В этот знаменательный день хочу от всего нашего пушистого стада преподнести тебе, дорогой Кот, подарок - обегчить твой нелёгкий труд в создании практичных, полезных и просто интересных электронных девайсов! Я уверен, что "домашняя" технология изготовления печатных плат "полузаводского" качества повысит уровень твоих поделок до небес.

 Прочитал конкурсную статью "Универсальный контроллер для технологического процесса изготовления печатных плат", увидел знакомое название (fsr8000) и задумался. А ведь все это у нас делается вручную. Вот об технологии изготовления плат с применением маски и пойдет речь.

 

Список необходимого оборудования и материалов:

1. Паяльная маска - fsr8000
2. Термоплита. Подойдет любой утюг с регулировкой температуры. Для настройки температуры утюга еще нужен термометр (Можно один раз настроить, а потом запомнить положение регулятора, и тогда термометр уже не нужен).
3. Ультрафиолетовая лампа для засветки. А лучше - отдельный ящик с лампой. Все же УФ излучение вредно.
4. Рамка с сеткой. Деревянная рамка с натянутой тонкой сеткой (детский бант идеально подходит).
5. Фотошаблон будущей платки. О нем чуточку позже.
6. Два маленьких инсулиновых шприца. Необходимы для точной дозировки компонентов.
7. Зубочистки. Для смешивания компонент маски.
8. Кусок пенопласта, или ненужная кредитка, или кусок резины. Для равномерного распределения маски по текстолиту.
9. Кальцинирования сода. Продается рядом с стиральными порошками как средство для смягчения воды.
10. Ацетон. Для смывки маски.

Немного теории:

Паяльная маска fsr8000 - двухкомпонентный фоточувствительный состав со следующими состояниями:

1) "Сырая" сразу после смешивания, растворяется раствором кальцинированной соды и ацетоном.

2) Отвердевшая (через какое-то время после смешивания):

    2а) незасвеченная ультрафиолетом, растворяется раствором кальцинированной соды (проявка) и ацетоном.

    2б) засвеченная ультрафиолетом, не растворяется раствором кальцинированной соды, растворяется ацетоном.

3) "Запечёная", после прогрева до 160 градусов. Не растворяется, обладает высокой механической и химической стойкостью.

Использование в роли фоторезиста:

После засветки и проявки оставшаяся маска в состоянии 2б используется для укрытия нужных областей при травлении в любом стандартном растворе. После травления смывается ацетоном.

Использование по-назначению:

После засветки и проявки оставшаяся маска (в состоянии 2б) прогревается для перехода в состояние 3

Основные этапы технологического процесса

Фотошаблон

Делается в любой типографии, в которой есть оборудование для вывода фотонаборных плёнок (они используются в офсетном и шелкографическом производстве). Чаще всего делается из файлов PDF. Шаблон для меди делается инвертированный (белые дорожки на чёрном фоне). Шаблон для маски делается прямой (черные площадки на белом фоне).

 

Стороны фотошаблона

Одна сторона выглядит "рельефной", другая глянцевая гладкая. Фотослой на рельефной стороне.

 

Рамка с сеткой

Деревянная рамка с натянутой тонкой сеткой (детский бант)

 

Заготовка текстолита

Выпиливается любым удобным методом с некоторым запасом

 

Очистка текстолита грубой шкуркой

Очищенный текстолит

Не надо стремиться к стерильности. Достаточно снять грязь и налипших мух. Адгезия у маски отличная. Металлическую стружку смыть.

 

Термостат

Утюг + термометр. Необходима температура в пределах 60 .. 90 градусов, но не выше 100!

 

Метод переноса реактива из большого шприца в маленький, удобный для дозирования

 

Всё готово к работе

• Два шприца с компонентами маски
• Рамка с сеткой
• Фотошаблоны
• Текстолит
• Зубочистки (универсальный инструмент)
• Кусочек пенопласта (резинки, пластиковой карточки)

 

Нужные количества маски выдавлены на текстолит

Пропорции: 3 части маски на 1 часть отвердителя (для этой платки  0,3 мл и 0,1 мл).

 

Мешаем зубочисткой

 

Смешали

 

Придавили сверху сеткой

Перед этим надо выловить большие пылинки и мух.

 

Распределение маски

Это можно делать любым твёрдым тупым предметом. Например - куском пенопласта (как это делаю я) :)

 

Вот так вышло

Отлепляем от сетки

Маска быстро расползается и образует ровную поверхность

Кидаем на утюг

 

Накрываем чем-то для защиты от пыли

Через минуту смотрим - если есть пылины, убираем их, снова распределяем маску через сеточку и обратно на утюг. Ждём 25 минут.

 

Рамку из сеткой кидаем в раствор кальцинированой соды для очистки

 

После того, как прошло 25 минут, начинаем ходить вокруг утюга и периодически трогать пальцем краешек маски, там, где не будет платы. Если остаются следы - ждём дальше. Если при проведении пальцем следа не остаётся - АГА!

 

Платка с маской и шаблон

Совмещаем (фотослоем к маске!) и как следует проглаживаем, не путаем сторону!

Кладём под УФ лампу (любая лампа с УФ составляющей) 

Ждём 20 минут. Растояние от платки до лампы для каждого типа лампы определяется один раз экспериментально:

• Частично засвечивать платку с тестовым шаблоном с интервалами 1 минута
• Потом выбрать время, при котором засвеченная маска уверенно держится после смывки и увеличить его на 30%

Разводим раствор для проявки

Воду лучше брать комнатной температуры, очищенную, мягкую (жителям Питера - бонус). Вот примерно столько воды и столько кальцинированной соды.

Размешать...

Раствор должен стать мылким на ощупь.

Слишком много соды ускорит процесс, но при этом возникнет риск, что маска "осыпется" при недосвечивании.

Слишком мало - и вы устанете ждать...

Подогрев раствора не ускоряет процесс, наоборот мешает.

 

Прошло 20 минут, снимаем плёнку

 

Кушать подано! Платка в растворе!

Рамку с сеточкой уже можно вынуть из раствора, вымыть и повесить сушиться

 

Раствор зеленеет, платка красивеет

Смываем раствор кальцинированной соды водой, кладём на утюг сушиться

 

Красивая платка перед травлением

 

Травим в чём удобнее

 

Между дорожками маски любят прятаться пузырики. Безжалостно выгоняем!

 

Продолжаем травить

Травится... почти протравилось...

 

После травления

Смываем маску ацетоном

Теперь можно прозвонить дорожки и проверить на разрывы и замыкания.

 

Повторяем процесс

Наносим компоненты маски (3:1). Смешиваем

 

Распределяем через сеточку

 

Кладём на утюг, закрываем крышкой и засекаем 25 минут.

 Для защитной маски нужно сушить платку чуть дольше, чтобы она совсем перестала липнуть - ведь нужно будет точно совместить шаблон маски с имеющимся рисунком меди. А если шаблон сразу прилипнет, совместить не получится.

 

Наклеиваем шаблон маски 

Точность позиционирования удобно проверять на просвет (для односторонних платок)

И снова в засветку.

 

После засветки - в раствор кальцинированной соды

Новый раствор готовить не нужно - одного хватает надолго

 

Проявляется

Для ускорения проявки можно бултыхать воду и протирать платку кисточкой.

В конце концов раствор придётся поменять - но не потому, что перестал проявлять, а потому, что стал слишком непрозрачный :)

 

После проявки

 

На просвет

Виден небольшой промах маски относительно меди

 

Сушка и "запекание"

Полчаса при температура до 100 градусов (чтобы вода не вскипела и не испортила маску). Потом, когда вода испарилась - поднимаем температуру до 160 градусов и держим ещё полчаса-час.

 

Готовая плата. Подрезка, сверление, лужение, пайка - по вкусу

 

Достоинства метода:

• технологично, ажжжж жуть!
• красиво
• высокое разрешение при правильно подобранной экспозиции
• почти 100% результат (если не путать стороны)
• маска!!!

Недостатки метода:

• очень долго
• нужны фотошаблоны (можно использовать шаблоны с принтера, но нужно очень аккуратно подгонять экспозицию)
• маску трудно добыть

Немножко о технике безопастности

Маска все же токсична, поэтому работать лучше в проветриваемом помещении. Ну и не допускаем попадания маски на кожу (и шерсть! А то потом трудно отмывать...)

Лучше, конечно же, если все работы с маской будут происходить под вытяжкой

 

Конец

Самым терпеливым котам, дочитавшим это до конца, десерт:

Ням!

Ням!

Ням!

МЯУ!

 

Права на фотографии не относящиеся к техпроцесу (кошки, мышки) принадлежат автору статьи.

Копирование запрещено

Файлы:
Пример фотошаблона

Все вопросы в Форум.