Радиолюбительская технология

         

Радиолюбительская технология. Печатные платы.


Главная Обо мне Гостевая книга Обратная связь Новости Ссылки Космонавтика Софт Антенны Конструкции Схемы Модернизация Радиолюбительская технология Справочники QSL-bureau

Страница обновлена var date = new Date(document.lastModified); a=Math.round(date.getMonth())+1 document.write(date.getDate()+'.'+a+'.'+date.getFullYear())
Главная / Радиолюбительская технология / ..

Технология изготовления печатных плат с применением фоторезиста POSITIV 20 Plus.

Дмитрий Соболь, EU1CC
http://www.eu1cc.chat.ru/pcb.zip

Наверное, у каждого радиолюбителя, занимающегося изготовлением электронных устройств, возникала проблема изготовления печатных плат. Разумеется, была такая проблема и у меня. Как-то случайно нашел в интернете информацию об изготовлении печатной платы с помощью так называемого лазерно-утюжного метода. Но очень хорошего качества получать не удавалось. Хотя была изготовлена двухсторонняя плата под контроллер синтезатора на Z80-м процессоре. Но это было очень долго и нудно. Но вот, как-то случайно, Владимир Черный (EU1XX) обмолвился, что появился в продаже фоторезист в аэрозольной упаковке. Меня эта информация очень сильно заинтересовала. В фирме ФЭК (г. Минск, тел. 2-510-353, 2-102-189 ) был приобретен баллончик этой жидкости под названием “POSITIV 20 PLUS”, производства компании “KONTAKT CHEMIE”, Бельгия. Они бывают двух объемов – 75 мл, и 200 мл. Как написано в инструкции, 75 мл. покрывает площадь 2 кв. м., а большой 4 кв. м. Маленький по цена около 8 у.е. На радиорынке в Ждановичах также можно купить, но когда я начал этим заниматься, не было маленького баллончика, а большой я не хотел брать, так как хотел вначале попробовать, что у меня получиться (большой по цене около 12 у.е.). В фирме ФЭК, к сожалению, не было инструкции по применению фоторезиста. К баллончику прилагалась инструкция на английском языке. Я решил попробовать, согласно этой инструкции, но к сожалению ничего не получилось. Естественно, первая неудача не отпугнула от продолжения исследования. Долгие искания познакомили меня с Александром, химиком, работающим в БГУ.
Оказалось, что он уже давно делает печатные платы этим способом, и они получаются великолепного качества. И так по порядку.

В начале необходимо нарисовать будущую печатную плату на компьютере. Рисовать можно какой угодно программой. Для тех, кто раньше не занимался рисованием плат на компьютере, можно порекомендовать очень простую и эффективную программу “Sprint-Layout”. Интерфейс программы на русском языке. Скачать можно с сайта http://ra3ggi.qrz.ru. В этой программе также очень просто создавать новые элементы. Затем необходима пленка для печати на лазерном принтере. Я брал в фирме “ЭЛПАЙ” (г. Минск, тел. 2-133-218). Производства фирмы “Hewlett Packard”, упаковка 50 листов за примерно 10 у.е. Пленка должна быть обязательно для печати на лазерном принтере, т.к. при печати пленка нагревается. Другая, не для лазерного принтера, при нагреве коробиться и тонер не пристает, а так же меняются геометрические размеры дорожек и всей платы. Перед печатью необходимо зайти в свойства принтера и выключить все тонеро-сберегающие функции. Затем включить максимально черную печать. Выход бумаги в принтере следует включить на прямой выход, для меньшего изгибания пленки. Вообще к выбору пленки следует подойти очень внимательно. В принципе можно печатать и на обычной бумаге, но ее необходимо делать прозрачной для ультрафиолетовых лучей. Для этих целей в той же фирме “ФЭК” есть специальная жидкость. Но я этот способ не пробовал. Если кому-то интересно, то могут попробовать. Но в этом случае появляется возможность печатать на струйном принтере. Печатать надо позитив, то есть дорожки должны быть черные, а так же в зеркально виде. То есть, как будто вы смотрите на дорожки сквозь плату, со стороны расположения деталей. Если печатать из программы “Sprint-Layout”, то при печати галочку “зеркально” ставить не надо.

После печати надо посмотреть получившийся фотошаблон на свет. Все дефекты необходимо подретушировать. Для этих целей я использую маркер. Необходимо применять маркер, пригодный для рисования на пленке, а также не прозрачный для ультрафиолета.


На таких обычно пишут, что пригодный для факса/ксерокса. На этом изготовление фотошаблона можно считать законченным.

Затем необходимо вырезать из фольгированного стеклотекстолита заготовку будущей печатной платы. С каждой стороны надо дать припуск примерно по 1 см. Затем плата зачищается наждачной бумагой и обезжиривается растворителем. Поверхность должна быть гладкой, и чистой, без вмятин. Так же плата должна быть ровной. Для этого вырезать заготовку лучше ножовкой, а не ножницами по металлу,

После этого надо найти чистое и хорошо проветриваемое помещение. В нем должно быть полутемно. Я в своей мастерской просто закрываю жалюзи на окнах. Заготовка кладется на ровную поверхность. Желательно выставить по уровню. С расстояния примерно 15-20 см. распыляется фоторезист. Сильно много лить не следует. Достаточно 2-3 движений по одному месту. Первые 1-2 мин. фоторезист очень жидкий, как вода. Если поверхность, на которой лежит плата, неровная, то фоторезист начинает стекать к краю. Образовавшиеся в нескольких местах воздушные пузырьки я протыкаю иголочкой. Недопустимо попадание ворсинок и прочего мусора. Во всей этой процедуре самое главное добиться равномерного слоя по всей плате. Когда фоторезист начнет подсыхать, будет виден так называемый “краевой эффект”. То есть жидкость по краям платы будет в большем количестве. Для этого и был нужен припуск на заготовке. После этого надо оставить плату на 15-20 мин. для застывания состава. Закрывать чем-либо не надо. Вообще, фоторезист очень слабо чувствительный к обычному свету в помещении. Затем следует поставить плату на ребро, чтобы не попадал мусор, в какое-нибудь темное место. Время полного высыхания – 12 часов. В инструкции написано, что время сушки 24 часа при температуре 20 градусов, а при температуре 70 градусов – в течении 20 мин. Но как оказывается при экспресс сушке не получается должного качества. Я сушил при комнатной температуре и 12 и 24 часа. Разницы никакой нет. Хотя, один раз сушил 12 часов при температуре около 10 градусов и плата высохла недостаточно.



Затем кладем плату под ультрафиолетовую лампу. Опять же темного помещения не надо. Расстояние от лампы до платы зависит от мощности и формы лампы, а так же от размера платы. Чем больше плата, тем дальше от лампы надо размещать. На заготовку кладем фотошаблон тонером к плате, а сверху накрываем прозрачным стеклом. В принципе, стекло плохо пропускает ультрафиолетовые лучи, поэтому лучше применять оргстекло. Я пробовал и так и так. Разницы не заметил, но у меня стекло было толщиной около 2мм., может при использовании более толстого стекла засветка будет хуже. Если стекло не прижимает своим весом пленку к плате, то можно по краям зажать весь “бутерброд” бельевыми прищепками, следя естественно, чтобы они не перекрыли рисунок.

Перед там, как делать плату, необходимо провести тестовые испытания. Для этого делаем фотошаблон, как было сказано выше. На нем рисуем произвольно дорожки разной толщины. Например, от 0,2мм. до 2мм. С шагом 0,2мм. Затем этот рисунок копируем насколько раз и размещаем в длину на фотошаблоне. Под этот фотошаблон вырезаем из фольгированного стеклотекстолита заготовку и покрываем фоторезистом, как было сказано выше. Затем кладем под ультрафиолетовую лампу, на расстояние 10-20см. Лампу я купил на радиорынке в Ждановичах. Есть информация, что если взять лампу, которая применяются для освещения улицы, и аккуратно разбить верхнее стекло, то под ним будет как бы вторая лампа, которая светит ультрафиолетом. Накрываем фотошаблоном, а сверху тем стеклом, которое будем применять в дальнейшем. Потом включаем лампу на 2 мин. Затем крайний рисунок осторожно, не сдвинув фотошаблон, закрываем чем-нибудь не прозрачным и включаем лампу еще на 2 мин. И так до конца платы. После промывки (см. ниже) будет ясно, на сколько времени необходимо включать лампу. Для моей лампы это время составило 14 мин.

После засветки заготовки ультрафиолетом рисунок становиться видный на плате. Он имеет нежно желтый цвет, заметный при просмотре под углом. После этого наступает самая непонятная для меня процедура – промывка.


Для этого необходим едкий натр ( NaOH ). Где достать – не знаю. Там где я брал – уже нету. Самое плохое в том, что никакая другая щелочь не подойдет. Внешний вид щелочи – это белые, матовые гранулы. Она очень не “дружит” со стеклом и воздухом, поэтому хранить необходимо в полиэтиленовой таре с плотно закрывающейся крышкой. NaOH необходимо растворить в воде из расчета 7 грамм на 1 литр воды. На плату размером 15х15 см. у меня пошло примерно пол-литра раствора. Затем плату погружают в раствор. Минут пять ничего не происходит. Необходимо периодически перемешивать жидкость. Затем, засвеченные участки постепенно становятся фиолетовыми, и появляется как бы дымка в жидкости. С этого момента процесс протекает достаточно быстро. И буквально в течении минуты растворяется засвеченные участки платы. На этом этапе можно поролоновой губкой легкими движениями постирать поверхность платы. Затем плату моют под водой. После высыхания можно лаком подправить плохие участки, хотя если фотошаблон выполнен хорошо, то этого не требуется.

После этого можно травить плату в растворе хлорного железа обычным способом. Единственное требование – это раствор должен быть свежим. Раствор можно подогревать, но не до кипения. Вроде бы можно травить в азотной кислоте или соляной с перекисью водорода (200 мл. HCl 35%, 30 мл. H2O2 30%, 770 мл. воды ). Я не пробовал.

После травления плату моют и сушат. Смыть состав с дорожек можно обычным растворителем.

Изготовление двухсторонней платы.

После того, как будет нарисована печатная плата на компьютере, необходимо, на расстоянии примерно 1 см. от углов платы поставить контактные площадки. Затем одна сторона готовиться, как обычно. После травления, эти контактные площадки просверливаются. Затем сторона с дорожками заклеивается липкой лентой (скотчем). Другая сторона готовится и покрывается фоторезистом. Фотошаблон центруется с просверленными отверстиями, а для большей надёжности в эти отверстия можно вставить иголки. Дальше все, как и для односторонней платы.Единственное, это хлорное железо при травке желательно не нагревать, т.к. клей не скотче размягчается и остается на плате, а “содрать” его не очень просто.

Удачи!

p.s. Спасибо всем, кто помогал советами, а также моей жене за терпение и понимание ;)

Автор ответит на все вопросы по e-mail: sferatv@softhome.net , или в Минске на 145,5 МГц, FM.


Содержание раздела







Forekc.ru
Рефераты, дипломы, курсовые, выпускные и квалификационные работы, диссертации, учебники, учебные пособия, лекции, методические пособия и рекомендации, программы и курсы обучения, публикации из профильных изданий