понедельник, 28 сентября 2009 г.

Все дело в негативе (часть 2)

Ха, сегодня еще один успех! После жесткого сегодняшнего деливери я и не думал что буду заниматься чем-то дома.
Но ужин великая вещь! :) Поэтому я сегодня таки пролудил платы. И получил 100% результат. Ни одной платы где-бы не пристал припой. Итак делюсь технологией.

Для лужения я пользуюсь сплавом Розе.

Поначалу меня стремал этот сплав, но потом поразмыслив пришел к выводу, что лужение нужно только для того чтобы защитить дорожки от окисления. В месте пайки этот сплав ассимилирует с припоем, причем в пропорции где припоя будет больше чем слава Розе.

Сплав Розе растапливается в ванночке из нержавейки и заливается сверху глицерином. (Продается в аптеке, покупать для наружного использования, не менее 85%. Стоит ~2грн.)

Кстати ванночка из нержавейки наше все в этом процессе.
Во-первых не смачивается сплавом Розе. Он бултыхается в глицерине как расплавленный терминатор-2.
Во-вторых, некоторые мои знакомые рассказывают о жуткой вони глицерина. Я предполагаю что это вовсе не глицерин, а остатки всякого шмурдяка который был на левой посуде. (Серега, камень в сторону банки из-под шпротов :) ) По крайней мере, в нержавеющей посудине у меня глицерин практически не дымил и до конца оставался чистым и прозрачным.
В-третьх, кто-то советует тефлон. Категорически против. Для сплава Вуда еще может быть и не перегревать выше 100С, но я работаю на температурах порой около 300С, а при такой температуре тефлон может быть токсичным. Да и вообще, поменьше химии.

В глицерин в качестве флюса добавляем немного лимонной кислоты.

Для справки, температура плавления сплава Розе (для тех кому лень лезть на Википедию) ~95-98 C, температура кипения глицерина 290С, поэтому процесс достаточно безопасен для плат и теоретически можно использовать обычный припой, но лимонная кислота в качестве флоса не покатит, т.к. она разлагается при температуре 175 С.

Очищенная от фоторезиста плата, фольгою вниз, опускается в эту смесь. Если окисел на плате незначительный и плата обезжирена, то залуживается она практически сразу вся. Но это идеальный случай. У меня обычно центр платы остается непокрытый. В таких случаях плата переворачивается дорожками вверх и ватным тампоном, под слоем глицерина сплав Розе размазывается по дорожкам.

После этого плата вынимается и ракелью (резиновый шпатель по-русски :) ) снимаются излишки сплава. Кладем плату чтобы остыла, и после этого водою смываем остатки глицерина (глицерин после нагревания становится особенно липким и противным, поэтому я предпочитаю смыть а не просто протереть).

Вот такой рецепт приготовления луженых плат :)

На днях постараюсь фото выложить.

Все дело в негативе (часть 1)

Зачем нужен блог, если ты там все равно не пишешь?

(с) Внутренний голос.

Решил я, наконец-то, внять своему внутреннему голосу и добавить очередное сообщение в свой блог.

Тем более что похвастаться есть чем.

А именно технологией травления печатных плат с использованием фоторезиста.

Да, я не забросил это дело и имею, как мне кажется, весьма не плохие результаты. На днях я закончил изготовление небольшой серии плат для нашего сисадмина и на этом примере опишу как и что.

Но обо всем по порядку.

Итак, весь процесс можно разбить на следующие этапы:

  1. Раскрой текстолита и подготовка его к нанесению фоторезиста.

  2. Нанесение фоторезиста.

  3. Подготовка фотошаблона.

  4. Экспозиция.

  5. Проявление фоторезиста.

  6. Травление меди.

  7. Снятие фоторезиста и лужение.


Раскрой текстолита.

Процесс достаточно муторный и неблагодарный. Сейчас я стараюсь раскроить его таким образом чтобы максимально облегчить процесс нанесения пленки фоторезиста. Дело в том что на очень больших заготовках очень легко получить пузыри и вздувшийся фоторезист. Слишком маленькие заготовки — лишняя работа по нанесению фоторезиста и перерасход на обрезки и кромки.

На данный момент лучше всего у меня получается нанести фоторезист на заготовку размером примерно 100х100мм.

Для резки текстолита я использую нож с лезвием в форме крючка.



Очень удобный инструмент, но, гад, имеет большой недостаток — очень быстро садится. Одного лезвия хватает на раскрой не более чем одного листа формата А4. Да и то не на весь.

Этим ножом текстолит режется не за один проход, а двумя-тремя резами с одной стороны листа, и столько-же с другой. Затем лист ложится на край стола и обламывается по линии реза.

Очень часто не получается хорошо прорезать на краю листа, в таких случаях в этом месте я делаю надрез ножницами по металлу.

Очень важно чтобы рез ножом с одной и с другой стороны листа был по одной линии. Сдвиг хотя бы на полмиллиметра может дать ступеньку на линии отреза. Но это дело сноровки :)

Полностью кроить лист ножницами по металлу мне не нравится, т.к. Текстолит при этом сильно корежит и трудно потом получить нормальное прилегание заготовки к фотошаблону.

После раскроя края заготовок нужно обработать на точильном камне. Дело в том что после того как лист переломался, в месте реза остаются остюки стеклоткани и заусенцы на меди, а все это потом негативно скажется на процессе нанесения фоторезиста.

После обработки краев все это промываем в проточной воде с моющим средством. Вода на поверхности платы должна растекаться равномерным слоем, а не собираться каплями:

Нанесение фоторезиста

После того как заготовки порезаны, наносим фоторезист. Я пользую фоторезист который продается на e-voron, увы не знаю его названия, у них он числится под кодовым именем «Пленочный фоторезист, негативный». Он представляет собой пленку светло-синего цвета. Эта пленка с двух сторон имеет защитное покрытие: глянцевое, находится на верхней стороне и защищает нанесенный фоторезист от механических повреждений, матовое, находится снизу и предохраняет клейкий слой от высыхания.

Отрезаем кусок фоторезиста по ширине равный ширине заготовки, и на 4-5мм длиннее. Аккуратно снимаем первые 10мм матовой защитной пленки и приклеиваем ее со стороны где нет медной фольги.

Затем огибаем через край и разглаживая к краям клаим оставшуюся часть постепенно снимая защитную пленку. Не нужно сразу снимать ее, т.к. Это приводит к неровностям и пузырям.

Хвост который мы оставили со стороны где нет фольги необходим для того чтобы фоторезист не замялся в ламинаторе. Да-да именно, ламинатор. Маст хев устройство для тех кто думает всерьез работать с фоторезистом. Дело в том что фоторезист на хододную не очень хорошо цепляется к фольге (но по закону Мерфи, вы фиг отклеете замявшийся

кусочек), поэтому нужно хорошенько прикатать его и желательно при температуре 70-100С. Некоторые делают это на утюге, но меня такой вариант не устраивает. Поэтому я разжился ламинатором, благо они щас не дорогие.

Я пользую ES-400C. Он может протянуть листовые материалы до 4`` по ширине и до 4мм по толщине. Имеет два режима холодный и горячий. Меня вполне устраивает, тем-более что цена с доставкой примерно 40$.

После того как резист нанесен вcтавляем заготовку в ламинатор тем концом, где фоторезист огибает текстолит (иначе возможно замятие и прийдется разбирать девайс. А вдруг он на гарантии? Только в случае чего не говорите, что вы в нем платы жарили, думаю это не плохой повод для снятия гарантии).

И еще, старайтесь чтобы фоторезист не висел по краям платы. Эта гадость налипает на барабаны ламинатора и мажет потом все что через него проходит.

Подготовка фотошаблона

Какой у нас фоторезист? Правильно, негативный, другими словами, то что не засветится — будет смыто. Поэтому шаблон должен быть подготовлен соответствующим образом.

Я печатаю шаблоны на пленке XEROX Premium Transparencies для лазерных принтеров. Отключаю всякие экономичные режимы и вывожу на максимум контрастность печати.

Честно говоря, шаблон все-равно получается слегка прозрачным. Но всякими усилителями плотности я не пользуюсь, т.к. результат меня устраивает, а стоят они негуманно...

Говорят можно получить шаблон на обычной бумаге, просветлив ее потом дихлофосом (или специальным просветлителем), но это как по мне тоже шаманство.

Экспозиция

После того как все эти операции проделаны, нужно засветить фоторезист через фотошаблон.

У меня эта операция сейчас выглядит очень по шамански и делается почти что на коленках. Вернее на книжках. Что там сверху? Хождение по мукам? Классика однако :)

Я использую лампы черного света купленные все на том-же e-voron, Лампа EBT-01 . Стоит не дорого и дает вполне приемлимые результаты.

Кстати, наш фоторезист чувствителен именно к УФ излучению и практически не засвечивается дневным светом. У меня заготовки провалялись в коридоре около недели и оставались пригодны для работы. Но все-же не стоит злоупотреблять :)

В процессе засветки очень важно обеспечить плотное прилегание фотошаблона к фоторезисту. Иначе пойдет боковая засветка и мы получим размытый контур. Для эих целей я использую фот такую приспособу из CD бокса:

Также говорят, что ни в коем случае нельзя снимать верхнюю защитную пленку с фоторезиста, не знаю такого эксперимента пока не проводил.

Время засветки, я ставлю 5 минут с расстояния 30см. Есть мнение, что если пересветить, то фоторезист будет слазит в момент проявки. У меня он всегда слазит в момент проявки, если я передержу. Поэтому там своя технология. На этом же этапе 5 минут, как по мне, дают самый оптимальный результат.

Фоторезист у нас индикаторный, поэтому в местах, где он засветился, он из синего станет фиолетовым.

Очень важный момент, после засветки заготовку нужно снова прогнать через горячий ламинатор. Благодаря этому засвеченные участки станут более прочными, что позитивно скажется на процессе проявки. На фото: слева - после ламинатора, справа только после засветки.

Проявка

Для проявки я использую раствор едкого натра (NaOH) в воде. Вода обычная из-под крана. В дистилате лучше, но ночью на соседской заправке дистилат не продают. Наша Бердянская вода дает не красивые белые клочья реагируя с едким натром, но кроме эстетических других недостатков не замечено :).

Время проявления 20-30 секунд. Фоторезис на не засвеченых участках должен стать почти прозрачным, светло-фиолетового оттенка. В этот момент плату достаем из щелечи и под теплую проточную воду, при этом мазюкаем кисточкой по помехности платы вымывая растворившийся фоторезист. Тут важно не передержать плату в щелочи. Иначе фоторезист ВЕСЬ станет похож на мивину и в скором времени слезет.

Кто занимался фотографией, знает что если лист проекспонированой фотобумаги опустить в проявитель, там сначала покажется рисунок, а если передержать, то она вся потемнеет. Здесь я так понимаю происходит подобный процесс. Поэтому без фанатизма :) И кистокой вымываем то что не вымыла вода.

Кстати, едкий натр не даром так называется, так что работаем в перчатках.

Еще я слышал о положительных результатах в Тайде. Наверное правда, главное нужен щелочной раствор для проявки (вспоминаем химию). Но проверять не стал, щелочь стоит копейки, расход 4г на 0.5л воды.

И еще, после проявки не выливайте щелочь. Она нам пригодится после травления чтобы смыть остатки резиста. Помните что там говорилось о том что будет если передержать? Во-во...

Травление

Все по классике. Хлорное железо. В пропорции пока расстворяется в воде (раствор как крепкий чай). Но чтобы и тут была технология соорудил вод такой вот бульбулятор с подогревом. Адская машинка. Платы травятся в течении минут 10 (это так чтоб наверняка). Аквариумный терморегулятор дает температуру порядка 30-40С

Из недостатков — немного брызгает хлорным железом. Поэтому я все травление делаю в ванной. Будет время додумаю как бы его гермитизировать, но с другой стороны, я считаю что при работе с ХЖ нужна проточная вода по лубому, а значит раковина, поэтому несколько капель просочившиеся из бульбулятора растворятся в смывке плат.


Кстати, хлорное железо прекрасно отмывается моющими средствами содержащими щавлевую кислоту. Главное дать откиснуть.

К сожалению, сегодня уже нет сил и желания заниматься лужением, поэтому для этого мы создадим часть вторую, где поговорим о том как это все залудить и о браке который имеет место быть...

В этом гаджете обнаружена ошибка