Пленочный резистор в радиолюбительской практике

Изготовления печатных плат

Негативный пленочный фоторезист светочувствительная самоклеящаяся пленка, например, общедоступная и недорогая Ordyl Alpha 350 (рис. 1), которая под действием ультрафиолетового излучения приобретает устойчивость к воздействию травящих медную фольгу растворов.

Если наклеить эту пленку на фольгированный стеклотекстолит, облучить ее светом с определенной длиной волны (мягким ультрафиолетом) через шаблон с рисунком печатных проводников, то все участки фоторезиста, испытавшие воздействие ультрафиолетового излучения станут нерастворимыми.

[info]Известная компания ООО «Упаковочные системы» реализует по всей России и СНГ высококачественное упаковочное, этикетировочное, маркировочное оборудование. Высоким спросом у производственных компаний пользуются вот, например автоматические полуавтоматические паллетоупаковщики.[/info]

При травлении платы под ними сохранится медная фольга. Большинство радиолюбителей считают, что эта технология сложна и требует множества различных приспособлений и реактивов, что в итоге оказывается неприемлемо дорого для домашнего применения. На самом деле это не так.

Вот список инструментов и материалов, которые потребуются для работы:

  • пленочный фоторезист (Ordyl Alpha 350 или аналогичный);
  • липкая лента (лучше бумажная);
  • кальцинированная сода или стиральный порошок;
  • зубная щетка или кисточка;
  • принтер для печати фотошаблонов (подойдет любой);
  • прозрачная пленка для печати на принтере;
  • утюг или ламинатор;
  • источник ультрафиолетового излучения для экспонирования;
  • раствор для травления печатной платы;
  • ацетон или растворитель 646.

Как видим, чтобы вывести процесс создания плат на новый качественный уровень, требуется не так уж много. Все можно найти в магазинах практически любого города.

 

Ширина рулона фоторезиста — обычно 30 см. большинство продавцов предлагают любую длину, начиная с 1 м. Для начала освоения технологии больше и не требуется. Полезно также иметь под рукой ножницы по металлу для резки стеклотекстолита, обычные ножницы для резки бумаги. зубочистку или иголку для очистки зазоров между печатными проводниками, резиновый шпатель или ракель для прикатывания фоторезиста к фольге, бумажные салфетки или туалетную бумагу, органическое или тонкое обычное стекло, сплав Розе и ванночку для лужения им проводников платы.

soft-sprint-layout60Для подготовки рисунка печатных проводников платы небольшого размера лучше всего использовать программу Sprint Layout (рис. 2). Для более сложных плат тоже есть бесплатные программы, например KiCad. Рисунок печатают на прозрачной пленке негативно (прозрачные проводники с черными зазорами между ними) и зеркально изображению, которое должно быть получено на плате (рис. 3). Встречается прозрачная пленка, предназначенная для печати как на лазерных, так и на струйных принтерах. Разница лишь в температуре, которую она выдерживает без деформации. Для лазерной печати подходит только термостойкая пленка. На ее упаковке должно быть указано, что она предназначена для этого.

plenochnyj-rezistor-sprint-layout60Такую пленку продают в любом компьютерном магазине. В крайнем случае ее там можно заказать. На первое время будет достаточно пачки из десяти листов формата А4. При печати из программы, в которой создан чертеж проводников печатной платы, задайте негативную зеркальную печать. Например. в Sprint Layout следует отметить соответствующие пункты в поле ‘Параметры” окна предварительного просмотра, как показано на рис. 3. Если же чертеж платы напечатан в журнале “Радио”, от сканируйте его с разрешением не хуже 300 dpi. затем откройте полученный файл в графическом редакторе, обрежьте все лишнее, а перед выводом на печать сделайте изображение негативным.

Внимательно рассмотрите напечатанный фотошаблон на просвет. Черные участки не должны пропускать сеет. Если их прозрачность заметна на глаз, попробуйте напечатать фотошаблон на другом принтере или сложите два одинаковых фотошаблона вместе. В последнем случае важно не допустить их взаимного смещения, иначе края проводников получатся размытыми. Готовый фотошаблон показан на рис. 4.

razvodka-platВырежьте из фольгированного стеклотекстолита заготовку платы, оставив с каждой ее стороны припуски шириной 10 мм. Дело в том, что на краях заготовки фоторезист может отслаиваться. Обычно ширина отслоений не превышает 0.5… 1 мм. но для первого раза лучше сделать припуски по больше. Стеклотекстолит толщиной до 1,5 мм удобно резать ножницами по металлу. Они дают ровный срез без сколов и заусенцев. Поверхность фольги следует очистить от окислов и грязи до равномерного зеркального блеска. Для этого удобно применять порошкообразное чистящее средство, например “Пемолюкс”. нанося его обратной стороной губки для мытья посуды.

При этом происходит как механическая очистка поверхности, так и удаление жировых пятен с помощью входящих в состав чистящего средства поверхностно активных веществ. Используя заготовку платы как шаблон, отрежьте от листа фоторезистивной пленки ножницами для бумаги прямоугольник нужного размера. Учтите, чтобы избежать нежелательной засветки, любые манипуляции с фоторезистом следует проводить в затемненном помещении или при свете красного фонаря. Хранить остатки пленки следует в черном пакете либо обернуть рулон пищевой фольгой.

zashhitnaya-plenkaДалее нужно снять защитную пленку с той стороны фоторезиста, которая должна прилипнуть к фольге. Сделать это проще всего с помощью двух отрезков бумажной липкой ленты, наклеенных на угол прямоугольника из фото резистивной пленки с противоположных сторон липкими слоями внутрь. Чтобы отделить защитную пленку, потяните наклеенные отрезки в противоположные стороны, как бы отклеивая их один от другого (рис. 5). За одним из них потянется защитная пленка. Ровно наклеить фоторезист на заготовку платы можно разными способами. Мне нравится метод влажной при катки. Для этого после промывки стеклотекстолита оставьте его поверхность сырой. Если моющее средство хорошо смыто, вода должна покрыть всю фольгу тонким слоем и удерживаться силами поверхностного натяжения. Смочите водой липкую сторону фоторезиста и приложите его к мокрой фольге.

Вода не даст фоторезисту приклеиться, поэтому его можно с легкостью выровнять на заготовке. Затем выдавите лишнюю воду к краям заготовки. Это удобнее всего делать мягким резиновым шпателем. Такие обычно продают в магазинах “Все для ремонта” и применяют для затирки швов между кафельными плитками. Когда вся вода будет удалена, фоторезист прилипнет к фольге. Следует проследить, чтобы под слоем фоторезиста не осталось водяных и воздушных пузырей, все они должны быть выдавлены к краям. После правильной прикатки фоторезист должен прочно держаться но фольге и не сдвигаться при надавливании пальцем. Если все сделано правильно, пузырей нет, фоторезист лег ровно, приступайте к его термозакроплемию. Лучше использовать ламинатор, но если его нет. можно просто прогладить утюгом. Температура утюга не должна быть выше 90°С. иначе пленка может деформироваться.

Я использую утюг с регулятором температуры, установленным на Шелк/Silk. Заготовку платы следует положить на твердую поверхность фоторезистом вверх и накрыть ее бумажным листом формата А4. Достаточно просто прогреть плату по всей площади, давить и прикатывать не следует. Фоторезист размягчится и прочно приклеится к меди. Этим способом удается приклеить даже старый, засохший и считавшийся негодным фоторезист. На покрытую фоторезистом поверхность заготовки платы следует наложить подготовленный ранее фотошаблон и плотно прижать его прозрачным для ультрафиолетового излучения органическим или тонким обычным стеклом.

Если шаблон напечатан “зеркально”, прикладывайте его тонером или чернилами к фоторезисту. Так достигается максимальная плотность прилегания и исключается паразитная боковая засветка. Фоторезист максимально чувствителен к свету определенной длины волны. Пик чувствительности лежит в интервале 350…390 нм. Такой спет излучают так называемые “черные” дискотечные лампы, устройства для отверждения лака для ногтей и некоторые светодиоды. Основное преимущество светодиодных источников ультрафиолета в том. что для выхода на максимальную светоотдачу они не требуют предварительно прогрева, а это значит, что процесс можно автоматизировать.

process-eksponirovaniyaПроцесс экспонирования показан на рис. 6. Используется светодиодный источник ультрафиолетового излучения с таймером, описанный в моей статье “Устройство для экспонирования фоторезиста” (“Радио”. 2016, № 3, С. 35—37). Время экспозиции зависит от марки фоторезиста. интенсивности потока излучения и длины волны. Поскольку после нее фотохимические процессы в фоторезисте продолжаются, для закрепления результата лучше всего выдержать плату в темноте в течение 10… 15 мин. Проще всего это сделать, вложив экспонированную заготовку в книгу.

Оптимальную продолжительность экспонирования легко установить экспериментально. Для этого нужно сделать пробную заготовку платы и в процессе экспозиции каждые 30 с постепенно надвигать на нее непрозрачную пластину. отмечая время воздействия ультрафиолетового излучения на каждый участок. Затем во время проявления посмотреть, участок с какой экспозицией получился лучше всего. Неэкспонированные участки фоторезиста должны смываться за одну-две минуть, экспонированные не должны смываться вообще.

Приведу результаты, полученные экспериментально при экспонировании фоторезистов разных obrazy-fotorezistorovмарок на установке с описанным в упомянутой выше статье излучателем из 96 светодиодов три их расстоянии 5 см от экспонируемой поверхности. МПФВЩ50 (Россия) — 720 с. Ordyl AJpha 350 (Италия) 150 с, марка неизвестна (Китай) — 170 с. Образцы фоторезистов этих марок показаны на рис. 7 (слева—направо). Пока идет экспонирование, приготовьте для проявления изображения раствор кальцинированной соды из расчета одна чайная ложка на стакан воды. Вода должна быть комнатной температуры.

Если она горячая, удаление не экспонированных участков произойдет быстрее, но есть вероятность образования рваных краев или смывания узких проводников. Концентрация раствора также влияет на процесс. Насыщенный раствор проявляет быстрее, но есть вероятность испортить плату. Вместо кальцинированной соды можно применять любой стиральный порошок. Результат будет таким же. но раствор порошка пенится и мутнеет.

После экспонирования платы не забудьте снять с фоторезиста вторую защитную пленку, с ней проявления не произойдет. Чтобы быстрее смыть не экспонированные участки фоторезиста. можно водить по плате кистью или мягкой зубной щеткой. Оторвать участки экспонированного фоторезиста от фольги очень сложно. Когда на не засвеченных участках фоторезиста станет видна фольга, промойте плату под краном в потоке прохладной воды. При этом тереть ее не следует, достаточно смыть с поверхности остатки раствора.

tehnologiya-pechatnyh-platЗатем положите плату на бумажную салфетку и про макивающими движениями осушите ее поверхность. Если в узких зазорах между печатными проводниками остался не вымытый фоторезист, удалите его зубочисткой или иголкой. Заготовка платы после проявления рисунка печатных проводников показана на рис. 8. Если где-нибудь образовались кратеры от воздушных пузырьков или мусора, их можно аккуратно закрасить перманентным водостойким маркером. Но если процесс пошел неправильно и результат явно неудовлетворительный, фоторезист всегда можно смыть. Для этого смочите его ацетоном и подождите несколько минут до начала шелушения слоя.

Для травления медной фольги пригодны растворы хлорного железа, персульфата аммония и модного купороса. Но я рекомендую использовать раствор на основе гидроперита и лимонной кислоты. Его состав: гидроперит — 3 таблетки, вода — 100 мл, лимонная кислота — 30 г, поваренная соль — 30 г. Вместо гидроперита и воды можно пользоваться раствором перекиси водорода. Для получения большего объема раствора количество каждого компонента увеличивают пропорционально. Перед началом травления раствор можно подогреть в микроволновой печи до температуры 50…60 “С.

platy-svoimi-rukamiВ 100 мл раствора температурой 50 °С двухсторонняя плата размерами 50×50 мм при постоянном покачивании кюветы вытравливается за 3…5 мин. При этом процесс протекает без запаха, грязи и не оставляет вокруг на столе ржавых потеков. После травления необходимо снять с поверхности проводников фоторезист. Для этого удобнее всего применить ацетон или растворитель 646. Капните его на плату и распределите по всей поверхности. Через 2…3 мин смойте отшелушившийся слой теплой водой под краном, протирая плату губкой для мытья посуды.Лужение печатных проводников обеспечивает эстетичный внешний вид платы (рис. 9) и защиту меди от окисления. Я использую для лужения сплав Розе.

Плату необходимо погрузить в кипящую воду, в которую добавлена чайная ложка лимонной кислоты и две столовые ложки поваренной соли Кислота снимает с меди окисную пленку. а соль повышает температуру кипения воды, что уменьшает количество пузырьков, которые мешают наблюдать за процессом растирания сплава по плате. Излишки сплава лучше всего удалять в процессе лужения резиновым шпателем, это позволяет получить ровную глянцевую поверхность залуженной фольги без наслоений сплава. Плата практически готова, осталось просверлить в ней все необходимые отверстия и запаять детали. Советую сверлить отверстия именно на последнем этапе — лудить заготовку гораздо удобнее без отверстий.

Оцените статью
radiochipi.ru
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я принимаю политику конфиденциальности.

Adblock
detector