!) В общем – шаблон должен плотно прилегать к платке.

Кладем на засветку. Время засветки определяется экспериментальным путем. Могу сказать режимы своей засветки:
70 (можно даже 80) минут на расстоянии в 7 см, под энергосберегайкой на 22 ватта. УФ лампа даст намного меньшее
время засветки, но при этом соответственно уменьшатся и допуски на время).

Готовим раствор для проявки

Вода комнатной температуры. Очищенная, мягкая. Дозировка – экспериментально, на фотографии дозировка для
мягкой питерской воды (Как вы уже догадались, фотографии делал Термит). Для твердой воды – соды должно быть
больше. Раствор должен быть слегка мылким на ощупь. Если соды будет слишком много – проявка будет быстрой,
но при этом чуть недосвеченная маска «слезет» при проявки. А если соды будет слишком мало – проявка будет
очень медленной. Причем нагрев раствора только помешает проявке.После того как прошло время, необходимое
для засветки – снимаем пленку, и кидаем платку в раствор

Платка в растворе.

Если все правильно, то уже через минуту вы должны увидеть легкий рисунок проводников.

Когда платка полностью проявилась, моем ее от остатков кальцинированной соды, кладем сушится на утюг.

То, что получилось.

Одним из неприятных особенностей маски есть недопроявленные области.
На сухой платке – их очень хорошо заметно как белесые пятна. Их не должно быть! Они не дадут раствору для
травления добраться до меди. Кидаем тогда платку обратно в раствор, и легонько ваткой очищаем те области.
Опять смываем, сушим, контролируем. И если все в порядке, то… Травим платку.

В процессе травления контролируем, чтобы не было пузырьков воздуха. Часто они между дорожками находятся.

Травим, травим…

Вот то, что получилось

Смываем маску ацетоном. Можно проверить платку, прозвонить на обрывы и замыкания. Ведь мы сейчас будем
наносить защитную маску, а тогда исправить обрывы, и особенно замыкания, будет очень сложно.
Накладываем шаблон маски. Точность совмещение можно проверять на свет (если платка односторонняя)

Опять в засветку (да, да, опять на 70-80 минут, если у вас не УФ. Но ведь можно делать одновременно несколько платок!)
Потом в проявку в тот самый раствор кальцинированной соды. Его в принципе надолго хватает. Правда менять все
равно придется, потому что в зеленом растворе не видно самой платки, и того, как она делается все красивее и красивее

Мне, например, нравится наблюдать, как на зеленой поверхности постепенно проявляются блестящие медные площадки

Итак, плюсы использования этого метода самостоятельного изготовления печатных плат :

• Очень и очень технологично и красиво
• Высокая точность. 0.15 мм – не проблема. Две дорожки между ножками DIP корпуса? При старании – не проблема.
• Почти 100% повторяемость (конечно же, это когда уже знаешь на каком расстоянии и сколько времени засвечивать и другие мелкие вещи, определяемые экспериментально на первых попытках изготовления платки)
• Защитная маска . Это очень хороший плюс – ведь паять при защитной маске становится очень просто – SMD компоненты просто сами ложатся на свое место.

А теперь минусы.

• Очень долго. При использовании обычных энергосберегаек – ОЧЕНЬ ДОЛГО. Но кто мешает делать платки партиями?
• Нужна фотонаборная пленка. (Можно, конечно же, использовать шаблоны с принтера. Но…, честно. Я не советую. Потому что тогда допуски на время засветки становятся очень и очень маленькими)

Техника безопасности.

Имейте в виду - в описании FSR8000 написано много неприятного про ядовитые свойства паров маски. Как минимум - работайте с открытой форточкой. А лучше всего - под вытяжкой. Теперь насчет моих советов «коснитесь пальцем, высохло ли» - это лучше все же не делать. Попала маска на руки - быстренько смойте.
Ацетон . Тоже вреден. Растворяет жир, а значит и из подкожным жиром может что-то неприятное сделать. Лучше не допускать длительного контакта.

Хлорное железо. Лучше не вдыхать его пары. Вообще, у меня весь процесс идет на балконе, с открытым окном. Я на балкон захожу только тогда, когда мое присутствие необходимо. А после окончания - хорошо его проветриваю.

Выводы

Изготовить своими руками печатную плату почти заводского качества в домашних условиях - возможно, и даже не очень сложно! Еще бы освоить качественно изготовление переходных отверстий…