Перш, ніж ви почнете робити друковану плату, вам знадобиться схема плати. Є численні способи планування схеми. Тут не обговорюються способи створення схеми, оскільки це досить складний процес. Потрібно деякий досвід, щоб спроектувати схему. Найкраще мати готову схему, наприклад, з журнальної статті або книги. Далі будуть обговорюватися методи та матеріали, що використовуються в процесі перенесення малюнка схеми на друковану плату.
Перенесення схеми на друковану плату
Де купити фольгований діелектрик?
У Москві є постачальник НПФ "Росламінат" [тел. +7 (095) 113-3474] фольгованого діелектрика, вироблених компанією "Молдовізоліт" (м Тирасполь, Молдова). Найкраще використовувати стеклотекстолит марки МІ-1222-1-35 (одностороння, товщина плати 1,5 мм, товщина шару міді 35 мкм) або МІ-1222-2-35 (двостороння). Якість їх не поступається закордонним маркам класу FR-4, але істотно дешевше.
Якщо схема проста.
Малюйте її безпосередньо на матеріалі плати. Для цього потрібно використовувати стійкі до травленню чорнило. Є безліч компаній в Європі, які роблять подібний вид креслярських ручок.
Перш ніж малювати на платі, необхідно очистити поверхню мідь. Для цього її необхідно протерти тканиною, змоченою в ізопропиловим або етиловому спирті. Тепер ви можете намалювати доріжки на мідній поверхні. Переконайтеся, що чорнило повністю висохли. Коли малюєте, не торкайтеся міді руками. Жир на шкірі рук окисляє мідь і може привести до того, що місця торкання рукою будуть стійкими проти травлення.
Можна використовувати так звані засоби сухого перенесення. Вони являють собою пластикові листи, на яких намальовані всі види символів. Ви можете їх перенести на плату як перекладні картинки. Протріть олівцем символ, який ви хочете передати. Він прилипне до міді. Після цього ви можете труїти мідь. Такі комплекти поставляє компанія Churchin Associates Ltd (факс: +1 (516) 864-9247).
Якщо схема складніше
Використання термотрансфертних плівок.
Існує також матеріал - термотрансфертная плівка. Якщо у вас є схема, тоді ви можете скопіювати її на цю плівку лазерним друком. Тепер ви повинні помістити плівку, скопійованій стороною, на чисту мідь. Притисніть плівку до плати і рівномірно грійте її праскою для нагріву. Температурний режим повинен бути близько 95 ° С. Ваша друк буде перенесена на друковану плату. Дайте можливість охолонути і потім видаліть термотрансфертную плівку. Якщо вам пощастить, ви будете мати друковану плату, готову до травленню. Краще для перенесення використовувати спеціальні термічні преси. Термотрансфертние плівки поставляють фірми "DynaArt Designs", (плівка TTS, факс: +1 (805) 943-3776) і "Techniks, Inc" (факс: +1 (908) 788-8837, плівка Press-n-Peel.) .
Плівки ці одноразові, так як процес залежить від спеціального покриття на плівці. Головний недолік цих плівок, що вони дорогі і, крім того, звичайним праскою отримати хороший результат важко, необхідний термопрес, вартість якого під 1000 USD.
Якщо схема складна
В цьому випадку не обійтися без фоторезистов і фотолітографічного процесу.
Перш ніж перейти власне до фотолітографічного процесу вам необхідно мати проект друкованої плати на прозорому матеріалі - оригінал-макет. Під прозорим матеріалом тут мається на увазі матеріал, який пропускає ультрафіолетове світло. Справа в тому, що все фоторезисти поглинають в ультрафіолетовому і не поглинають у видимому діапазоні спектра. Ультрафіолетовий діапазон спектра - це 200-400 нанометрів. Віконне скло прозоро для видимого світла, але не пропускає ультрафіолетове світло. Якщо ви не приділите достатньої уваги виготовленню якісного оригінал-макету, то далі в фотолітографічного процесі у вас виникне багато проблем.
Створення оригінал - макета
Як же виготовити якісний оригінал-макет? Для складної схеми тут не обійтися без комп'ютера або якісного копіювального апарату. Якщо ви самі розробляєте схему за допомогою програм для створення друкованої плати, то ви можете її вивести на друк. Якщо ви маєте готову схему і вам треба перенести її на прозорий матеріал, то ви або її копіюєте на такий матеріал копіювальним пристроєм, або переносите в комп'ютер, в цифровий формат сканером.
Використання принтера або копіювального апарату
З появою засобів для посилення оптичної щільності тонера (Densitone Spray) найкращі результати досягаються за допомогою лазерних принтерів.
Якщо ви розпорошите рідина Densitone Spray на поверхню відбитка схеми, отриманого лазерним друком або копіювальним пристроєм і дасте висохнути кілька хвилин, то ви можете отримати майже професійний оригінал-макет. Вихідна оптична щільність становить 1.3 - 1.7 і може бути посилена до 3.0 - 3.6. Це можна бачити з малюнка. Основа калька.
На що друкувати? Існують прозорі пластмасові листи для лазерного друку і копіювальних апаратів. Такі листи прекрасно пропускають ультрафіолетове світло. Їх недолік полягає в тому, що при друку лазерним принтером і при установці максимальної щільності нанесення тонера, тонер "розбризкується". Малюнок змащується. З цієї причини краще використовувати кальку або матову полімерну плівку для лазерних принтерів. Ці матеріали добре тримають форму ліній, хоча і "заріжуть" ультрафіолетове світло. Так стандартна калька зменшує пропускання ультрафіолетового світла в п'ять разів, а плівка Folaproof Laserfilm DM в 3,5 рази. Калька значно дешевше, але дає усадку при нагріванні в лазерному принтері, що істотно при високій роздільній здатності. Плівка Folaproof Laserfilm - безусадкова і використовується при Виготовлення прецизійних друкованих плат.
Інший вибір використання плоттера. Так як ці прилади використовують рідку фарбу, результати будуть хорошими. Крім того, якість креслення ліній - набагато краще, ніж у принтера. Ви можете використовувати різні пір'я для кожної ширини лінії. Головний недолік полягає в тому, що креслення стають дорогими. Не тільки сам плоттер доріг, але і вартість, залучена в створення креслення істотна також. Пір'я і вартість паперу спеціального призначення коштують грошей.
Це - методика, яка використовується в промисловому виробництві друкованих плат. Плоттер оснащений джерелом УФ-світла. Перо замінено волоконно-оптичним кабелем. Механізм пересування пера вгору-вниз замінений електронно-оптичним затвором. Зазвичай це рідкокристалічний затвор.
Креслення робиться в темній кімнаті на фотографічній плівці. Коли креслення закінчено, плівку проявляють точно так само як у звичайній фотографії. Це - єдиний метод виготовлення дуже тонких доріжок.
Перенесення схеми на друковану плату. фотолітографічний процес
Для початку ми потребуємо светочувствительном матеріалі для друкованої плати - фоторезисте. Є тут дві можливості: Або ви купуєте готовий очувствленние фольгований діелектрик, або ви самі наносите фоторезист на плату. Найпростіше купити готовий очувствленние матеріал. Це плата, мідний шар якого покритий світлочутливим лаком. Лак закритий чорним папером.
Це - досить трудомістка робота і забирає багато часу. Ви не збережете ніяких грошей, виробляючи самостійно чутливу друковану плату. Навпаки. Ви повинні купити аерозольний балончик з цим типом лаку. Ви повинні очистити мідну фольгу друкованої плати, промити її ізопропіловий спирт. Після сушіння ви повинні розпорошити фотолак на мідний шар. Упевнитися, що лак нанесений на всю мідну поверхню. Тепер ви повинні висушити лак в темному місці протягом 24 годин. Якщо ви будете щасливі, то це буде працювати.
Купівля готового матеріалу.
Є два різних доступних типу. Позитивний і негативний. 95 відсотків проданих матеріалів є позитивними. Гарний той матеріал, який для нас підходить Негативний матеріал використовується в промисловому виробництві друкованих плат. Єдина його перевага полягає в тому, що з ним легше робити багатошаровий друковані плати. Але так як це фактично неможливо робити вдома: забудьте про це.
Крім того, ми потребуємо проявнику для цього матеріалу.
Є безліч різних продуктів на ринку, але в основному вони всі містять натрій гідроксид. При використанні цього продукту, будь ласка, дотримуйтесь заходів безпеки і рукавички. Можливо, він не буде викликати ніяких опіків, але не дуже здорово занурити незахищені руки в продукт або розчин. Якщо ви увійшли в контакт з цим продуктом обполосніть водою. Якщо розчин потрапив в очі, промийте великою кількістю води і викличте лікаря.
Експонування матеріалу і прояв
Для експонування необхідне джерело ультрафіолетового світла. Таке джерело ОРК-21М випускається вУкаіни. Зручність його полягає в тому, що він на штативі і можна варіювати відстань від лампи до плати. Можна використовувати люмінесцентну лампу ДРЛ. Сама лампа практично не випромінює ультрафіолетове світло. Але якщо акуратно зрізати алмазним кругом верхню колбу по максимальному діаметру, то всередині можна виявити маленьку лампу ультрафіолетового світла. Таким чином, ми отримуємо хороший джерело ультрафіолетового світла, Залишок люмінесцентної колби буде захищати очі від попадання ультрафіолетового світла.
Час експозиції залежить від потужності лампи, відстані від лампи до плати, товщини плівки фоторезиста. На установці ОРК-21М з відстані 25-30 см час експонування становить приблизно 30 сек. Деякий експериментування тут необхідно.
Покладіть оригінал-макет Тонерний стороною на друковану плату.
Притисніть оргстеклом оригінал-макет до плівки фоторезиста.
Два важливих примітки тут:
Перше. Захистіть себе! Ультрафіолетове світло небезпечний. Ніколи не дивіться в джерело світла, коли він включений. Завжди закривайте кришку установки, коли лампи включені.
Друге. Робіть це при слабкому освітленні. Чи не при яскравому денному світлі. Хоча матеріал друкованої плати чутливий тільки до ультрафіолетового світла, є ризик руйнування чутливого шару прямі промені сонця чи сильним денним світлом. Сонячне світло також містить ультрафіолетове світло, а яскраве денне світло буде поступово погіршувати різкість зображення.
Ви можете звертатися з друкованою платою при нормальному навколишньому світі, якщо ви використовуєте друковану плату безпосередньо. Як тільки захисна папір буде знята зі світлочутливого шару, ви повинні негайно використовувати її. Не залишайте таку плату на вашому столі протягом 2 хвилин. Світлочутливий шар погіршить своє якість.
Прояв. У чому ми ще потребуємо - це 2 пластмасові кювети і пара гумових рукавичок.
Після експонування друкованої плати ви повинні проявити її. Тому Ви повинні помістити її в проявник.
Фактичний процес прояви становить приблизно 30 секунд. Максимум 2 хвилини. Ви повинні помістити друковану плату в рідину. Після декількох секунд ви побачите зображення на друкованій платі. Після приблизно півхвилини ви повинні мати області з чистою міддю і області, які закриті фоторезистом. Тепер ви можете вийняти друковану плату і промити її водою.
Друкована плата готова до травленню.
Травлення плати докладно описано тут.
Покриття захисним лаком, золотом, сріблом або оловом
Ви можете покрити вашу плату реальним паяльним лаком для припою. Це запобіжить мідь від окислення (зеленого нальоту). Лак PLASTIK в аерозолі має перевагу, тому що з ним легше паяти.
Якщо Ви хочете додати вашій друкованої плати професійний вид, ви можете покрити її оловом. Якщо ви потребуєте в друкованій платі для агресивних середовищ, Ви можете покрити її сріблом або золотом.
Перед застосуванням всіх цих продуктів ми повинні видалити залишки фотослоя. Найкраще використовувати для цього ацетон. Занурте друковану плату в ацетон протягом приблизно 15 секунд. При цьому повинен розчинитися весь фотослой. Ви можете використовувати ацетон багаторазово. Коли ви витягнете плату з ацетону, витре її сухою свіжої тканиною. Важливим для цих дій є те, що ви ще не свердлили отвори!
Застосування захисного, паяльного лаку
Розпорошите тонку плівку цього продукту на друковану плату. Дайте висохнути повністю. Це може зайняти деякий час (від 1 до 2 годин).
Застосування олова, срібла або золото
Ви можете купити ці продукти. Вони називаються хімікати для покриття металом. В основному це - рідини, де розчинений метал. Вони все містять певний вид кислоти. Так що звертайтеся з ними з обережністю. Носіть гумові рукавички і захистіть очі.
Процес металізації дуже швидкий, але він вимагає деяких запобіжних заходів. Мідь має бути дуже чиста. Крім того, ви повинні запобігти, в максимально можливій мірі, щоб інші продукти не потрапили в рідину. Рідина дуже чутлива до інших хімікалій і навіть до води.
Найліпша процедура - наступна:
- Видалити фотолак ацетоном.
- Протерти плату сухий свіжої тканиною.
- Занурити плату в ізопропіловий спирт для видалення жирових плям.
- Знову витріть плату сухий свіжої тканиною.
- Обполосніть плату водою. Це дозволяє упевнитися в смачиваемости плати. Ви можете протирати мідь тканиною під час ополіскування водою.
- Знову витріть плату сухий свіжої тканиною.
- Помістіть плату в електроліт, і залиште її в електроліті протягом однієї-двох хвилин.
- Витягніть з розчину і обполосніть водою.
- Витріть насухо негайно! Це необхідно, тому що плата дуже швидко окислиться, якщо ви не зробите цього.
- Тепер, якщо ви хочете, ви все ще можете використовувати захисний лак. Зробіть це.
Ви маєте друковану плату готову до свердління.
Написи на друкованій платі. Якщо ви подивіться на комерційну друковану плату, подібно до тієї, що у вас в телевізорі чи радіо, тоді ви відзначите, що розташування компонентів надруковано на друкованій платі. Ви можете зробити це також самі. Процес, який використовується в промисловому виробництві друкованих плат досить важко відтворити вдома. Там використовуються сеткотрафаретная друк і фотоотверждаемие фарби. Але ви можете використовувати плівки відповідного типу, які поставляються.
Виготовлення двосторонніх друкованих плат
При виготовленні двосторонніх друкованих плат методом, описаним вище для односторонніх плат, існує одна проблема. Оскільки плата непрозора, ви не можете бачити, як поєднуються малюнки з двох сторін.
Один з найпростіших способів обійти цю проблему наступний. Виготовте дві смужки фольгованого діелектрика шириною приблизно 10-15 см і довжиною, трохи більше довжини друкованої плати. Справжні розміри смужок не мають значення, необхідно зафіксувати тільки товщину.
Приготуйте двосторонню плату з плівкою фоторезиста з обох сторін. Для цього нанесіть на одну сторону майбутньої друкованої плати фоторезист. Висушіть плівку фоторезиста протягом 10 хвилин при 40 ° С. Переверніть плату і нанесіть на іншу сторону плати також фоторезист. Висушіть плату при 70-80 ° С протягом 15 хвилин.
Тепер помістіть два оригінал - макета друг на друга, друкованої стороною всередину і точно з'єднайте їх. Виріжте їх ножицями або скальпелем до необхідного розміру. Пам'ятайте, що потрібно залишити по периметру кордон, по крайней мере, в 25 мм навколо креслення. Тепер зніміть верхній оригінал-макет і помістіть 2 смужки приготованого, як зазначено вище, фольгованого діелектрика між цими двома оригінал-макетами.
Зіставте оригінал макети і приклейте їх до смужок фольгованого діелектрика шматком липкої стрічки. Ви отримаєте сендвіч. Просуньте акуратно між оригінал-макетами шукану друковану плату з нанесеним з двох сторін фоторезистом. Поєднання малюнків буде хороше. Якби ви не використали 2 смужки фольгованого діелектрика, то був би ризик зсуву малюнків, і друкована плата стала б непридатною.
Тепер ви можете експонувати, проявляти і труїти, як односторонню плату.
Велике питання: Як поєднати дві сторони друкованої плати один з одним.
Є безліч шляхів для цього.
Використовуйте шматки дроту і пропустіть їх через отвори. Краще використовувати спеціальні мідні штирі з обідком, які можна придбати.
Цей метод має недолік, оскільки ви не зможете помістити компонент в отвір.
Коли ви проектуєте двосторонню друковану плату, ви повинні спробувати зробити так, щоб міжшарові зв'язку утворилися безпосередньо в складових штирках компонентів. Тоді ви просто паяете висновок компонента по обидва боки і маєте зв'язок двох сторін.
Якщо Ви використовуєте гнізда для інтегральних схем з обробленими на верстаті контактами, тоді Ви можете навіть застосовувати цю методику для штирьків інтегральної схеми.
У промисловості це робиться шляхом хімічного осадження металу в отворах.