Первые потуги использования фоторезиста для изготовления плат

В интернете много видео и инструкций подробно рассказывающих, как пользоваться фоторезистом, как с его помощью делать печатные платы. В этих инструкциях все очень легко и просто, и кажется, что это наипростейший вариант изготовления плат. Может оно и так, но до этого надо дойти.





Вся суть сходится к следующему:
— Нанести фоторезист
— Экспонировать его
— Проявить
— Протравить плату
— Смыть лишнее
— Облудить
Готово!

На самом деле в этой схеме есть несколько нюансов и подводных камней. В принципе я все делал по многочисленным инструкциям, но, что-то похожее на нормальную плату у меня получилось после рулона испорченного фоторезиста.

Я хочу рассказать, как именно у меня получилось сделать плату. Это не является конечной инструкцией.
Материалы:
— текстолит
— УФ лампа
— фоторезист
— проявочный материал (сода кальцинированая/щелочь)
— химия для травления платы
— прозрачная пленка для лазерного принтера

1.Стеклотекстолит

В интернете идет очень интенсивная подготовка поверхности платы. И моют её, и чистят порошками, и применяют какие-то химикаты. Я сделал проще – наждачка нулевка и спирт. Всё. Подготовка платы закончилась. Вообще я заказывал текстолит в Китае и естественно он пришел не идеальный. Но после небольшой обработки преобразился. Т.к. Плата действительно должна быть почти идеальная я кладу их в зип-пакеты. Все это нужно для лучшего прилегания фоторезиста, когда его надо будет наклеивать.
  2.Фоторезист

Фотороезист я купил самый обыкновенный. Состоит он из 3 слоев. 2 защитных и 1 активный. Оторвал первую защитную пленка и наклеил на плату фоторезист (нужную сторону узнал опытным путем). Опять же в интернете предлагают наклеивать в холодной воде, типа так ровнее и удобнее. У меня плата маленькая – я и на сухую наклеил. Клеить желательно не при дневном свете. Я закрывал шторы и включал обычный свет в комнате.

Потом в интернете рекомендуют прогонять текстолит с наклеенным фоторезистом через ламинатор для лучшего приклеивания. Кто-то так не делает, но это не лишено смысла. Я просто проходился утюгом через бумагу в положении «Синтетика».

3.Трафарет.

Вот тут я немного промахнулся, точнее много.
Будущую плату рисуем в удобной программе. Я раньше рисовал в CorelDraw, ну мне так было удобно, но потом мне показали Sprint-Layout и я стал чертить в ней. Надо учитывать, что для нашего случая печатать нарисованную плату надо в инверсии. Т.е. где белое – там черное и наоборот. Печатаем на специальной пленке.

Вот тут-то меня и ждал подвох. Во всех видео, люди печатали на струйных принтерах трафареты и все было супер. После моей печати трафарет выглядел примерно так:
  Полосы, где-то не пропечаталось… ужас, но я подумал – у всех же нормально. Взял два таких изображения наложил одно на другое, что бы повысить плотность печати… И… куча проб, разные платы, разные режимы засветки и остальные пункты, все напрасно. То резист отваливался там где не надо, то там где надо не сходил… не ровно все… жуть. Я подумал, что принтер не предназначен для печати фото и отправился в фотосалон. Там мне также распечатали на фото-принтере… результат тот же. Как в интернете у них все получается так ровно распечатывать – ума не приложу. В общем был явный засвет. ОК.
Так же увидел в интернете, что печатают на обычной бумаге, а что бы она просвечивалась пропитывают подсолнечным маслом. Попробовал – уже лучше. Намного лучше – но очень не ровные дорожки. Видимо масло, как-то искажает изображение и засвет идет соответственно. Вот, что получилось примерно:
 
Решил попробовать на таком же прозрачном листе только для лазерных принтеров и на лазерном принтере))). И о чудо! Плотность стала в разы лучше, нет непрокрасов. Но наложить несколько изображений друг на друга – надо.
  4.Засвет

Дальше надо светить на нашу плату с фоторезистом лампой УФ. Смысл в том, что где на трафарете открытые места, там фоторезист полимеризуется и становится плотным, при проявке не смоется, а значит защитит слой меди от травления и получится дорожка. Народ как только в интернете не изгаляется. И просто на солнце засвечивает, и кто-то купил специальные диоды в китае из них сделал, что-то типа солярия. Засвечивают от 40 сек до 30 мин! Т.е. разброс очень сильный.

Но всех их объединяет способ определения времени засветки: печатаются цифры от 1 до 10 в линию. На полученный трафарет с цифрами ложится не прозрачный предмет, включается секундомер и по мере времени засветки сдвигаем предмет на одну цифру. Т.е. сначала открыта цифра 10, а остальные закрыты, включаем секундомер, прошла минута – открываем цифру 9 и т.д. Потом на проявку и на какой цифре лучше результат – это и есть нужное время засветки. У меня это оказалась минута. Фото с цифрами я к сожалению не сделал.

Нашел дома старую прогревающую лампу. Синюю. Нет – она не УФ, просто синяя, что бы было больше тепла – она же прогревающая. Точнее не лампу, а корпус и туда вкрутил обычную энергосберегающую УФ лампу цоколь Е27 мощность 26 Вт. Итого: на расстоянии 10-13 см, 60-70 сек.

Трафарет к плате надо обязательно прижать. Стеклом. Стекла у меня нет – есть корпус от компакт-диска. Это нормально, разницы нет. Придавил какими-от гантельками по 1 кг (надо чем-то более тяжелым). Поставил по краям две книги и на них лампу. Главное не перепутать и не положить трафарет зеркально. Я так один раз обманулся и плата была испорчена, т.к. одна микросхема при зеркальном отражении нужными ножками не вставала куда надо).

5.Проявка

Проявка тоже процесс не однозначный. И у каждого свой способ, и дозировки. В интернете в основном показывают синюю плату, которую кидают в раствор и там, как по волшебству образуется рисунок. В моем случае рисунок был виден сразу после засвета.
  И так с засвеченной платы снимаем 2-ой защитный слой и кидаем плату в раствор. Ну самый распространенный вариант – это проявка кальцинированной содой. На 0,5 л воды разбавляют 2 столовые ложки соды и проявляют. Периодически помешивая в теплом растворе. Так же периодически промывая под струей холодной воды. И так, пока фоторезист в нужных местах не сойдет. Ну я бы не сказал, что это быстрый процесс. Тут ведь главное не переборщить. Мало соды – будет ооочень долгая проявка, много, может слезть там где не надо. Я нашел дома старую, еще советскую соду. Как я ее только не разбавлял и помешивал и тер ею плату (так тоже делают в интернете) ну это не реально долго и муторно. Не то, что в роликах в интернете. Возможно, я не исключаю, из-за того, что сода старая – процесс шел плохо.

В интернете вопрос соды решили быстро. Нужно что? Щелочь, а где она? А она в жидкости для прочистки труб «Крот»! Единственный минус – это жидкость очень агрессивная, желательно работать с ней в перчатках. Но в интернетах ее концентрация нигде не указана… Точнее есть, но они измеряются в колпачках. а бутылки разные и колпачки тоже… Вот засада)))

Я для себя подобрал – 2 ч. ложки на 400 гр (2 граненых стакана) воды холодной! Почему, холодной? Потому, что при теплой все процессы идут гораздо быстрее и от этого можно проморгать нужный момент. Момент, когда где надо уже отвалилось, а там где надо все ровненько осталось. Потом хорошо промыть водой проточной. И быть очень аккуратными. Я водой немного обрызгал шорты – и щелочь поела краску. Теперь пятна. Вот так должна выглядеть плата после проявки.
  Это, как видно не эталон. Видно мелкие недочеты, в виде не ровных краев, это из-за не достаточного прижима трафарета в этом месте (я так предполагаю) т.е. центр более менее четкий, а вот по краям. Так же в верхнем левом углу есть не смытая полоска – легко убирается зубочисткой.

6.Травление

Есть несколько способов травления платы, самые известные это – хлорным железом, перекисью водорода с лимонной кислотой. Я выбрал травление Аммонием персульфата.
  Почему я выбрал его. Ну хлорное железо очень грязный способ, не видно процесса. Перекись – кустарный метод, очень бурная реакция, а персульфат – чистый, спокойный способ. Видно весь процесс, процесс не долгий, чистый. Разбавил по инструкции в теплой воде (обязательно в теплой, даже можно почти горячей иначе процесс затянется надолго) и за некоторое время платка протравилась. Раствор можно использовать повторно. Время не засекал, но не больше 10 мин. Может минут 5 даже, я просто отвлекся во время процесса.

7.Лужение.

Ну осталось только облудить нашу платку. Я Лудил ПОС-61, паяльником и медной оплеткой. А так есть слав Розе. Его смысл в том, что у него маленькая температура плавления в отличии от ПОС-61 (250), гранулы кидают в кипящую воду, опускаю плату туда и она лудится. Ах, да, не забываем про отверстия для элементов)))) Фото с предыдущей платой (зеркально, которая получилась), начало лужения, просто нанес припой на дорожки

Потом я убрал лишний припой при помощи медной оплетки. Вот фото с парой элементов.

Ну вот так у меня получилось сделать свою первую плату от создания монтажной схемы и до работающего устройства. Монтажную схему делал сам поэтому возможно это не лучший вариант. Это было долго и не просто. Но теперь, зная пропорции, зная время и другие ньюансы, изготовление платы с помощью фоторезиста действительно легкое, простое и интересное занятие)))

Плата для МШУ, который я тестил на макетной плате. В планах МШУ на транзисторах – материалы есть, осталось плата)))) Всем Бобра)))

В файле схема монтажная в формате (.lay6), Pdf для печати и принципиальная схема