среда, 12 августа 2009 г.

Первый блин комом или нюансы травления плат при помощи фоторезиста.

Ну как видно из заголовка - первый блин комом :) Сегодня вытравил свою первую "плату".
Честно говоря результатом остался скорее доволен чем разочарован, но есть еще над чем работать и до настоящей платы еще нужно многое сделать. Но обо всем по порядку.

Я не буду много распространятся почему была выбрана технология с использованием фоторезиста, скажу только что привлекает в ней возможность повторного использования фотошаблона и то что платы можно печатать мелкой серией за один раз (чего я собственно и добиваюсь).

Для печати фотошаблона использовалась пленка Xerox Premium Transparencies, для лазерных принтеров. Пачка в 100 листов обошлась что-то около 150 гривен, это в два раза дешевле чем брать поштучно. Пленка приятная в работе, не усаживается, изображение на ней получается четкое и прекрасно держится. Но главное ее достоинство - прозрачность для УФ лучей. (Да возможно есть другие варианты, но сейчас у меня в зоне досягаемости было именно это :) )

Фоторезист, опять таки из-за доступности, куплен был Positiv 20 торговой марки KONTAKT CHEMIE. Жидкость сразу скажу весьма вонючая и даже после высыхания аромат у нее достаточно противный, поэтому работать с ней лучше в перчатках и респираторе, и не допускать попадания на одежду и кожу.

Для травления использовался односторонний текстолит толщиной 1мм.

Разводка - демоплата с сайта "Электроника для всех"

Итак приготовления окончены, сам процесс:

1. Лейаут платы распечатан на прозрачной пленке.
Тут у меня никаких нюансов не возникло, SprintLayout действительно классная программа, единственное нужно не забывать перед печатью цвет дорожек ставить черным. Мой HP P1005 зеленый цвет распечатал серым полутоном, а это даст не нужную засветку при экспозиции.

2. Текстолит разрезается по размерам будущей платы.
Вот тут меня догнал первый баг. Я так и не придумал чем резать текстолит. В итоге я порезал его сапожным ножом под железную линейку. 5-6 резов с одной стороны и 5-6 резов с другой. Потом на край стола и по линии реза ломаем. Но такой способ мне показался очень медленным, на одну плату около 5 минут, поэтому как его лучше резать буду думать...

3. Обработал пластик обезжиривателем и покрыл фоторезистом.
На этом этапе я чуть не разочаровался во всей этой технологии.

Дело в том что фоторезист должен лежать на плате как можно меньшим слоем и как можно равномернее (в идеале должна получиться светло-синяя пленка без потеков). Но в ручную с балончика, так и не получилось этого добиться. Самое лучшее что у меня вышло - это равномерный слой темно фиолетового цвета. Промучившись с тремя пластинками около часа, я решил оставить то что есть и посмотреть как все это будет проявляться и травиться.

По инструкции к фоторезисту пластины должны сохнуть в течении суток при комнатной температуре (если при температуре 70С, то 20 минут).

Причем по мере высыхания он становится чувствительным к свету (в аэрозоли и жидком состоянии к свету практически не чувствителен). Поэтому сохнуть я его оставил в закрытой коробке из-под материнки.

4. Экспозиция и проявка
Высушенный фоторезист чувствителен по большей части к УФ излучению, однако засветку можно проводить и при помощи обычных ламп дневного света, просто нужно увеличить выдержку. Поэтому не стоит держать не проявленные платы на свету длительное время.
(Поправьте если я не прав, но я не нашел внятного указания о воздействии рассеянного света. У меня платы в общей сложности были засвечены примерно 10 минут пока я перетаскивал их с коробки под лампу и готовил пленку)

Для засветки я использовал лампу черного света Delux EBT-01.

Слайд с рисунком платы, я положил в коробку из-под CD чтобы обеспечить нормальное прилегание.

Так получилось, что я не нашел ни одной настольной лампы куда эта лампочка могла бы вкрутиться, поэтому вкрутил ее в патрон и все это положил в ящик. Время экспозиции примерно 5-7 минут.

После этого проявка в растворе едкого натра (NaOH, каустическая сода, средство для прочистки канализации "Крот"). Раствор из расчета 8г. на литр воды.

Тут я так понял главное не передержать, 3-5 секунд, как только становится виден рисунок, и нужно вытаскивать и промывать в воде. Один из шаблонов я угробил именно тем что стал рассматривать как он проявляется в едком натре и в итоге передержал (все смылось :) )

Полученные дорожки получились четкие и прочно держались на фольге. Но тут дали о себе знать огрехи при нанесении фоторезиста, сразу стало видно где были потеки и дорожки там выглядели убого.

5. Травление в хлорном железе.
Ну наверное не самый быстрый способ, но других реактивов у меня под руками сейчас нет. В перспективе хочется попробовать соляную кислоту с перекисью водорода, но это потом :)
Хлорное железо добавляется в воду до насыщения раствора (пока не перестанет растворяться). После этого опускаем туда проявленную плату и ждем пока не сойдет медь на открытых участках. Процесс этот занимает примерно 10 минут

Главное чтобы раствор был достаточной концентрации и не забывать его помешивать (знаю знаю что есть технологии как обеспечить циркуляцию ХЖ вокруг платы, но мой технологический процесс пока не вышел за пределы "наколенных" технологий:) )

Тут особых неожиданностей не произошло, плата четко протравилась в тех местах где дорожки были аккуратно проявлены, и размазалась в местах где были потеки.

В итоге получилось вот такое нечто не суразное:

На фото видно как не вытравилась медь в местах где не смылся фоторезист. Я специально не смывал его на правой половине платы чтобы было видно как не должно быть :)

С другой стороны, радует четкость полученных дорожек, там где плата протравилась нормально.

В любом случае это поделее можно будет использовать для дальнейших экспериментов по сверлению и лужению.



Выводы:
В общем пока что я не разочарован. Но технологию нужно совершенствовать.
Во-первых нужно научиться равномерно наносить фоторезист на плату. Очень понравилось как это делают вот тут: http://www.youtube.com/watch?v=jq-71GweVhk&feature=fvw
Но где достать такой фоторезист? Возможно лучше использовать пленочный? Буду думать.

Во-вторых лампа в ящике это не фен-шуй. Хочу что-то типа такого:
http://www.megauk.com/hobby_equipment.php
но там это дорого, поэтому буду думать в сторону того чтобы склепать самостоятельно.

Так-же хочется сухожаровой шкаф для просушки. Да и вообще, нужно наверное убраться в котельной и оборудовать там нормальную лабораторию.

пятница, 7 августа 2009 г.

Затравка...

Первое сообщение в моем блоге :). Приурочено оно покупке паяльной станции и набора всякой всячины для разработки электронных устройств.
Кроме самой станции разжился набором реактивов для изготовления печатных плат, УФ лампой и отладочной платой.
Все это планируется использовать для дальнейшего саморазвития в области электроники, заброшенной мною в юности.
Основным направлением для экспериментов будет разработка устройств на микроконтроллерах.
В этом гаджете обнаружена ошибка