Изготовление печатных плат с помощью фоторезиста. Изготовление печатной платы при помощи фоторезиста Проявка фоторезиста кальцинированной содой

Существует много технологий изготовления печатных плат, доступных любителям. Каждые имеют свои плюсы и минусы.
Я пробовал следующие:

На заре своего увлечения радиолюбительством платы я делал с помощью рисования обычным стержнем от ручки. Из наконечника иголкой выдавливался шарик, получался неплохой рейсфедер. Далее засасывался подходящий по вязкости лак и рисовались этим девайсом дорожки. Плюсы- необходимое оборудование практически у всех найдется под рукой, ничтожная стоимость технологии. Минусы - никакой автоматизации.

Потом у меня появился лазерный принтер и программы по разводке плат. Начались опыты по переводу рисунка платы с распечатки на текстолит. В технологии много нюансов: качество перевода зависит от материала и структуры бумаги, температуры утюга, материала и температуры запекания тонера, давления утюга на бумажно-текстолитовый бутерброд. В результате изысканий вывел для себя следующее: принтер HP LJ 1018, печатаем на тонкой мелованной бумаге, в моем случае это потрошенный журнал «Upgrade». Картридж используем только оригинальный, никаких заправок, ибо уменьшается плотность тонера. Плату шкурим нулевкой, далее переводим отпечаток утюгом, жарящим на максимуме, через 2 листа A4. И наконец под теплой водой стираем пальцем бумагу.
Плюсы технологии: минимальное время между распечаткой и получением платы, не нужна никакая химия, есть стимул читать журналы. Минусы: нестабильность технологии, зависимость от многих факторов, сложность получения больших плат с мелкими дорожками - вечно местами облезут, приходится плешь ретушировать. При некотором «везении» можно запороть поверхность утюга. Для стабильности накатки вместо утюга нужен дорогой ламинатор с регулировкой температуры, обычные дешевые не прогревают плату, отпечаток даже не прилипает.

Последняя освоенная мной технология, которая сразу показала качественный скачок в изготовлении плат - использование пленочного фоторезиста ...

Вкратце технология выглядит так: изготавливаем прозрачный негативный шаблон с рисунком платы, накатываем пленочный фоторезист на текстолит, прогоняем бутерброд через ламинатор (или проглаживаем утюгом) для закрепления, накладываем шаблон на плату, засвечиваем ультрафиолетовой лампой, отдираем лавсан и проявляем.

На первый взгляд выглядит слишком длинно, но зато компенсируется практически 100% результатом. Однако, чтобы получать стабильный результат, придется немного потратиться.

В первую очередь рекомендую приобрести ламинатор . Можно прикатывать пленку и утюгом, но как показывает практика, из-за неровностей платы и поверхности зачастую кое-где фоторезист не прикатывается и как результат - последующее отслоение дорожек в этом месте.

В МЕТРО или АШАНе самый дешевый ламинатор можно купить за 800-900р, а лучшего нам и не надо. Также ламинатор можно сделать из печки от принтера или копира, но это уже на любителя.

Абсолютно необходим принтер . Я использую лазерный, но подойдет и струйный. Картриджи для лазерных принтеров очень желательно использовать только «с нуля», заправленные, в силу худших параметров тонера, не обеспечивают нужной контрастности отпечатка, благодаря чему начинаются «пляски» с прецизионным подбором экспозиции и времени проявки. А это лишняя головная боль, которая портит радость от нашего хобби.

Стекло для прижима. Я распотрошил сервант. Вполне работоспособно.

Ультрафиолетовая лампа . Я использую 11W, без пускорегулятора, для настольного светильника, но вполне можно применить и обычные, «а-ля энергосберегайка» с цоколем под стандартный патрон.

Еще потребуется пленка для печати на вашем типе принтера, множество таковых производит, например, Lomond. Обычную бумагу с использованием различного рода «упрозрачинивателей» не рекомендую по причине массы негативных отзывов на форумах и недостаточной прозрачности получающейся гадости для ультрафиолета.

Ну и, конечно, сам фоторезист . Я использовал LIUXI и ПНФ-ВЩ. Из химии потребуется кальцинированная сода (в крайнем случае можно использовать и пищевую, но проявляться будет хуже и дольше) и какая-нибудь щелочь.

Фотовалик для накатки

Рулон фоторезиста, 30 см шириной

Отрезали кусок фоторезиста

У фоторезиста одна сторона из лавсана (сверху), блестящая, другая из полиэтилена, матовая (снизу).

Первым делом печатаем шаблон на пленке

Печатать надо зеркально, так как сторона, на которой печатаем, должна будет прилегать к плате при засветке. Некоторые типы пленок замечены в грехах термоусадки при лазерной печати, поэтому, если не уверены в качестве пленки, рекомендую предварительно прогнать ее через принтер распечатав «белый лист из word’а».

Готовый шаблон

Отдельно хочу предостеречь от засовывания в лазерный принтер чего попало - если пленка не рассчитана именно на лазерную печать, она может расплавиться в печке и намотаться на вал, в результате чего вы попадете в лучшем случае на замену валов и термопленки. Если совсем не терпится, попробуйте сначала прогнать неизвестную пленку, положив ее между бумажными листами и закрепив все строительным (не пленочным!) скотчем. Если не поморщится и к бумаге не прилипнет - можно использовать.

Далее нам нужно накатать фоторезист на плату

Обратите внимание на освещение в комнате. Не должно быть ярких источников рядом с рабочим местом. По опыту могу сказать, что на потолочный светильник из двух люминесцентных ламп по 36w резист особо не реагирует. Сначала берем необходимой длины заготовку текстолита. В предварительной ее обработке мнения расходятся, некоторые рекомендуют обезжиривать растворителями, другие наоборот, говорят, что после испарения растворителя остается много примесей, которые только вредят. Я обычно просто зашкуриваю нулевкой (особенно если текстолит старый) и промываю с мылом. После обработки пальцами плату лапать уже не рекомендуется.

Отдираем полиэтилен

Заготовка плавает в ванночке

Притапливаем фоторезист

Разглаживаем валиком

Кладем бутер в бумажную галку

Тянем через ламинатор (повторить 3 раза!)

Готовая заготовка

Далее приготавливаем небольшую ванночку с водой, в ней мы будем накатывать фоторезист на плату. Ванночку нужно предварительно помыть, ибо грязь, волосы и прочие плавающие артефакты в нашем процессе противопоказаны - там, где они попадут. Далее отрезаем нужный кусок фоторезиста и с уголка отрываем от него защитную полиэтиленовую пленку. Можно подцепить иголкой, но я использую заточенный пинцет для smd-компонентов.
Замечу, что пленочный фоторезист состоит из трех слоев: прозрачный лавсан, через который производится засветка, сам фоторезист и матовая полиэтиленовая защитная пленка. Так вот отдирать надо именно матовую, не перепутайте.
После того, как пленку оторвали, кидаем плату в ванночку с водой, затем сверху на нее притапливаем пленку фоторезиста. Аккуратно прижимаем его к плате и разглаживаем, так чтоб не было пузырей. Затем вынимаем что получилось, кладем на тряпочку и раскатываем пальцем (лучше валиком, я использую фотовалик) этот бутерброд, чтоб окончательно выгнать воду из-под пленки. В принципе, можно при некоторый сноровке накатывать и «насухую», но во-первых, под водой (если ванночку помыли) нет грязи и пыли, во вторых из-за липкости фоторезиста если вероятность, что образовавшийся в центре платы пузырик вам в итоге не удастся выгнать ни валиком, ни ламинатором. Отрывать же пленку нельзя, так что на сухую накатку у вас только одна попытка.

Далее отрезаем из бумаги кусок шириной чуть больше ширины платы, а длиной чуть больше двойной длины платы. Складываем его пополам и в получившуюся «галку» вкладываем плату. После этого бутерброд протягиваем через ламинатор. Протягивать надо 2-3 раза, иначе плата не успевает нормально прогреться. Без бумаги протягивать не рекомендую - фоторезист штука липкая, от ламинатора потом не отскребете.

Итак, у нас получилась заготовка, все готово для экспозиции

Кладем журнал, резиновый коврик или какую-то подобную прокладку на стол. На него кладем заготовку платы. На заготовку шаблон, стороной, на которой печатали, вниз. Это важно, иначе будут боковые засветки за счет значительной толщины пленки и преломления лучей в ней, как результат, тонкие дорожки получить не удастся.

Все готово к засветке

Засвечиваем

Вид сбоку

На все это сверху кладем стекло для прижима. Прижимать обязательно, иначе из-за неровностей некоторые области при экспонировании могут расплыться, расфокусироваться, получим брак. Ультрафиолетовую лампу располагаем на высоте 20-30 см над платой. Расстояние тоже важно с точки зрения боковой засветки, так как чем выше лампа, тем более перпендикулярно будут падать лучи на шаблон и меньше света пройдет сбоку под дорожку на шаблоне. Естественно, если вы делаете плату с шириной дорожки 0.8 мм, эти рекомендации можно не соблюдать. Но если нужно 0.1 мм, тут уже любая мелочь может испортить дело. Далее засветка. Я лампой 11w засвечиваю в течение 5 мин. Более мощными лампами достаточно будет светить существенно меньшее время.
В принципе, при хорошем заводском шаблоне даже длительный пересвет не испортит дело. Но если у вас заправленный картридж или же принтер дает недостаточно плотный и контрастный шаблон, придется экспериментировать. Если недосветите - рисунок смоется при проявке, если пересветите, рисунок вообще не проявится или, что чаще, между дорожками будет налет несмывающегося фоторезиста, который при травлении платы проявится как склеившиеся в кучу дорожки.

Дошли до проявки

Проявлять производители советуют в кальцинированной соде. Что характерно, не обманывают. Я также пробовал в обычной. Получается, но процесс идет дольше и при наличии мелких, порядка 0.2, расстояний между дорогами, незасвеченый фоторезист может не раствориться. Концентрация - пару столовых ложек соды на литр теплой воды. Перед купанием платы в проявителе не забываем оторвать сверху лавсановую пленку. Раствор имеет смысл помешивать, можно также кисточкой помахивать по плате для ускорения смыва неполимеризовавшегося фоторезиста.

Растворяем кальцинированную соду

Проявляем

Проявилось

Если вам повезло и с первого раза все получилось, как задумано, у вас должна получиться красивая плата, готовая для травления. Но может все пойти криво (по крайней мере я, когда начинал осваивать технологию, наделал много брака), тогда плату перед следующей попыткой (а равно как и после травления) надо очистить от слоя фоторезиста. Можно счистить его наждаком, но это неспортивно. Лучше применить раствор любой щелочи. У меня по случаю завалялся гидроксид натрия, им и смываю, но вполне подходит, к примеру, Крот, каустическая сода и разные мистерпроперы для очистки плит от жира. Опускаем плату в этот раствор и через несколько минут вся пленка фоторезиста аккуратно слазит.

Хранение

Фоторезист можно хранить в любом защищенном от света месте, например, завернутым в слой газет. Но лучше придумать к нему чехол.

Храню в этом тубусе

Из тубуса торчит фоторезист, справа затычка из пакета, обмотанного изолентой

Я для этого использую кусок канализационной трубы от раковины, который с одной стороны заделывается наглухо, а с другой - затыкается съемной заглушкой из плотно скомканного пакета, замотанного изолентой. В таком тубусе также хорошо перевозить фоторезит, не опасаясь помять по дороге.

Для засветки фоторезиста в домашних условиях, решил использовать сканер формата А4, который у меня благополучно «скон-чался», да и приобрести бу-шный для этой цели, например можно, начиная от 100 целковых (пачка сигарет дороже стоит, а неисправный и так могут отдать).
В общем решил вдохнуть в сканер "вторую жизнь", тем более, что там стоит кварцевое стекло, которое очень хорошо пропускает ультрафиолет (простое оконное, как нам известно - максимум 10%). Ещё преимущества данного способа - это равномерный прижим платы к стеклу крышкой сканера и постоянное расстояние до источника ультрафиолета, благодаря которому стаёт и постоянным время засветки, которое можно зафиксировать простым таймером.
В итоге вот что получилось:

Рисунок 1.
Приспособление для засветки ПП с фоторезистом.

Разобрал сканер, выкинул внутренности и установил на их место четыре лампы. Использовал для этой цели фурнитуру от обыкновенных люминесцентных ламп, только лампы установил УФ (все это продаётся в магазинах хоз. товаров). Может быть вполне хватило бы и двух ламп, платы всё равно не очень большие в основном, но, как говорится - запас не тянет, поэтому решил, что делать, так уж делать с видом на будущее (для платы формата А4), поэтому и установил четыре, да и время засветки в этом случае будет меньше.
Для управлением процессом засветки используюсь таймером с обратным отсчётом времени, который собрал на микроконтроллере PIC16F628. В итоге весь процесс засветки данной конструкции занимает 30-40 секунд....

Рисунок 2.
Конструкция устройства.

Кто-то может быть скажет, что можно было бы собрать таймер внутри сканера и не заморачиваться с корпусом. Не спорю, вполне кому-то подойдёт и этот вариант, но вдруг мне таймер будет нужен отдельно, для каких то других целей, поэтому решил делать его в собственном корпусе и в виде отдельной законченной конструкции.

Рисунок 3.
Схема таймера.

В интернете, если чуть покопаться, выложено много различных схем всевозможных таймеров. Я остановился на этой схеме, просто у меня PIC16F628 был в наличии, и я решил пустить его в дело.
Может быть Вам понравится другая схема таймера - это Ваш выбор, я просто рассказываю сам процесс, ну и даю описание своих конструкций.

Рисунок 4.
Схема таймера, силовая часть.

Рисунок 5.
Таймер в корпусе.

Рисунок 6.
Силовая часть.

Рисунок 7.
Платы и соединения.

Максимальное время, которое можно установить на таймере - 12 ч 00 м 00 с. После установки времени и нажатии кнопки "Пуск/Стоп" - включается нагрузка и начинается отсчёт времени в обратном порядке от установленного. За 10 секунд до окончания времени - подается короткий звуковой сигнал на «пищалку».
Когда остается 3 секунды до завершения времени - включается «пищалка» до окончания времени. По окончанию времени нагрузка выключается, время на таймере устанавливается то, которое было установлено в начале кнопками.

Теперь кратко опишу сам процесс изготовления печатных плат при помощи фоторезиста. Всё, что описано выше, предназначалось для упрощения данного процесса.
Для работы я использую плёночный негативный фоторезист. Негативный, значит шаблон для его засветки нужно печатать в негативе, то есть те места, где будут дорожки - должны быть прозрачные, а там, где дорожек (фольги) быть не должно - наносится тонер. Если Вы будете использовать позитивный фоторезист, то естественно фотошаблон нужно будет печатать в позитиве.

Распечатываем шаблон через программу для проектирования плат в негативе на прозрачной пленке (я применяю пленку "LOMOND" для струйных принтеров) на струйном принтере. Пробовал на лазерном, только получалось как-то блекло, черноты не было, и платы получались не совсем качественные.
Говорят, что можно гораздо улучшить качество таких плат, если напечатать на лазерном принтере два шаблона на плёнке, затем вырезать их и совместить (т.е. сделать из двух - один).
Ещё можно распечатать рисунок платы лазерным принтером на обычной бумаге. Чем тоньше бумага, тем лучше. Далее, для повышения контрастности (если она не достаточна) на доли секунды погрузить его в банку с растворителем (например автомобильный 647). Дать ему подсохнуть, и потом пропитать подсолнечным маслом, чтобы сделать прозрачным для ультрафиолета, правда я так не пробовал.

Подготавливаем заготовку нашей будущей платы по размерам чуть больше, чем требуется. Затем фольгу необходимо подготовить для приклеивания фоторезиста.
Как всё это делается - нет смысла повторяться, так как этот процесс описан на десятках сайтов. Просто наберите в поисковике "изготовление пп с помощью фоторезиста", и у Вас выскочит куча вариантов, после прочтения пары из них, у Вас наметится вариант, который подойдёт именно для Вас.

Будем считать, что плата уже подготовлена и фоторезист наклеен (или нанесён из баллончика) на нашу плату.
Прикладываем шаблон к плате. Как правило шаблон прилегает к плате плотно. И кладем на стекло сканера с УФ лампами. Засвечиваем. Убираем засвеченную заготовку в темное место и готовим раствор для проявления, в качестве которого я пользуюсь кальцинированной содой (продается в хоз. магазинах применяется для смягчения воды и стоит копейки).
Для этого чайную ложку соды с горкой, растворяем в литре воды (если плата большая), или ложку без горки в 0,5 литре воды.
Берем нашу плату из тёмного места, снимаем верхнюю защитную плёнку с фоторезиста и кладем её в наш раствор с разведенной содой и ждем примерно секунд 30. Потом берем кисточку и начинаем ей водить по нашей плате для того, что бы ускорить процесс смывания фоторезиста с ненужных нам участков. Там где фоторезист смылся, поверхность меди светлая и блестящая. После того как смыли весь ненужный фоторезист, вытаскиваем плату из раствора соды и промываем под струей воды.

Рисунок 8.
Печатная плата, подготовленная для травления.

После того как промыли, просушиваем плату. Осматриваем. Может такое случится что есть протравы (там, где фоторезист не был хорошо приклеен). Используем маркер для рисования печатных плат. Где необходимо ретушируем. На фото №8 видно, что там, где фоторезист не качественный, (срок годности у моего уже вышел) те места подретушированы чёрным маркером.

В прикреплении ниже, собраны файлы для изготовления таймера. Исходник, прошивка, пп.

Архив для статьи.

Помню я как в конце восьмидесятых годов, когда я учился в школе, выписывал журнал "Юный техник" и была в одном из номеров схема цветомузыки подключаемая к магнитофону "Электроника". Как я загорелся ее собрать. С трудом нашел гетинакс с медью, взял у матери лак для ногтей и аккуратно перевел схему. Потом после уроков выпросил у преподавателя химии азотную кислоту, за что был приговорен к выводу реакции на доске, и протравил схему. На этом все встало. Нечем было сверлить отверстия под детали. Следующий опыт пришел в двухтысячные годы. Решил я освоить МК, вооружился книгой "Микроконтроллеры - это же просто" Фрунзе и МК AT89C51. Тогда я распечатывал схему на струйнике, о лазерном можно было только мечтать, и наклеивал на текстолит. Потом кернил отверстия и сверлил. Дальше отдирал бумагу, зачищал наждачкой, а потом рисовал маркером дорожки. Через некоторое время лазерники упали в цене и я освоил ЛУТ. О да, я просто не мог нарадоваться от качества плат. Но вскоре мне стало лень сверлить отверстия, только на AT90S8515 их требовалось аж сорок штук и я решил перейти на поверхностный монтаж. Все бы нечего, ЛУТ и тут справлялся на ура, но познакомился я как-то с STM32 и... TQFP100. Тут ЛУТ просто сдался без боя. И решил я перейти на фоторезист. Купил пяти метровый лист ПФ-ВЩ и началось. То дорожки скручивались, то вообще ничего не проявлялось, а то и вовсе все смывалось. В общем извел я весь рулон и ничего хорошего не получилось. То ли руку не из того места растут, то ли фоторезист плохой, в общем плюнул я на эту затею. Но вот увидал я недавно на просторах интернета итальянский фоторезист "Ordyl alpha 350". Ну все хвалят. Думал, думал и решил попробовать. Достал два рулона по пять метров, так дешевле и начал. Вот что получилось.
Берем текстолит размерами больше будущей платы миллиметров на 10 и зачищаем. Я для этих целей использую мочалку для чистки хромы.

Плюс в том, что она снимает слой окисла при этом не задирает как наждачка. Далее протираем спиртом, ацетоном, растворителем или моем с мылом, это на свой вкус, кому как нравится. Лично я протираю аэрозолью для очистки тормозов.

Накатка. Вот тут я остановлюсь по подробнее. Я не знаю то ли фоторезист слишком хороший, то ли слишком новый, но если его приложить к меди, то отодрать не получится. Хватается на смерть. Первую попытку проводил так. Оторвал защитную пленку с края. Эта та что матовая. Далее приложил уголком к меди и постепенно прижимая пальцем вытаскивал пленку. Приклеилось хорошо, но грязи и пузырей было... Короче перешел на принцип тонировщиков. Берем двух кубовый шприц и заполняем его простой, холодной водой из под крана. Долее отрываем защитную пленку полностью. Одной рукой держим фоторезист, другой выливаем из шприца воду на медь. Шприцом удобнее, так как медь обезжирена и капли скатываются, а шприц дозирует по чуть-чуть по всей меди. После смачивания накладываем фоторезист. Пока медь мокрая фоторезист свободно елозит по ней, а вода выталкивает весь мусор и воздух. И даже если что-то пошло не так, то всегда можно оторвать от меди. После приладки от центра к краям, при помощи резинового шпателя, не нажимая выгоняем воду. Когда вся вода выйдет начинаем выдавливать остатки с силой, так же от центра к краям. Фоторезист ближе к краям начнет барашится. Ничего страшного. Прижимая шпателем от центра он довольно легко растягивается и хорошо ложится.

После проглаживания вытираем салфеткой или туалетной бумагой, это не имеет значения. Главное вытереть на сухо. Берем лист чистой бумаги и складываем пополам. Между половинками кладем текстолит с фоторезистом и закрываем этот бутерброд.

Ну тут у кого как, кто с утюгом, кто с феном, лично я с ламинатором. Греем ламинатор на самой высокой температуре. После прогрева посылаем туда наш бутер. Внимание!!! Если послать в ламинатор без листа бумаги, то куски фоторезиста, те что торчат за пределами текстолита, намотаются на горячие валы и отодрать его от туда ой как будет не легко.

Через ламинатор я прогоняю два раза, дабы хорошенько прогреть. В итоге получаю вот такую штуку.

Шаблон. Тут есть три варианта. Первый - это типография. Ну с учетом ее отсутствия рядом с моим домом, этот вариант сразу отпал. Второй это печать на бумаге на лазерном принтере, потом просветлить транспарантом. Ну нет у меня этой гадости. И последний - это печать на пленке. Лазерник дал плохое качество, точнее не плохое, а довольно прозрачный тонер. Держать над парами ацетона... Не айс по двум причинам. Первая - это то что он воняет, и меня из дома выгонят, а вторая - это то что сейчас ацетон почему-то заменили какой-то гадостью, после испарения которая оставляет капли воды. Поэтому я перешел на струйник. К тому же он у меня заточен для фоток. Для печати была выбрана пленка "Lomond".

У нее есть один недостаток. Поверхность на которой надо печатать довольно липкая и к ней липнет всякий мусор, а это, как показала практика, негативно влияет на качество платы. Короче если расстояние между дорожками 0.2 - 0.1 мм, то пылинка может сыграть плохую роль и создать разрыв между дорожками. А в остальном на этой пленке получаются отличные шаблоны.

Ах да, чуть не забыл. Шаблон нужно печатать шиворот на выворот, то есть негатив. То где вытравить медь черным, а где оставить прозрачным. И не забыть отзеркалить. Важно то что краска должна лечь на медь, а не наоборот краской вверх. В общем кладем шаблон на фоторезист и все это под УФ лампу. У меня так:

Здесь остановимся поподробнее. Лампа: модель ELSM51B-Color 20W Black. Как видно на фото, энергосберегайка. Куплена в "Чип-дип" за 200р. Расстояние от лампы до текстолита 20 см. С учетом того что стекло задерживает УФ свет то и конкретно оговаривать время экспонирования нельзя, так как кто-то оторвет 6 мм стекло от серванта, кто-то 3 мм из окна подъезда. Я купил в "OBI" фото-рамку из плотного дерева размером 300 на 200. Железяки и картон сразу пошли в помойку, а стекло толщиной 2 мм пошло на прижим. Саму рамку использовал для натяжки сетки для нанесения паяльной маски. Но эта тема другой статьи. Так что у меня стекло 2 мм. Для груза использую два гелевых аккумулятора по 7 Ач. В таком виде засветку виду ровно две минуты от включения лампы до ее выключения. Лампу не прогреваю, так как 20 ватт довольно мощно. В итоге получаю засвеченный фоторезист. Еще один плюс против нашего, после проявки засвеченные участки темнеют и можно посмотреть на то что получиться. Далее готовим ванну. На стакан ХОЛОДНОЙ!!! воды пол чайной ложки кальцинированной соды. Вода должна быть комнатной температуры. Если взять горячую, то будет как с нашим фоторезистом. Отвалятся все дорожки. После приготовления ванны, купаем текстолит.

Если помогать кисточкой, то проявка займет не более минуты. В итоге мы получим вот такую красоту.

Сушим, смотрим. Если где что-то не так, правим. Если поправить не получается то начинаем все сначала. Еще один плюс против нашего фоторезиста. После засветки кидаем в раствор кальцинированной соды минут на 30 и фоторезист сам отвалится. Отечественный так мне оторвать не удалось, ни ацетоном, ни содой. Короче выкинул испорченные заготовки. После всех проверок травим в травильном растворе. Вот тут каждый сам за себя. Кто в кислоте, кто в уксусе, лично я предпочитаю хлорное железо. Желательно водное, а то безводное если в воду кинуть то будет взрыв:)

Ну после травления как всегда сверление и нанесение паяльной маски, но это тема следующей статьи.

Вот вроде с фоторезистом и все, если возникнут вопросы, пишите либо в коментах, либо на форуме.
Всем хороших плат.

Андрей 05.04.13

Отличная статья. Сделал все как написано, получилось с первого раза. Теперь бы еще про металлизацию такую же статью написал бы кто:)

SergeBS 21.04.13

Дичь какая-то. 1. "Короче если расстояние между дорожками 0.2 - 0.1 мм, то пылинка может сыграть плохую роль и создать перемычку между дорожками.". Фоторезист негативный (см. дальше про шаблон). Пылинка не даст засветить дорожку и в результате - разрыв дорожки а не замыкание. 2. "Для груза использую два гелиевых аккумулятора по 7 Ач." Нет в аккумуляторах ГЕЛИЯ, а есть ГЕЛЬ. И вовсе не обязательно гель есть в необслуживаемых аккумуляторах. Гелевые аккумуляторы - редкость. 3. "В итоге получаю засвеченный фоторезист. Еще один плюс против нашег

SergeBS 21.04.13

Обрезало коммент. Ну ладно. Повторим. Дичь какая-то. 3. "В итоге получаю засвеченный фоторезист. Еще один плюс против нашего, после проявки засвеченные участки темнеют и можно посмотреть на то что получиться. Далее готовим ванну. На стакан ХОЛОДНОЙ!!! воды пол чайной ложки кальцинированной соды. Вода должна быть комнатной температуры. Если взять горячую, то будет как с нашим фоторезистом. Отвалятся все дорожки. После приготовления ванны, купаем текстолит. Если помогать кисточкой, то проявка займет не более минуты. В итоге мы полу

SergeBS 21.04.13

В итоге мы получим вот такую красоту." НИФИГА не получим. Перед травлением надо сдирать с поверхности фоторезиста защитную лавсановую пленку. Независимо от происхождения пленочного фоторезиста. (импорт или Россия). так что вот это: "Андрей 05.04.13 Отличная статья. Сделал все как написано, получилось с первого раза." вранье. Чудес не бывает, сквозь пленку не травится. А если до засветки содрать пленку - фоторезист прилипнет к стеклу. 4. "Сушим, смотрим. Если где что-то не так, правим. Если поправить не получается то начинаем все сначала.

SergeBS 21.04.13

Замечательно:). Фоторезист отлетел - осталась чистая медь - самое время травить. Даже если предположить чудо, что сквозь неснятую защитную пленку что-то (хоть сода, хоть хлорное железо) пролезло... Чтобы фоторезист отлетел. Про взрыв шутка юмора ну совсем не к месту тоже. Кто-то ведь и поверить может. Так что надо править сей магнум опус. И в будущем самому себе отзыв не набивать (это про мифического Андрея, который делал как в статье и у него получилось:)). Комменты читать снизу вверх, "сшивая" по одинаковым кускам текста.

SergeBS 21.04.13

Итого. ПРАВИЛЬНО: 1. Негативный шаблон. Можно на лазернике. У меня струйника нет - а все нормально. 2. Сдираем нижнюю матовую полиэтиленовую пленку. 3. Приклеиваем и даем отлежать под грузом. 4. Засвечиваем - шаблон краской (тонером) к фоторезисту.

SergeBS 21.04.13

5. После засветки - пауза 30 мин. Потом отдираем верхнюю блестящую лавсановую защитную пленку и проявляем в соде. В слабом растворе (лимонная кислота - чайная ложка на стакан) дубим проявленное. 6. В теплую воду кидаем по чуть-чуть (чтобы не закипело) хлорное железо и в нем травим.

SergeBS 21.04.13

7. Протравленное - в любую щелочь ("Крот" разбавленный 1:10 - 1:50 самое то). За 10-15 минут фоторезист отлетит. 8. Промываем водой (можно с жидкими моющими средствами). 9. Сверлим, лудим, паяем детальки. Все. Короче - по инструкции делаем...

Алексей 21.04.13

Уважаемый SergeBS 1 по поводу пленки., описывать ее снятие? Может Вам предложить поучить русский язык, а то как же Вы будите читать-то статью, она же написана по русски. 2 С АКБ это просто стёб ради писанины. Какая разница чем прижимать. Я например заменил их сейчас двумя трансами. И что фотографий мало в статье. Между прочим данная плата работает и прекрасно себя чувствует. И в конце концов есть раздел "Написать статью", Вы напишите, а Вас покритикуют, вот тогда посмотрим. А кричать и поливать грязью может каждый.

Алексей 21.04.13

Ах да, на счёт лазерника. Ни ХР, ни Ксерокс не дают качественных шаблонов. Я перепробовал все. Особенно если с отечественным резистом, то он тупо засвечивается как будто вообще шаблона нет. Может конечно мне продали старый резист... И ещё если по Вашей схеме отодрать защитную плёнку и попытаться приклеить, а потом под груз.)))) Ну-ну.

Виталий 14.05.13

Алексей,очень замечательная статья.У меня есть огромное желание все это проделать, для начала закупиться всем необходимым (если поможете с этим буду очень признателен).А какой именно струйный принтер вы использовали.

Алексей 14.05.13

По началу у меня был Epson Stylus CX4300 но на нем засохла головка. Сейчас я купил Epson L110. Он рассчитан на постоянное пользование и чернила заливаются сбоку в колбы, а не картриджи. По моим замерам черной краски хватит на 50 листов А4 сплошной заливки. Ну и конечно чернила на много дешевле. Если возникнут вопросы, пишите. Обязательно отвечу.

Михаил 16.05.13

Здравствуйте. Статья на самом деле хорошая, это я как человек, уже более 15 лет изготавливающий платы говорю. SergeBS, Вы чего разорались-то? Пишите свою статью, делов-то. :+) А к автору у меня один вопрос: не могли бы Вы рассказать, какие настройки на Epson L110 выставляете, для печати шаблона? С уважением, Михаил.

Алексей 16.05.13

Здравствуйте Михаил. В свойствах принтера выбираю вкладку "Дополнительные настройки". В разделе "Цветокоррекция" ставлю галочку "Настройка". Появится кнопка "Расширенные..." нажав на которую появится меню настроек. В этом меню яркость на минимум, а контрастность и насыщенность на максимум. Желтый цвет на максимум (желтый цвет задерживает УФ), а пурпурный с голубым на минимум. Да вот еще, снять галочку "Высокая скорость печати". Вроде все.

Михаил 16.05.13

А материал / качество какие выбираете? Вообще интересно, просто, я сейчас тоже пользуюсь L100, и что-то наоборот убирал желтый, иначе он на шаблоне сохнуть отказывается (пленка такая же).

Алексей 16.05.13

А там качество либо автомат, либо в ручную. Материал у меня просто бумага. Долго сохнут? Какие чернила? Родные, "Дура" или не оригенал? Это важно.

Михаил 16.05.13

У меня в выпадающем списке полно всего. Нормальное, высокое, фото, наилучшее фото... Я сейчас печатаю выбирая Photo RPM (макс. dpi) с задранной насыщеностью. Печатает медленно, проходов куча, но качество при этом идеальное. Только вот именно желтый цвет сохнет очень долго. А чернила родные, которые в комплекте шли.

Алексей 17.05.13

Ну в принципе это самое то. Я на старом так же настраивал. А сколько сохнут? Если минут 10, то можно в это время фоторезист накатать. :)

Алексей 22.11.13

Почему то в пространстве между дорожек 0.1 0.2 мм фоторезист в соде плохо сходит.. приходится дольше держать и помогать кисточкой и в тот момент когда это пространство очищается, в других местах с более жирными дорожками уже пады и сами дорожки отлетают..

Алексей 23.11.13

Попробуйте уменьшить время засветки секунд на 10-15.

Алексей(друг 17.02.14

Здравствуйте, Алексей! Спасибо за статью. Смешно, но я сейчас делаю точно такую же плату под точно такой же контроллер, только не 100 а 103 серии. Мучаюсь с ПФ- ВЩ. И проблемы у меня точно такие, как Вы описали. Уже извёл лист 30х50 (моя плата 5х6см, т.е. около 50 проб), а результата - ноль. Пока не сдаюсь. Другого ФР у нас в городе нет. :(

Алексей 17.02.14

MarioFly 08.09.14

"Еще один плюс против нашего, после проявки засвеченные участки темнеют и можно посмотреть на то что получиться." Не после проявки, а после засветки.

Антон 04.11.14

Даа, спасибо, тоже намучался с этим ПФ-ВЩ. Думал, что все, руки переросли в другое место. И все же взял на пробу Ordyl, так сразу все и получилось. Даже при шаблоне с просветами (LED принтер) нормально вышло на минимальной засветке.

Алексей 04.11.14

Я этот ПФ-ВЩ отдаю в хорошие руки))) рулон 5 метров. Правда срок годности уже закончился, но я думаю это ничего... У меня защитная маска как 2 года просрочена и ничего. Так что если есть желающие попытать счастье с ПФ-ВЩ, пишите. А то он как чемодан без ручки, самому нафик не нужен, а выкинуть жалко.

Сегодня я вам расскажу про изготовление печатной платы с помощью пленочного фоторезиста или так называемой фоторезистивной технологии изготовления печатных плат. Тока не кричите, что ЛУТ круче, дешевле и быстрее – я не спорю, но фоторезист обладает более высокой разрешающей способностью и способен дать результат там, где ЛУТом может не получится. Все нижесказанное будет относится к пленочному негативному фоторезисту. В своей практике использую ПФ-ВЩ-50. Процесс изготовления платы с помощью пленочного фоторезиста можно разделить на следующие этапы:

1) подготовка заготовки платы и фотошаблона;
2) нанесение фоторезиста на заготовку;
3) засветка заготовки с фоторезистом через шаблон;
4) проявка рисунка платы;
5) травление платы.

Заготовку выпиливаем из фольгированного материала с припуском не менее 5 мм к основному размеру с каждой стороны. Шаблон печатаем на пленке для того принтера, который есть под рукой. У меня лазерный и я печатаю на универсальной двухсторонней пленке для лазерных принтеров и копировальных аппаратов. У кого струйник, то соответственно берем пленку для струйников. При печати в настройках лазерника выбираем максимальное качество печати, отключаем экономию тонера – чем его больше будет на шаблоне, тем лучше. В итоге у нас есть следующее:

Принтер старый и картридж перезаправлялся кучу раз, так что качество печати оставляет желать лучшего. Поэтому тонер на шаблоне достаточно прозрачный, а нам нужно, чтоб он пропускал как можно меньше света, т.е. необходимо увеличить оптическую плотность изображения. Для этих целей есть средство для увеличения оптической плотности негатива Density Toner, но найти его не удалось да и стоит он прилично. Решил попользоваться ацетоном – для моих нужд оказалось более чем достаточно: кусок медицинской ваты смачиваем в ацетоне, кидаем в стеклянную банку, туда же помещаем шаблон рисунком внутрь банки, закручиваем крышку и ставим нагреваться.

Нагрев можно также проводить на батарее отопления или ещё как-нить (зависит от фантазии). Данный процесс требует контроля, чтобы не передержать шаблон в парах ацетона, а то весь рисунок стечет на дно банки. На фото шаблон, прошедший пары ацетона – он стал каким-то более черным и блестящим, попробуйте – результат будет на лицо.

Переходим к нанесению фоторезиста на фольгу заготовки, для этого запасаем примерно следующие инструменты:

Раскатываем рулон фоторезиста и по заготовке вырезаем ножом кусок с небольшим запасом по сторонам, т.к. идеально ровно его приклеить не получится.

Теперь берем «нулевку» и под струей холодной воды начинаем зачищать фольгу заготовки платы от оксидной пленки. Признаком отсутствия оксидной пленки является равномерное покрытие фольги водяным слоем и отсутствие капель.

Теперь отделяем от вырезанного куска фоторезиста нижнюю (матовую) пленку. Это можно сделать кончиком ножа, которым вырезали или иголкой. Отделяем пленку примерно на ширину 5-10 мм и приклеиваем фоторезист к заготовке так, чтоб не оказалось воздушных пузырей.

Теперь постепенно вытягивая пленку, прикатываем валиком фоторезист к заготовке. После прикатки, выступающие стороны обрезаем и прокатываем заготовку в ламинаторе.

Теперь приступаем к засветке (экспонированию) закотовки. В качестве источника излучения использую лампу COMTECH CE ST 26 E27 BLACK. На данном этапе необходимо правильно выбрать время засветки (см. комментарии к статье). Ложим заготовку на твердую ровную поверхность, сверху накладываем шаблон и накрываем это всё обычным оконным стеклом, сверху устанавливаем лампу.

Накрываем заготовку книгой или другим непропускающим свет материалом, включаем лампу и даем ей прогреться в течении минуты.

Снимаем непрозрачное покрытие и засекаем время, необходимое для нормальной засветки.

Как только необходимое для засветки время истекло – выключаем лампу, убираем заготовку в темное место и идем готовить проявитель. В качестве проявителя использую кальцинированную соду (моющее средство), она продается в хозтоварах по цене примерно 20р за 0,5 кг. Для приготовления берем чайную ложку соды и разводим 1 стаканом холодной воды.

Теперь достаем засвеченную заготовку, отделяем верхнюю глянцевую пленку, бросаем заготовку в проявитель и трем зубной щеткой – на фоторезисте начинает проявлятся рисунок будущей платы.

Продолжаем «чистить» будущую плату до тех пор, пока весь лишний фоторезист не смоется и мы не получим вот это:

Промываем нашу будущую плату под холодной водой и кидаем плавать в травильный раствор.

Для травления использую хлорное железо, а чтобы ускорить процесс, приклеиваю плату к куску пенопласта двухсторонним скотчем и опускаю рисунком вниз. При этом надо проверить, не остались ли под платой пузырьки воздуха, а то будут непротравы. Через минут 10 получим следующий результат:

Теперь надо смыть оставшийся фоторезист и тут можно пойти 3 путями:

1) бросить плату в каустическую соду (ОСТОРОЖНО! ЩЕЛОЧЬ! РАБОТАТЬ В ПЕРЧАТКАХ!);
2) прокипятить плату в растворе, в котором проявляли;
3) бросить плату в раствор, в котором проявляли заготовку.

Выбор метода зависит от времени, за которое надо сделать плату. Самое долгое – это отмачивание в растворе, в котором проявляли (бросаю туда на ночь). При кипячении в проявителе требуется примерно пару минут. Для каустической соды времени не знаю, но говорят что тоже очень быстро.
Осталось довести нашу плату до нужных размеров, т.к. мы делали припуски по каждой стороне и можно сверлить и паять наш девайс. Но для придания плате красоты и улучшения паяемости, лучше ещё провести лужение проводников. Кто чем, а я - сплавом Розе, так как получается очень быстро. Для этого беру следующие ингридиенты:

В посудину с плоским дном наливаем стакан воды и добавляем ложку лимонной кислоты (играет роль флюса), кидаем туда плату дорожками вверх и сверху ложим кусок сплава Розе. Все это ставим на плиту и ждем пока сплав не начнет плавиться (лучше плату чем-нибудь придерживать).

Расплавленный сплав «растираем по плате» (я использую кисть с намотанным куском ваты). БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ! ПАРОМ МОЖНО ОБЖЕЧЬ РУКИ! При «растирании» лишки сплава скидываются в воду и на проводниках остается лишь тонкая блестящая пленка. Вытаскиваем плату и промываем водой. А вот теперь можно сверлить и паять.

Некоторые комментарии к технологии:

1) Весь процесс занимает примерно 1 час времени.
2) При покупке фоторезиста смотрите на дату изготовления. Срок годности 9 месяцев, после этого срока он плохо липнет к плате. Купленный фоторезист хранить в холодном месте (у меня лежит в холодильнике, до сих пор хорошо липнет, хоть и просроченный).
3) Нет ламинатора чтобы прикатать фоторезист к заготовке? Не беда – поможет утюг. Включаем терморегулятор на 1-е положение и ждем пока утюг нагреется. После нагрева до определенной температуры утюг отключится, вытаскиваем вилку из розетки и ложим плату на пошошву утюга фоторезистом вверх, даем плате прогреться. Снимаем ее и «от души» прокатываем валиком.
4) При накатке фоторезиста на мокрую заготовку и использовании ламинатора, лучше прогнать заготовку через ламинатор на холодном режиме, чтобы выдавить воду. Иначе при горячем ламинировании вода будет испаряться и под фоторезистом появяться воздушные пузырьки.
5) Выбор времени засветки заготовки через шаблон ведут следующим образом: Печатают негативный шаблон с цифрами от 1 до 10, накладывают на плату с нанесенным фоторезистом и через каждую минуту засветки закрывают непрозрачным материалом по одной цифре начиная с 1. После проявки будет видно сколько же минут засвечивать. У меня лампа 26Вт, расстояние от заготовки до лампы 12 см, толщина стекла 4 мм – время засветки 3 мин, пробовал на 5 минутах – тоже получается. Беру фоторезист одного и того же производителя – время const.
6) Лудить сплавом Розе можно в глицерине, но можно получить от домашних, за устроенный на кухне «туман».
7) При пайке луженой платы с флюсом его после пайки надо сразу смывать, а то флюс вызывает потемнение сплава Розе.
8) Фоторезист не боится света от ламп накаливания, так что можно работать при свете.

Что нам нужно:

Фоторезист пленочный негативный (например в AliExpress)
ПК и (как вариант SL5-SL6)
Прозрачная пленка для струйного или лазерного принтера (например такая)
Принтер (для соответствующей пленки - у кого какой)
Фольгированный стеклотекстолит
Бумага (обыкновенная) и стирательная резинка
Острый предмет (иголка, скальпель и т.п.)
Ультрафиолетовая лампа
Кальцинированная сода (пищевая не подойдет)
Ровные руки

Итак, пленочный негативный фоторезист являет собой полимерный светочувствительный материал, покрытый с обеих сторон тонкой защитной пленкой (такой бутерброд на рис. 1). Воздействие света на него либо разрушает полимер (позитивный фоторезист), или, наоборот, вызывает его полимеризацию и понижает его растворимость в специальном растворителе (негативный фоторезист). При последующей обработке происходит травление в «окнах», образованных засвеченными (позитивный фоторезист) или не засвеченными (негативный фоторезист) участками полимера.

Например, имеется готовая разводка некого девайса (пусть в ):

Для изготовления печатной платы необходимо сначала изготовить фотошаблон для фоторезиста. Для этого:

лезем в меню "Файл"->"Печать"
отключаем печать ненужных слоев
масштаб 1:1
и ставим галку "Негатив" (если забыли поставить и пустили в печать на принтер - придется перепечатывать)!!!
на прозрачную пленку нужно выбросить побольше краски. Поэтому, лезем в настройки принтера и выставляем:
1. качество печати: очень высокое
2. тип печати: черно-белый
3. если есть другие настройки - смотрим сами

Еще раз проверяем п. 2-4 и посылаем шаблон на печать (см. рисунки ниже).

После – проверяем наш шаблон на прозрачность – рисунок должен быть четким и не просвечиваться (если сквозь него все видно – плохо дело – можно пустить его еще раз на печать или напечатать новый (изменив настройки печать принтера))

Вот результат:

А пока наш шаблон подсыхает (не оставляйте на нем свои отпечатки), подготовим основу для нанесения фоторезиста - фольгу текстолита. Для этого, медное покрытие текстолита надо зачистить и обезжирить: берем нужного размера текстолит и протираем медный слой стирательной резинкой, дабы удалить грязь с меди. Всё, трогать пальцами эту часть текстолита НЕЛЬЗЯ! Чтобы на фольге не осталось частиц резинки и снова не замазать ее жирными руками, медь стоит чуть полирнуть до блеска бумагой (но НЕ НАЖДАЧНОЙ!).

Далее берем наш фоторезист (тот, который рулончик). Отрезаем нужный кусок и прячем рулон куда подальше от света (иначе – со временем может засветиться и целый рулон пропадет). Нужно НЕМНОГО подцепить матовую защитною пленку (она находиться с внутренней стороны рулона см. рис.) с помощью иголки, например.

Не трогайте пальцами той части фоторезиста, с которой сдираем пленку, иначе он не прилипнет к меди .
Теперь легким движением руки прикладываем фоторезист к плате, прижимаем и постепенно снимаем матовую пленку (фото). Аккуратно разглаживаем все это дело (фоторезист должен прилипнуть весь и чтоб без пузырьков и т. п., после разглаживания плату можно положить между страницами книги и крепко прижать)

Пока мы лепили фоторезист к меди, наш фотошаблон успел высохнуть (надеюсь). Теперь прикладываем его к плате с фоторезистом (стороной, где напечатано, к фоторезисту – если печатали не зеркальный шаблон). Выравниваем шаблон по краям платы и кладем на него стекло (шаблон должен быть плотно прижат к плате, иначе может засветиться то, что не должно засвечиваться)
Теперь ставим ультрафиолетовую лампу на уровне 10-15 см над платой и засвечиваем наш фоторезист приблизительно на 7 минут.

Снимаем фотошаблон и сдираем прозрачную пленку с платы (фоторезиста). Эту операцию нужно проводить аккуратно, чтобы не содрать и сам фоторезист с платы.

Теперь нужно проявить наш фоторезист. Для этого замачиваем нашу плату в растворе кальцинированной соды на 30 секунд. Легкими движениями зубной щетки по поверхности платы смываем остатки не засвеченного фоторезиста (при этом окунаем плату в раствор соды). Когда будет четко видна медь, промываем плату обычной водой и пусть просыхает.

Какие могут возникнуть проблемы?

Если остается фоторезист, там, где его быть не должно, значит:

Либо пересветили ультрафиолетом,
Либо сделали плохой фотошаблон и через него ультрафиолет засвечивал все
Фотошаблон плохо был прижат к фоторезисту (в этом случае дорожки могу быть шире нужного)

Если при проявке фоторезиста сдираются сами дорожки, то:

Фоторезист плохо пристал к меди -> медь плохо подготовлена (жирная, грязная и т. п. или фоторезист битый (у меня такого не было, но всякое может быть))
Нужно ЛЕГЧЕ тереть зубной щеткой
Передержали плату в воде (растворе) – фоторезист ведь к меди не на суперклей клеился.

Ну и если фоторезист при проявке смывается полностью – значит недосветили УФ лампой

А далее все как по сценарию: хлорное железо…вытравливаем…смываем остатки железа…фоторезист можно снять ножом, а можно и растворителем (что есть гораздо легче), а можно оставить как защитное покрытие дорожек (если можно так выразиться).

С первого раза может выйти кривовато, но с практикой – приходит мастерство. Удачи!