Как сделать качественную печатную плату

[Ivan_Zero]

Прогреваю феном, расстояние ~5 см, на максимальной мощности.

Под прессом выдерживал от часа до нескольких часов, просто забыл написать:)

Дефекты я попробовал исправить, но маркером дорожку 0.35мм я не смог нарисовать:) Да и раствор попал под фоторезист и разъел больше, чем нужно было.

После эскпонирования плата прогревалась, как и советовали.


Собственно, провёл эксперимент - вчера наклеил полоску-обрезок фоторезиста на обрезок текстолита, на ночь под пресс, сегодня утром проэкспонировал три участка с помощью маски с выдержкой 1, 2 и 3 минуты. Выдержал в темноте 15 минут, прогрев 2 минуты и проявка в тёплом растворе кальцинированной соды (2 чайных ложки на пол-литра воды). Худший вариант - 1 минута. Всё расплылось и стало мутным. Лучше всего удался участок с выдержкой 3 минуты - на нём остались практически полностью целыми даже надписи шрифтом 1.5 мм высотой (хотя и чуть истончились). Просушка утюгом через лист бумаги (правда, на "*" он не выставляется, только на "**" - но проглаживал осторожно, несколько раз перекладывая бумагу, чтобы впиталась вода) показала, что бумага приклеивается к фоторезисту на участке с засветкой в 1 мин. К двум другим практически нет - хотя на участке с засветкой в 3 мин. в паре мест бумага чуть прилипла, но не критично.
Фото прилагается.

Ещё сегодня напечатаю маску на новом картридже - проверю, не влияет ли бледно печатающий картридж на стойкость мелких элементов рисунка, вроде надписей.

Итог (прошу поправить, если ошибся):

1. Длительность засветки фоторезиста влияет на его стойкость к проявке.
- Незасвеченный фоторезист нестоек и смывается (места, которые вытравливаются).
- Неполностью засвеченный фоторезист не обретает достаточной стойкости, в результате чего становится вязко-липким (брак).
- Полностью засвеченный фоторезист стоек к проявке, не липнет, поверхность глянцевая как до, так и после просушки утюгом (хороший результат).
- Пересвеченный фоторезист становится хрупким и разрушается (как пластик, долго пролежавший на Солнце) при сушке (брак).

2. Качество печати влияет на качество протравливания заданных участков.
- Плохое качество печати (мало тонера, изношенный фотобарабан (бледность) или магнитный вал (линии тоньше чем на самом деле)) приводит к частичной засветке мест, которые засвечиваться не должны. В результате эти места будут забиты вязко-липким, неполностью растворившимся в проявочном растворе фоторезистом. В итоге вытравлены качественно не будут, что приведёт к КЗ.

3. Качество прижима маски к заготовке влияет на качество протравливания заданных участков.
- Плохой, неравномерный прижим маски к заготовке может привести к тому, что будут засвечены места, которые не должны засвечиваться (UV-излучение попадёт под маску в этих местах). Особенно это касается тонких дорожек и надписей мелким шрифтом.

P.S. Вопрос по поводу прогрева утюгом. Смысл этой операции именно в усилении полимеризации уже промытого и проявленного фоторезиста?
P.P.S. Вопрос по длительности проявки. В моём случае проявка длилась около 3-4 минут, т.к. за две минуты весь незасвеченный фоторезист смыт небыл. Возможно, в данном случае длительность проявки определяется до полной смывки незасвеченного фоторезиста? Насколько ухудшает качество длительная проявка, и ухудшает ли?

[aam]

проявка в тёплом растворе кальцинированной соды

Вот и одна из ошибок!
Проявлять надо в ХОЛОДНОМ растворе (точнее, комнатной температуры или градусов 18 - почитайте на фоторезисте инструкцию!)
А снимают фоторезист в горячем растворе!

Как проверить свежесть: если полоска резиста, прижатая пальцем к плате прилипает так, что при отдирании фоторезист портится - он свежий. Если полоска почти не липнет - он старый.
В случае 2 остается только 1 вариант - накатка под водой и пресс на сутки - это позволит хоть как-то попытаться истратить оставшийся резист.

Вопрос по поводу прогрева утюгом. Смысл этой операции именно в усилении полимеризации уже промытого и проявленного фоторезиста?

Может и в этом. У меня тоже бывало в начале слезали дорожки и я пробовал разные варианты - после проглаживания мне наконец-то удалось протравить первую (фоторезистивную) плату. В любом случае - нагрев - усиленная полимеризация. Возможно, она влияет и на адгезию. Вот маску, чтобы она не смывалась спиртом, я "закрепляю" в духовке.

Возможно, в данном случае длительность проявки определяется до полной смывки незасвеченного фоторезиста?

Да. Рекомендую после смывки основной массы фоторезиста промыть плату под струей холодной воды, осмотреть где вязкий резист остался и продолжить проявку в этих местах интенсивным поглаживанием их кисточкой.
Как влияет длительность проявки - хз. В любом случае плохо. Но маску я иногда проявлял и по 5-6 минут, причем скоблил пяточки чуть ли не ногтем (ну там другой базар - выдержка 20 минут - резист при желании не сдерешь, дорожки скоблить нельзя!!!). А вязкий резист тоже иногда долго смывал. В общем, 3 - 4 минуты - норм.

[Ivan_Zero]

Проявлять надо в ХОЛОДНОМ растворе

Ой, вот этот момент я в инструкции к фоторезисту проморгал. "Если у вас ничего не получается - прочтите наконец инструкцию!" - совет на века!:) Думал, если раствор тёплый - ускорение реакции, т.е. лучше промывка будет.
Огромное спасибо за указанную ошибку!

[Ivan_Zero]

Просмотрел несколько статей по изготовлению плат с фоторезистом, и возник такой вопрос - после засветки заготовки УФ-лампой будущие дорожки должны быть видны визуально? Или только прозрачные, будто чуть..."размытые", что ли, контуры, чуть вспухшие? У меня последний вариант, весь фоторезист после засветки равномерно фиолетового цвета, визуально дорожки можно определить только глядя под углом, когда свет отражает эти "вспухшие" участки.

[andrey_s]

Просмотрел несколько статей по изготовлению плат с фоторезистом, и возник такой вопрос - после засветки заготовки УФ-лампой будущие дорожки должны быть видны визуально?

Зависит. Фоторезист, на котором засвеченные участки отчетливо меняют оттенок - маркируется как "индикаторный". Работал и с тем, и с другим. Выдержку все равно нужно определять как обычно, и кроме душевного спокойствия от контрольного признака "засветился или нет", честно говоря, других преимуществ от индикаторного не вижу.

Удачи!

[aam]

Там где дорожки, меняется рельеф. Насчет цвета не знаю - в полумраке это сложно определить. Я изменения цвета не заметил.
Цвет меняется после долгой выдержки на солнце - резист становится блеклым. И еще после закрепления в духовке тоже блекнет.

[Ivan_Zero]

Спасибо за ответы!

После недели мучений получилась вот такая плата.



Правда, в процесс изготовления были внесены изменения - скорее, от тоски и безисходности:)
Фотошаблон был напечатан на струйном принтере - получилось гораздо лучше лазерного. Сочный, плотный чёрный цвет. (слева на снимке - печать на струйном принтере, справа - на лазерном)



Наклейка на холодную плату, лёгкий прогрев феном, выдержка под прессом около 2 часов.
Эскпонирование - расстояние до платы было 12 см, через оргстекло в течении 90 секунд.
Прогрев утюгом, проявка в холодном растворе кальцинированной соды (2 чайных ложки на пол-литра воды). Что интересно - проявка длилась минут 7 точно, смывал фоторезист зубной щёткой. При этом ни одна тонкая дорожка не была повреждена. Однако при наклеивании заметил, что фоторезист бракованый - через весь лист проходит светлая полоса (т.е. в этом месте слой сильно утончён), а так же точки светлые по поверхности в некоторых местах. Утончённая полоса в итоге дала брак - фоторезист в этом месте слез (видно на первом фото линию поперёк платы, дорожки закрашены маркером).
В остальном всё получилось (для первого раза) не очень отвратительно. Под микроскопом оказалось, что дорожки 0.35 мм (самые тонкие) на самом деле имеют ширину 0.2-0.25мм и края "зубчатые". С чем это может быть связано? Также медь покрылась радужными разводами - не пойму, по какой причине.

[aam]

Также медь покрылась радужными разводами - не пойму, по какой причине

И у меня бывает. Видимо, происходит окисление в присутствии каких-то веществ. Устраняется нулевкой. Можно попробовать уксусом.

А так, не расстраивайтесь, я когда осваивал технологию, листа два резиста извел (15х22). А щас потерь почти нет. Тут главное руку набить.

[Ivan_Zero]

Залог успеха - практика и ещё раз практика!:)

После изготовления платы понял, как обманчиво действует на подсознание масштаб при рисовании в SprintLayout. Т.к. рисуешь дорожки с увеличением на весь экран, кажется что 0.35 мм - это нормальная дорожка, даже несколько толстовата. А когда увидел результат, подумал: "Ничего себе! Это ж почти как в промышленной электронике!"

Большое спасибо за советы!

[stemplar]

Добрый вечер, уважаемые коллеги.

Решил тоже поделиться опытом, может кто что сможет почерпнуть полезного.
Использую резист безымянный, в интернет-магазине так и зовется : сухой пленочный, индикаторный.

Свечу лампой 26Вт с расстояния где-то 25см. Время засвета менее 10 минут (склоняюсь минутам к 5). Проявка - пару чайных ложек "Крота" на пол литра холодной воды.

Склоняюсь к тому, что тепло для "сырого" резиста - усилитель адгезии. Вычитал где-то на просторах интернетов, что накатывать пленку надо на теплый текстолит. Прогрел - липнет намертво! Причем, не всегда там где надо Огрехи исправить уже невозможно, поэтому прогреваю после накатки - утюгом. На максимальной температуре через лист бумаги. 3-4 прогона с нескромным нажимом.
А вот после проявки, видимо, температура дает дубящий эффект. Главное не пересветить, пересвеченный резист похоже теряет эластичность и становится хрупким. Зато после нормальной засветки и двойного дубления (до и после проявки) приобретает иммунитет к проявочному раствору Кипятить не пробовал, в холодном полная пассивность. Отмывал 646м растворителем, и не без усилий.

Проявляю не погружая в раствор, а просто потирая кисточкой. Плюсов масса - защита от перетрава, а так же легкий доступ к пересвеченным областям не трогая нормально проявившиеся места. Макнул - повозил - промыл. Повторить до полной проявки. В целом, процедура занимает пару минут ленивого махания кисточкой. Погружением - через 30-40 секунд слезает даже там, где не нужно

С маской же, на мой взгляд, главная проблема - прилегание пленки к рельефу дорожек. Толщина их хоть и мала, но лавсанка защитная не дает так просто прокаткой проклеить зазоры. А плохо прилипший резист (подозреваю из-за мизерной толщины слоя) - крайне нетермоустойчив. При лужении\пайке сморщивается.
Нашел в закромах мягкий ластик - попробую притирать к дорожкам. Но в целом - практично и крайне эстетично на вид

[stemplar]

Под микроскопом оказалось, что дорожки 0.35 мм (самые тонкие) на самом деле имеют ширину 0.2-0.25мм и края "зубчатые". С чем это может быть связано? Также медь покрылась радужными разводами - не пойму, по какой причине.

По моим наблюдениям, зубчатые края при перезасвете граничных зон: либо плохое прилегание шаблона, либо избыточное время засвета - из-за вполне реальной толщины пленки, т.к. от лампы лучи идут не параллельно, граничная зона находится в тени закрашенной зоны и при длительном засвете "паразитного" света достаточно. Она и проявляется рваными краями

[aam]

Отмывал 646м растворителем, и не без усилий

Вот этого я хоть убейте не понимаю...
Неужели не жалко растворитель и себя? Некоторые еще спирт на это переводят! Ведь то же самое можно сделать прокипятив плату в более сильном растворе соды. И никакой вони и затрат! Слезает гарантированно. Кроме того, это даже в инструкции к резисту написано! Нет народ извращается, придумывает всякие способы экономии растворителя, отмывочные приспособления...

stemplar, в остальном полностью согласен - выводы правильные. Только что с раскаленным утюгом поосторожнее надо - чуть перегреешь и брак. А маска из резиста - это основная проблема как ее хорошо наклеить. На заводе при использовании сухой маски (СППМ) ее накатывают на вакуумном ламинаторе.

Дома пока я дошел только до того чтобы наносить резист под водой Это исключает слезание неприклеенного резиста во время проявки, т. к. при контакте с воздухом резист не засвечивается!!! Ластик использовать не пробовал, но смысл тот же - проглаживаю каждую дорожку ребром резинового валика. Со свежим резистом получается норм, но если резист очень лежалый, то маска из него почти наверняка не выйдет.
Конечно проще всего нанести жидкую эпоксидную маску - эта проблема сразу отпадает, но процесс работы с ней дома - это ппц! Во-первых, вонь, во-вторых она ядовитая и не понятно где сушить - в духовке наверно лучше не сушить - вдруг потом на пищу повлияет. Ну и цена у нее тоже ппц - шприц 5 мл чуть ли не 200 р. стоит! Кароче, я так и не пробовал ее, мучаюсь с резистом, т. к. это дешево, доступно и безвредно (если только не смывать резист ацетоном )

[stemplar]

А почему вонь? Я ж не купаюсь в нем:)Небольшой кусок ватки-легкий приятный аромат.Чистый ацетон мух на подлете сшибает, а 646,650 еле пахнут. Да и экономить особо нечего, растворители стоят копейки сущие и расход капля в год. А вот кипячение да еще и щелочи-не очень гигиеничный прцесс как для свидетеля так и для кухни.Гаража или еще какого сарая не имею

[aam]

Ну во-первых, под щелочью я понимаю кальцинированную соду, т. е. прокаленую на сковордке питьевую соду, т. е. Na2CO3.
Во-вторых, плиту тоже чистить надо Получается частично совмещенный процесс

646 не пробовал нюхать, а вот казалось бы, безобидный уайт-спирит нюхал, причем основательно - красил окна, прикрыл чтоб покрасить внутреннюю часть. Так вот к концу покраски я уже кайф ловить начал Ну тут конечно дозы не те, но смысл один - с растворителями лучше связываться как можно меньше и реже. А регулярное применение в малых количествах чревато...

растворители стоят копейки сущие и расход капля в год

Ну я видел фотки как плату кидали в файлик и туда спирту наливали... Там далеко не капля была...

[stemplar]

Ну карбонатом проявлять не пробовал, проявляю едким натром - штука при попадании на незащищенные участки тела еще та . А про растворитель в файлике - ну это как в поговорке: "Заставь дурака Богу молиться - он и лоб себе расшибет"
з.ы. Уайт-спирит вонючий, да. Там не мудрено приход поймать

[Seriyvolk]

Гы! Наткнулся на тему, не смог пройти мимо. Тоже в последнее время делаю маску плёночным ФР, корейским, правда. Поначалу тоже была проблема, что ФР не прилипал между дорожками с малым расстоянием, а затем смывался при проявке. А решилось всё просто: увеличением температуры прикатывания. Я прикатываю ламинатором. Для плат температура 110-120 градусов, для маски - 160-180. При таких температурах светочувствительный слой уже плавится и заполняет собою промежутки между дорожек. На дальнейшем экспонировании и проявке повышенная температура прикатки никак не сказывается, а если и сказывается - я не заметил. Дальнейшие шаги по дублению маски в теме описаны подробно, повторяться смысла нет.
Единственное, что данный способ работает только при наличии ламинатора, причём с регулировкой температуры. Надеюсь, сей пост будет кому-нибудь полезен.
На первой картинке одна из первых пробных плат, где ещё побоялся дать большую температуру. Итог - поплывшие перемычки между ногами Д2-пака вверху. На более поздних платах таких дефектов больше не было.

[aam]

И сколько лет фоторезисту на 2-й плате? Старый нормально ламинируется на повышеных температурах?
С утюгами такая тема не катит, я писал вроде - возникают пузыри и эти места стравливаются.
ФОТОРЕЗИСТ НЕ ЗАСВЕЧИВАЕТСЯ ЕСЛИ СОПРИКАСАЕТСЯ С ВОЗДУХОМ!
Это если кто не прочитал еще.

[Seriyvolk]

На первой и второй плате ФР один и тот-же. Просто на второй он уже дублёный, а на первой - сразу после проявки (и хим. нанесения олова). Поэтому цвет разный. Фоторезисту немногим менее года. Есть у меня и свежий, недавно пришёл. Липнет без подогрева лучше, в остальном разницы нет. А с ламинатором и в адгезии разницы нет. Никогда ничего не отваливалось.
По поводу, что неприклеенный ФР не засвечивается - не согласен. Просто при проявке под него попадает проявитель и смывает его, либо ФР начинает морщиться, что, собсно, одно и то же. Высокая температура прикатки решает.
Вот, сегодня делал платку:

[aam]

Мне интересно, а ламинатор любой регулируемый годится?
Или может даже нерегулируемый сойдет если его включить через симисторный регулятор?
Еще я так понял, полезна функция холодного ламинирования. Но это вроде просто решается - впаять выключатель в цепь нагревателя.
Реально купить то что нужно рублей за 600? Жаба душит на такую ерунду, как платы много денег тратить.

[Seriyvolk]

За 20$? Я за свой 120 отдавал. Но теперь ни разу не жалею о покупке. Можно и дешевле что-то найти, 50-70 к примеру, но это нужно живьём ехать смотреть. У меня такой возможности не было, покупал в инет-магазине, поэтому взял уже проверенный вариант. Ибо после переделок (попыток) - назад уже не вернёшь.


Холодное ламинирование полезно только в случае, если свежераспечатанный шаблон к плате нужно прикатать. Я шаблоны просто ничем не прижимаю, плёнка для струйника довольно липкая, особенно только напечатанная. Положил на плату, катнул ламинатором, и в засветку.

Что до регулировки температуры - гляди, чтоб мало не было по умолчанию, какое там ограничивать... Ну и обязательно, чтоб нагревательный элемент значился, как "валы".
Вроде всё.