Изготовление печатных плат (фоторезист)

Один из используемых в домашних условиях способов изготовления печатных плат - метод фоторезиста. Я перешел на этот метод с ЛУТа по нескольким причинам.

Самое главное - технологичность. Результат зависит только от концентрации растворов, времени экспонирования и качества материалов. Он не зависит от ловкости рук как ЛУТ. В версии с фоторезистом я получу предсказуемый результат даже если у меня плохое настроение, трясутся руки и подводит глазомер. Замена исполнителя тоже не повлияет на качество результата. Принимая во внимание что технологией ЛУТа я владею хорошо, то причину можно считать концептуальной.

Второе - теоретически большая разрешающая способность

Третье - сплошная маска. При электрохимическом травлении маска ЛУТа дает множество мелких протравов из-за пористости. Это важно, если например вы попытаетесь вытравить надпись на стальной пластине.

Без недостатков тут тоже не обойтись. Требуются дополнительные реактивы, инструмент и сама технология содержим множество дополнительных операций.

[править] Инструмент и материалы

• Ламинатор
• Кальцинированная сода - продается в хозяйственных магазинах
• Гидроксид натрия или калия. Можно использовать средство для прочистки труб "крот" - практически чистая щелочь
• Дистилированная вода для приготовления проявочного и травильного растворов. Соли, содержащиеся в водопроводной воде могут портить результат.
• Пленка для печати на принтере (тип пленки зависит от того, лазерный у вас принтер, или струйный)
• Лампа черного света, продается иногда в электротоварах.
• Фоторезист сухой пленочный ПФ-ВЩ (куплен в http://siriust.ru/)

[править] Изготовление печатной платы

[править] Шаг 1 - подготовка поверхности и нанесение фоторезиста

Стеклотекстолит раскроить, заусенцы обточить. Затем при помощи чистящего порошка "Comet" и губки обезжириваем поверхность. На хорошо обезжиренной поверхности вода будет образовывать тонкую пленку, а не скатываться шариками. Если плохо обезжирить поверхность, то фоторезист облетит после проявки.

Отрезать от рулона фоторезиста подходящий кусок:

Фоторезист в рулоне состоит из трех слоев. Тонкая глянцевая лавсановая пленка, сам фоторезист, и слегка матовая полиэтиленовая пленка. Полиэтилен тянется, лавсан - нет. Нужно удалить полиэтиленовую защитную пленку и наложить фоторезист на текстолит:

Затем зажав пленку с текстолитом между слоями бумаги, как в конверте, отправляем этот бутерброд в ламинатор:

Попытки использовать утюг не увенчались успехом, фоторезист облетал, пузырился в местах перегрева. Ламинатор как раз дает воспроизводимый качественный результат.

В случае, если у вас в наличии только аэрозольный фоторезист, то наносите его согласно инструкции, и после просушки приступайте к шагу 2.

[править] Шаг 2. Экспонирование и проявка

На пленке необходимо распечатать фотошаблон. Фоторезист у нас негативный, поэтому при проявке исчезнут незасвеченные области. Поиграйтесь с параметрами печати, чтобы фотошаблон получился максимально плотный. Если же он получился рыхлый, то при экспонировании можно совместить два фотошаблона. Решающую роль играет контрастность фотошаблона.

Далее экспонирование. Фотошаблон прижимаем оргстеклом и освещаем ультрафиолетовой лампой. Необходимо создать приспособление как на фото, чтобы расстояние всегда было стабильным, тогда и результат будет стабильным. Для моего приспособления и моей лампы в результате технологических проб было выяснено время экспозиции. 90-105 секунд для однослойного фотошаблона, и 135-150 секунд если пленок две. Для плат большого размера необходима равномерная засветка, в таком случае придется изменять расстояние или делать специальное приспособление. В приспособлении на фото, платы 100*80 получаются без проблем. После этого необходимо подержать плату в тёмном месте в течении 5-10 минут. Если этого не делать то, то на этапе проявления в кальцинированной соде не которые участки с тонкими дорожками могут "отскочить".

Проявляем в 5% растворе кальцинированной соды. Проявочный раствор желательно готовить на дистиллированной воде:

В растворе незасвеченный фоторезист набухает и растворяется. Процессу можно помогать покачиванием кюветы или легким протиранием кисточкой. С кисточкой нужно быть осторожным, чтобы не содрать тонкие проводники. Время проявки ограничено, если дать плате в растворе лежать долго, то начнут отслаиваться засвеченные участки. Верный признак правильно подобранной выдержки экспозиции - это глянцевая поверхность засвеченных участков при нормальном растворении незасвеченных. Если засвеченные участки при проявке становятся матовыми, становятся как кожура апельсина - значит нужно увеличить время засветки.

Проявка завершена, имеем отличную маску для травления:

[править] Шаг 3. Травление и удаление маски

Травим в растворе хлорного железа. Раствор тоже желательно готовить на дистиллированной воде, чтобы во время травления не шел процесс проявки примесями водопроводной воды. Разогретый в микроволновке до 60-90 градусов травильный раствор стравливает медь в течении нескольких минут при покачивании кюветы. Фоторезист, в отличии от ЛУТа, позволяет использовать разогретые растворы без страха отслаивания дорожек. (Особенно у современных принтеров для энергосбережения используется тонер с меньшей температурой закрепления)

Вытравленная плата:

Для удаления маски ополоснем плату в концентрированном растворе щелочи. Вымачивать не нужно, только ополоснуть:

И замачиваем в горячей воде на несколько минут. Маска набухнет и облетит сама:

Готовая плата:

[править] Заключение

Технология с фоторезистом является более совершенной, чем ЛУТ, но не является ее полной заменой. Овладеть ЛУТ необходимо, в силу того что часто проблематично приобрести пленку, фоторезист и другие материалы. Переход с ЛУТ на фоторезист оправдан, если вы изготавливаете печатные платы часто. Если вы ограничиваетесь 1 платой раз в пару месяцев то покупка дополнительного оборудования, реактивов для вас будет неоправдана.