Публикация от: 2-04-2010, 18:27
  • 0
Некоторые вопросы и ответы из сети "Fido.net".

У нас появились на рынке какие-то аэрозольные банки с "фоторезистивным лаком". Кто-то это чудо враждебной химии щупал? Как результаты? Что получается, реально?

Вполне отличные результаты дает применение POZITIV 20. Но технология весьма чувствительна к отклонениям параметров. Мне пришлось поначалу израсходовать примерно пол аэрозоля, прежде чем я обнаружил свою ошибку: после нанесения на плату лак.

ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно высушивать НЕ МЕНЕЕ суток, иначе он переходит в проявитель очень быстро и установить момент окончания травления практически не удается. Отсутствие отлила не показатель хорошей сушки. Также необходимо СТРОГО выдерживать концентрацию NaOH: ровно 7 граммов на литр воды. Взвешивай на весах. Малейшее отклонение в сторону - будешь делать все сначала. И вообще, на халяву "прогнать" весь процесс - думать забудь! Не нужно повторять чужих ошибок. В качестве источника света я использую ДРЛ-250 со спиленным баллоном, ее включаю в сеть через штатный дроссель. Применять абразивные материалы для подготовки поверхности стеклотекстолита КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНО. Это приводит к неравномерному проявлению - проверено. Так что покупай материал весьма пристально. После отработки процесса и получения первой платы "заводского" качества чувствуешь непомерное удовлетворение - ведь теперь можно очень плодотворно потрудиться над рисунком в ACCEL EDA или других CADax... Наконец, последнее. Некоторые трудности при изготовлении двусторонних плат. Тут приходится повозиться.. . Ведь неясно, как реагирует спирто-канифольный лак на проявитель NaOH. Но этот вопрос легко изучить опытным путем.

Фоторезист «самопал».

Это один из самых доступных методов изготовления "сабжа". Причем довольно с неплохими параметрами. Широту сферы применения, надеюсь, оцените. Обыкновенным фотоснимком сейчас никого не удивить. А вот можно ли изготовить отпечаток не на бумаге или пленке, а на каком-либо другом материале - металле, керамике, пластмассе? Это можно сделать, воспользовавшись способностью яичного белка, альбумина в присутствии солей хрома дубиться под действием света и терять способность растворяться в воде. Этот метод фотокопирования широко использовался в фотографии в начале прошлого века, а теперь его применяют для получения трафаретов для травления металла, рисунков на керамических плитках и т.д. Возьмите несколько свежих куриных яиц и отделите белки от желтков так, как это делают хозяйки ударив ножом по скорлупе и осторожно переливая содержимое яйца из половинки в половинку над чашкой или стаканом. Полученный белок сбейте в пену и дайте ему отстояться часа 2-3; в результате все пленки останутся с пеной, а внизу будет находиться чистый прозрачный белок. Одновременно готовится "очувствляющий" раствор. Для этого в 100 мл воды следует растворить 2 г "бихромата" калия и разделить раствор на две части. К одной части нужно добавлять 10%-ный раствор аммиака (нашатырного спирта) до тех пор, пока оранжевый раствор не станет лимонно-желтым; после этого обе части раствора слейте вместе. Этот раствор следует хранить в темноте и употреблять по мере надобности. Чтобы приготовить светочувствительный раствор, белок нужно смешать с половинным объемом раствора хромовой соли и профильтровать через влажную вату. Выполнять эту операцию следует на слабом рассеянном свету. Полученную смесь налейте тонким слоем на чистую поверхность стекла, металла, керамики или какого-либо другого материала и осторожно высушите. Чтобы слой был ровным и тонким, его лучше всего наносить, вращая подложку на горизонтальном диске (например, диске проигрывателя) . А ускорить сушку можно, воспользовавшись рефлектором для обогревания комнат, следя только за тем, чтобы температура не была слишком высокой и белок не свернулся. Отпечаток получают контактным способом, плотно прижимая негатив эмульсионным слоем к поверхности пластинки и освещая его солнечным светом или светом сильной электрической лампы (500 Вт, 70 см); продолжительность экспозиции (около 3-5 минут) подбирается опытным путем. После окончания экспонирования светочувствительную поверхность надо покрыть тонким слоем литографской краски (она бывает в художественных салонах); краску следует наносить резиновым валиком, употребляемым в фотографии, предварительно раскатав ее на куске стекла. После этого пластинку опускают в воду. В тех местах, куда свет не попадал, белок начнет разбухать и отходить от поверхности подложки. Достаточно разбухший белок осторожно удаляют под водой ватным тампоном. Когда пластинка и краска высохнут, получится позитивный отпечаток. При желании этим способом можно получать и многоцветные отпечатки. Для этого поверх сухого окрашенного слоя надо снова нанести светочувствительный слой и повторить все операции, только используя для экспозиции другой негатив и закатывая экспонированный слой краской другого цвета. При этом придерживайтесь такого правила: самый первый (начиная от подложки) слой должен быть самым темным, а все последующие слои - все светлее и светлее. Окончательное изображение для лучшей сохранности рекомендуется покрыть слоем бесцветного нитролака, распыляя его из пульверизатора. Чтобы получить трафарет для травления металла, поступают несколько иным способом. После того как экспонированный слой закатан литографской краской, отмыт водой и подсушен (краска должна быть еще липкой), поверхность пластинки припудривают тонко измельченной канифолью и излишки порошка сдувают. Затем пластинку следует осторожно подогреть на электроплитке до тех пор, пока порошок не сплавится с краской. В результате в засвеченных местах образуется прочное кислотоупорное покрытие, и если пластинку поместить в раствор подходящей кислоты (предварительно покрыв ее тыльную сторону лаком), то открытые места растворятся и образуется рельефный рисунок. А если в качестве подложки взять керамическую плитку или стекло, а полученный рисунок припудрить не канифолью, а стеклянным порошком с низкой температурой плавления, то после нагревания в печи на поверхности плитки получится рисунок из стеклянной глазури, который можно сделать и цветным, используя цветное стекло или добавляя к нему соли разных металлов.

Тут пришел черед отложить чужой опыт и подумать самому.

Во-первых: что представляют собою материалы, используемые нами? Гетинакс: ткань, пропитанная химически стойким полимером. Медь: метал, стоящий в ряду Бекетова правее водорода. Тонер: полимер, получаемый путем спекания какого-то порошка при достаточно высоких температурах. Следовательно, можно сделать предположение, что он обладает достаточной химической стойкостью. И наконец - верхняя часть нашего бутерброда - бумага. А что такое бумага? Это - целлюлоза! Сразу вспоминается один из самых известных в нашей стране процессов в области орг. химии: разложение целлюлозы серной кислотой с образованием спирта. В данном, весьма нехарактерном случае, нас интересует не результат, а сам процесс. Едем в ближайший химический магазин.Берем там 1 кг. хлорного железа (-30 р.), полтора литра концентрированной химически чистой серной кислоты (~40 р.) и несем все это дело при помощи общественного транспорта к себе домой. Если кого удивили количества приобретаемых реактивов, то разъясняю: это минимальные партии. Процесс подготовки плат стандартный: тщательная зачистка мелкой шкуркой, чистка салфеткой, 2-3 минуты в хлорном железе. Далее прикладывается рисунок, 5-6 листиков газеты (для большей мягкости, равномерности прижима, и чтобы случайно рисунок утюгом не свернуть). Пятисот ваттным утюгом на полную мощность все переносится, как в типографии напечатано. Далее готовим кислоту. Как мне сказали в магазине, у них все кислоты концентрированы по определению. Соответственно делюсь печальным опытом разбавления. В школьном курсе химии говорилось, что концентрированную серную кислоту можно пользовать только в стеклянной посуде, а разбавлять надо, приливая что-то к чему-то по палочке (что к чему, воду или кислоту - к сожалению не помню) . Это в теории. На практике - палочки под рукой не оказалось, катать туда-сюда полутора литровую бутыль - это тоже не сахар, а посему было плюхнуто в чашку на глазок немного воды и столько же заветной жидкости.

ВНИМАНИЕ: результат подобных необдуманных действие мгновенно вскипает. Поэтому советую поискать школьный курс химии и поинтересоваться, что и как делать. Короче: после того, как наш бутерброд, пролежав в подобном продукте полчаса, был поднесен под струю крана - всю бумагу (как волной смыло напором. Далее все как обычно: хлорное железо, лужение. Края - как ножом обрезало.

Небольшое отступление

Приведено не мало способов изготовления печатных плат в домашних условиях, и на довольно высоком уровне. Но как выяснилось, способ принтера и утюга, имеет свой недостаток. При этом способе происходит "приваривание" тонера на фольгу будущей печатной платы. Приходится опытным путём подбирать температуру утюга, время приглаживания. При недостаточной температуре - тонер не пристанет к плате, при избыточной - происходит его плавление и проводники увеличивают свою ширину, могут и вообще соединиться. И ещё немаловажное замечание: "Если материал печатной платы имеет "горбы" и ямы, считайте что вся ваша работа пошла под "откос". Плоскость платы должна быть идеально - гладкой, в противном случае, в одних местах тонер станет плавиться , в других даже и не прилипнет. На эти грабли уже наступали, знаем. Гетинакс применять при этом способе вообще не следует по той причине что даже от незначительного нагрева он сам начинает коробиться. Выход один, следует применить другой способ. Ниже приводятся ещё способы переноса тонера на фольгу, без применения утюга. Как известно, тонер растворяется уайт спиритом, ацетоном. Эти способы напоминают собой обыкновенное приклеивание тонера к фольге платы.

Уайт спирит

Многие используют "лазерно-утюговую" технологию изготовления печатных плат. Предлагаю заменить температурный способ переноса изображения на химический. В копировальных аппаратах и лазерных принтерах для отделения тонера от тефлонового вала применяются, как правило, два основных способа. Первый при помощи фьюзерной (силиконовой) смазки, это там где есть фетровые валики. Второй способ, когда отделитель выделяется из состава тонера при нагревании во фьюзере (печке). Это я все к тому, что приемлемое качество при "утюговой" технологии получить невозможно принципиально. При химическом способе результат гораздо выше. Перенос изображения практически 100%, и зависит только от качества печати на "факсовке". Хорошо получаются толстые проводники и сплошные участки, правда, напечатать это сложно, поэтому толщину дорожек лучше брать 0,3 - 0,5 мм, а сплошные участки делать в виде сетки. Суть способа в следующем (как это делаю я). Поверхность платы зачищается абразивной пастой для мытья посуды (пемолюкс). Моется в проточной воде и сушится. Протирается салфеткой, пропитанной "УАЙТ СПИРИТОМ". Уайт спирит при помощи полоски бумаги шириной 1 см наносится на факсовку со стороны изображения. Наносить Уайт спирит по одному месту дважды и более нельзя. Влажная "факсовка" накладывается на плату. После контакта факсовки с платой, факсовку нельзя перемещать (протягивать) по плате. На факсовку накладывается три - пять листов бумаги. Плата укладывается между двух книг в мягком переплете. Полученный бутерброд зажимается в пресс (я использую из набора "Юный переплетчик") на 8 часов (это важно). Затем плата помещается в воду. Через 10 часов (это тоже важно) факсовка отделится сама, отставшие участки обработать зубной щеткой. Я использовал копир, работающий по первому способу отделения тонера (см. выше), но думаю, что и для второго способа результат будет тот же. Эта технология еще на стадии экспериментов, но первые результаты впечатляющие, поэтому предлагаю её всем для дальнейшего совершенствования.

Ацетон.

Тут кто-то писал об использовании Уайт спирита для растворения лазерного тонера. Я попробовал и категорически отказался от такого запаха и от многочасовых ожиданий готовности пирога. Кто-то вспомнил об ацетоне, как о потенциальном растворителе тонера. Я попробовал ацетон и после нескольких неудачных попыток получил отличный результат. Делюсь опытом. Как известно, главная сложность лазерно-утюжной технологии заключается в том, что не всегда удается сразу угадать время выдержки утюга, его температуру и силу прижима. Предлагаемый вашему вниманию метод полностью свободен от этих недостатков. Итак:
1. Не следует недооценивать влияние тщательнейшей обработки заготовки мелкой шкуркой. Весьма рекомендую на 20-30 секунд погрузить заготовку в раствор для травления для получения матовой поверхности меди, после чего заготовка моется в проточной воде, протирается ацетоном и сушится.
2.Кладем стеклотекстолит лицом кверху.
3.Сверху кладем факсовку рисунком вниз. Желательно оставить по краям некоторый выпуск факсовки для удобства удержания факсовки при выполнении дальнейших операций.
4.Мочим ватный тампон обильно ацетоном.
5.Начинаем разглаживать факсовку тампоном от центра во все стороны, уничтожая пузырьки воздуха. Этот пункт выполняется с произвольным (средним) прижимом тампона, но конечно, не до протирания дыр. Рисунок сразу проявляется сквозь факсовку, и можно контролировать положение рисунка на плате и его качество. Первое время можно даже слегка двигать факсовку.
6.Через две-три минуты разглаживания ацетоновым тампоном нужно сверху на факсовку положить промокашку или несколько слоев туалетной бумаги, или просто газету и накрыть это все чем-нибудь типа книги. Прижим не должен быть сильным, лишь бы мокрая факсовка при высыхании не отделилась от платы. Минут через 5-10, когда это все высохнет, можно аккуратно взять заготовку с приклеившейся факсовкой и положить ее в теплую воду на 10-20 мин.
7. "Скатать" факсовку как переводную картинку точно как в лазерно-утюжной технологии. Проводники 0.3 мм получаются легко, и вообще процесс значительно менее капризный, чем утюг.

Немного от себя:

Видать автор этих строк погорячился, говоря про разглаживаниe факсовки. Достаточно хорошо пропитать бумагу ацетоном, прижимая её к фольге платы а не разглаживая. При разглаживании возможно сдвинуть бумагу или растянуть и даже прорвать.

Тут некоторые писали, что хлорным травится за несколько минут. Или железо у меня не то, или сам стар стал, но у меня оно травится по несколько часов. Что в него добавить, чтоб ускорить процесс?

Хлорное подогреть. Плату или вертикально, или фольгой вниз и помешивать. Когда-то я сделал плоскую вертикальную кювету, из прозрачного плекса, с моторчиком от кассетника. Плата подвешивалась на шнурке, обернутом вокруг небольшого шкива на валу двигателя. Сначала хотел нормальный эксцентрик сделать, но хватило погрешности кое-как вручную обработанного шкива плюс вибрация от движка. Травило очень быстро. Для начала возьми немного раствора и смешай его с водой. Если на просвет будет видно хоть немного желтизны - этим раствором еще можно работать. Свежий раствор при комнатной температуре травит 35 мкм фольгу при покачивании кюветы не более 20 минут. При нагреве до 50 - 60 Co - не более 7 минут. У истощенного раствора время увеличится максимум в 2 раза. В раствор хлорного железа полезно добавить соляной кислоты, это ускоряет процесс травления за счет растворения некоторых соединений, которые оседают на поверхности платы и мешают нормальному травлению. И платы потом намного лучше отмываются от шламов. Не верьте всяким россказням по восстановлению раствора. Чушь все это. Регенерировать в домашних условиях совершенно бессмысленно и очень опасно. Сам процесс регенерации обходится раз в 5 дороже нового реактива. Проще купить или сделать хлорное железо.

По-видимому на этой ноте можно и закончить. Лично мне пока не доводилось видеть более простой, эффективной и дешевой технологии травления в домашних условиях. Надеюсь, что все выше написанное хоть кому-нибудь поможет.

Теги: Печатные платы