Изготовление одно и двухсторонних печатных плат

Выбор конструкции печатной плат ы является важным фактором, определяющим механические характеристики при использовании устройства в целом.

Односторонние и двухсторонние печатные плат ы составляют в настоящее время значительную долю объема выпуска плат , объясняется это своеобразным компромиссом между их относительно малой стоимостью и достаточно высокими возможностями.

Технологический процесс изготовления двухсторонних плат , также как односторонних, является частью более общего процесса изготовления многослойных печатных плат . Однако для изготовления одно и двухсторонних плат не применяются множество операций, технологически они значительно проще в производстве, что благоприятно сказывается на сроках производства и цене. Вместе с тем, высокие проектные нормы "проводник / зазор", позволяют использовать такие плат ы для изготовления широкого круга современных изделий, они вполне пригодны как для монтаж а в отверстия, так и для поверхностного монтаж а .

Базовые возможности изготовления серийного заказ а одно- и двухсторонних печатных плат :

Используемые материалы:

• FR-4, FR-5, FR4 High Tg, СФ, СТФ, МИ, ФАФ;
• Толщина фольги, мкм: 5,18, 35, 50, 70 и другие, звоните
• Толщина плат , мм: от 0,2 до 3.0

Максимальный размер плат ы , мм: 428 х 283

Класс сложности изготовления:

• Класс А (типовой процесс)
• Класс B (повышенная сложность)

Финишное покрытие:

Паяльная маска :

• Жидкая, цвет: зеленый, красный, чёрный, синий, белый.
• Плёночная, цвет: зеленый

Маркировка:

• 1 – 2-х сторонняя, цвет: белый,
• Маркировка жидкой паяльной маской

Мехобработка:

• Фрезерование
• (v-score) – v-образный надрез, делается от края до края заготовки.

Контроль:

• Визуальный(100%)
• Оптический (AOI) Orion
• Электроконтроль (Fly-probe ATG,EMMA)

Стандарты контроля и приемки:

• ГОСТ 23752-79, ГОСТ 23751-86 3-5 класс точности.
• Приемка "5"
• IPC-A-600 Class II-III, Mil-Spec available

Позвонив нам по телефону или отправив сообщение по e-mail , Вы можете получить консультацию по любым организационным и техническим вопросам. Не стесняйтесь спросить, особенно если проектируете новую печатную плат у или применяете более жесткие параметры, чем обычно. Вы также можете приехать к нам в офис и обсудить с нашими высококвалифицированными специалистами ваши заказ ы и проблемы.

Для самостоятельной оценки стоимости и сроков поставки печатных плат , воспользуйтесь нашим или онлайн-калькулятором . Чтобы узнать точную стоимость ваших печатных плат , вы можете прислать нам по e-mail файлы проекта (с указанием формата и версии САПР) и описание печатной плат ы , заполнив наш бланк заказ а и указав количество и желаемый срок.

В этой статье будет расписана технология изготовления печатных плат с помощью пленочного фоторезиста. Неплохая альтернатива ЛУТу.

Сильно расписывать не буду, чтоб вы не уснули к концу статьи. Если будут вопросы, задавайте.

Статья рассчитана для новичков, но и ветераны этого трудоемкого дела могут хоть что-то почерпнуть для себя.

1. Подготовка текстолита.

Подготовка текстолита банальна: просто берем текстолит вырезаем кусочек чуть больше с каждого края, чем наша будущая плата. Я вот лично пользуюсь вот таким инструментом:

И хорошенько мелкой шкуркой убираем с двух сторон все изъяны, пальчики неровности и т.д. Притираем Х.б. тряпочкой и дальше руками беремся только за края.

2.Накатка фоторезиста

Пленочный фоторезист состоит из трех слоев: лавсановая пленка, сам фоторезист, полиэтиленовая пленка. Где какая нужно определить опытным путем. Чтобы отлепить пленку нужно взять кусочек липкой ленты или ценник приклеить к краю и потянуть аккуратно. У меня полиэтиленовая пленка находилась внутри рулона, она тянется и более мягкая этот край мы, и будем клеить на текстолит. Лавсановая пленка шелестит и не тянется ее мы будем удалять после экспозиции. (об этом позже)

Отрезаем кусочек фоторезиста чуть больше чем наша заготовка. Отлепляем краюшек полиэтиленовой пленки и приклеиваем к краюшку нашей заготовки разглаживая пальцем, чтоб оставшийся край фоторезиста равномерно лег по всей заготовки. Отрываем остатки пленки и суем краем в ламинатор, который работает на холодном режиме. Главное не допустить попадания мусора между заготовкой и пленкой. А то в том месте будет пузырек и наша будущая дорожка отвалится. После холодного прогона фоторезист равномерно ложится по заготовке без пузырьков.

Обрезаем лишнее острым ножом. Делаем также и с другой стороны нашей заготовки. После берем нашу заготовку и заворачиваем в бумажный лист и уже суем в прогретый ламинатор. Прогоняем пару раз.

После прогрева фоторезист намертво приклеивается к меди. Почему в лист? Спросите вы. Сам фоторезист в нагретом состоянии очень липок, чтоб не приклеился к валикам ламинатора.

У тех, у кого нет ламинатора. Скажу, не расстраивайтесь, у меня он сам появился пару месяцев назад, тем не менее, мне не мешало делать качественные платы. Накатывал фоторезист пальцами, от центра к краям выгоняя все пузырьки. Потом проходился резиновым краем ручки, старой зубной щетки,(за не имением резинового валика) прогревал заготовку феном на 150 градусах, и опять проходился щеткой. Получалось не хуже, но немножко дольше. Главное как говорится набить руку и все будет ок.

3.Подговка фотошаблона для экспонирования фоторезиста.

Вывод фотошаблона на печать, можно делать почти с любой программы трассировки печатных плат, конечно, самая распространённая это Sprint LayOut. Главное требование это вывод в негативе так фоторезист у нас негативный и все засвеченный участки будут менять свою структуру под воздействием УФ лучей.

Печатаем на прозрачной пленке для вашего типа принтера у меня струйный (может, если был лазерный,не печатал бы я все это). Пленка односторонняя печатаем на шероховатой стороне. Причем делаем это все зеркально. Позже поймете почему.

Сначала вывожу на обычной бумаге, чтоб удостоверится, что вес правильно. И не запороть лишний листик пленки. Иногда очень тяжело сориентироваться, где какая сторона и как ее выводить на печать. Особенно если повторяешь чью-то печатку. Так что будьте бдительны. Если всё нормально, печатаем на плёнку.

Ложем наш фотошаблон тонером на заготовку. Почему именно тонером? И почему мы печатали зеркально? Следующая картинка вам должна все прояснить.

4.Экспонирование

Берем и накрываем все это обычным стеклом. Хорошенько придавливаем чем-то, что под руку попадется, желательно потяжелей. Чтоб наш фотошаблон плотно прилег к заготовке. Я засвечиваю обычной лампой дневного света. Свечу минут 7-10, время засветки подбирается экспериментально. И что мы видим после. Едва заметные дорожки нашей будущей платы.

5.Совмешение слоев

Раньше очень баялся двух сторонних плат, пытался их избегать. В последнее время выработал технологию. После засветки одной стороны лавсановую пленку пока не трогаем! Берем по одному переходному отверстию с каждого угла и аккуратненько сверлим дырочки, на чем ни будь твердом стекло или метал. Чтоб не дать нырнуть нашему сверлу глубоко. Чтоб оно слегка вылезло. Я это делаю на том же стекле, которым накрываю вовремя засветки.

Вот наши метки, по которым мы будем совмещать слои. Накладываем наш второй фотошаблон, при желании его можно закрепить по краюшкам скотчем. Чтоб не сместился. И повторяем процедуру засветки.

6.Проявка

Наконец- то удаляем лавсановую пленку с двух сторон и идем в ванную. Там нас ждет ванночка с ложкой кальцинированной соды. Погружаем нашу платку в раствор и чтоб ускорить процесс, нежно поглаживаем ее мягкой кисточкой (процесс не долгий около минуты). Наша платка окончательно проявляется, и как только ненужный нам фоторезист растворился и у нас осталась голая медь с дорожками. Промываем ее водой. Внимание!!! Не передерживайте сильно в растворе, а то растворятся все наши труды. Вот что имеем на выходе:

7.Травление

Я лично травлю вот в таком сосуде, с термостатом, чтоб процесс шел при температуре 45-50 град. И Буль- башками чтоб наш раствор перемешивался. Хлорное железо подумали вы? Не-а! Это волшебный порошок, растворенный в воде персульфат аммония. Он имеет слегка голубоватый цвет, и что главное не имеет рыжих пятен где не попади.

Через 15 минут мы получаем вот такую картину. Ширина дорожек на плате составляет 0,2 мм. При желании можно выжать и тоньше. Ненужная медь ушла прочь. Осталось только снять уже ненужный фоторезист. Это мы сделаем ацетоном или жидкостью для снятия лака. Потом обрезаем края, лудим, сверлим паяем и получаем огромное удовольствие от результата.

Плату воплощаем в металле при помощи ЛУТ (лазерно-утюжной технологии). Которая заключается в переводе напечатанной на бумаге плате на текстолит. Спроектирована была двусторонняя плата, поэтому печатаем верх (зеркально) и низ в прямом варианте на одном листе бумаги. К сожалению Eagle не может сразу напечатать в нужном виде, поэтому при помощи функции “CAM процессор” делаем вывод на устройство PS. Проводим экспорт сначала одной стороны, затем другой, а потом открываем оба файла в Photoshop и совмещаем. Я оставил между сторонам один сантиметр для сгиба. Печатал на обычной кальке из книжного магазина так, как сказано , для печати аккуратно приклеиваем кальку к обычному листу (со стороны закладки в принтер загибаем на сантиметр и вклеиваем туда кальку скользкой стороной вверх). затем готовую печать сгибаем пополам и на свет совмещаем все отверстия. Проклеиваем с двух сторон так чтобы получился конвертик и в него опускаем вырезанную плату. Прогладив утюгом с двух сторон получаем идеально совмещенную двустороннюю плату.

Двусторонняя плата способом ЛУТ. Сверху хороший тонер, снизу старый – не годится.

Особое внимание – тонеру. Старый картридж, который печатает серым цветом – не годится. Только идеально черная печать. Иначе получится так как на следующей картинке.

Верхняя плата напечатана на новом картрижде

Нижняя плата – брак. Нужно смывать и печатать по новой. Верхняя плата идет в работу. Смывается тонер отлично либо смывкой лака для ногтей. (должна быть в любом доме, где есть женщины), или уайтспиритом или ацетоном. Перед переводом утюгом прошелся по плате тряпочкой с моющим порошком на сухую до ровного блеска. Никаких шкурок-нулевок или полировальных паст не использовал. После проглаживания калька хорошо смывается водой.

Травление при помощи персульфата аммония. Пять столовых ложек воды на пять чайных ложек персульфата аммония. В качестве ванночки плоская баночка из под плавленного сыра. На фотографии видны дырочки по краям платы. Это для проволочки, которой бултыхал плату в растворе. Плата двусторонняя, поэтому нужно постоянно бултыхать и переворачивать. Раствор делал из горячей (не сильно) водопроводной воды. Говорят, что нужно 50 градусов, все равно в процессе остывает, поэтому с температурой не заморачивался. Взял горячую воду из под крана и в ней травил.

После травления лудил сплавом Розе. Горячая вода, чайная ложка лимонной кислоты и несколько чайных ложек соли (без соли сплав Розе плавиться не хотел). Держал плату пинцетом и размазывал по ней Розе ватной палочкой. Получился тонкий слой к которому отлично поялось все. Единственное что нужно помнить, так то, что посуду в которой обрабатывается плата уже нельзя использовать для съедобных продуктов. Фактически посуда перешла в разряд технических.

Сверловка – вот это было непросто. Расчет отверстий был под 0,5, а реально самое маленькое сверло у меня было 0.8 при этом попасть в отверстия стало получаться только после нескольких промазанных дырок. Самая большая проблема – с переходными отверстиями, если брать сверло большего размера, то на пайку площадок практически ничего не остается, а если еще и промазать, то дорожка просто перебивается сверлом. Даже практически идеальное совмещение сторон не может помочь если сверло “ушло” из центра.

Дефекты печатной платы.

Стрелками показан брак при сверлении и обработке. 1 – не по центру отверстие, это под разъем USB (питание). В итоге разъем припаялся с трудом и криво, но не замкнул. 2 – при печати было все нормально, но после сверления-травления-залуживания, часть дорожки отвалилась. В итоге пришлось паять проволочку.

3- дефект при переносе утюгом, очень узкое место дорожки в совокупности с пунктом 4 – не на том месте отверстие, дорожка – оборвана. В итоге пришлось паять проволочку- соединитель. 5,6 – просто не попал в центр. Второе отверстие пошло примерно туда, куда нужно. 7 – последствия ЛУТ, дефект заливки на большой площади(и это при нормальном тонере), не спасает даже лужение. к счастью ни на что не влияет.

Несмотря на такое количество проблем. Аккуратная пайка их все решила. Самым сложным была пайка перемычек между сторонами. Главная проблема в том, что отверстия были больше, чем планировалось и далеко не всегда сверло шло туда, куда планировалось, что разрушило часть проводников. Пришлось паять проволочные соединители и загибать в сторону рабочей дорожки. Плату обрезал по размеру ножницами по металлу.

В итоге получилось вот что.

Один проводок, который должен идти на включение питания стабилизатора, пропустил при разводке, так что большим красным проводом пришлось допаять.

В итоге получилась оценочная плата для STM32F030F4P6 для установки в макетку. USB для питания. Слева светодиод, который показывает напряжение 3.3 вольта. Над USB видна гребенка для подключения отладчика JTAG.

Сейчас я расскажу вам, как я делаю платы по технологии ЛУТ .
Для этого вам понадобится:

1. Принтер, не пробовал современный, я пользуюсь старичком samsung ML-1615.
2. Утюг, во многих аналогичных руководствах рекомендуют советский, я не достиг успеха с ним, пользуюсь современным.
3. Зубная щётка средней жесткости, без каких либо массажных элементов, только щетина.
4. Средство для чистки канализации «Крот» или другой насыщенный раствор щёлочи.
5. Хозяйственные перчатки(нужны при контакте с «кротом»).
6. Степлер канцелярский.
7. Холодно-белая энергосберегающая лампа на 15-30 ватт.
8. Фотобумага для струйника LOMOND плотностью 120 грамм на метр квадратный.
9. Обычная бумага для печати, можно использованная с одной стороны.
10. Лента ценников.
11. Желательно иметь ножницы по металлу, они отлично режут текстолит
12. Хлорное железо и кювета для травления.
13. Маркер для CD дисков.
14. Часы с секундной стрелкой.
15. Синтетическая нитка.
16. Наждачная бумага.
17. Растворитель, желательно нетоксичный, ацетон идеально подходит.
18. Хлопчато-бумажная ветошь. Можно использовать совковое бельё.
19. Сверлильный станок или ручная сверлилка.

Берем лист обычной бумаги, и помечаем один край ручкой или маркером. Это нужно для того, чтобы лист подавался в принтер одной стороной. Вставляем в принтер, и распечатываем одну любую сторону платы.

В случае со слоем TOP нужно печатать зеркально, BOT не нужно зеркалить. Вот что получится.

Теперь отрезаем от листа фотобумаги прямоугольник, который с запасом покроет плату. И приклеиваем его с помощью ценника на то место, где печатается плата, ценник должен быть «по шерсти».

И снова пропускаем лист через принтер, на этот раз плата отпечатается на фотобумаге. Повторяем процедуру со второй стороной, в итоге вот что получится.

Теперь совмещаем два отпечатка, используя энергосберегающую лампу, солнечный свет действует тоже хорошо, но сложно защитить глаза от света вокруг платы. Совмещать удобно ориентируясь на переходные отверстия и контур платы.

После совмещения фиксируем всё степлером.

Из текстолита вырезаем заготовку, на этот раз запас должен быть меньше, чтобы заготовка поместилась между скобками от степлера. Подготавливаем заготовку наждачной бумагой, сначала трем горизонтально, потом вертикально, потом снова горизонтально. Что до обезжиривания, я не делаю, субъективно мне показалось что результат с ним получается хуже, чем без него.

Вот как должна выглядеть заготовка.

Вкладываем заготовку в конверт, контролируя чтобы рисунок не вылез за пределы платы.

Теперь очень ответственный этап-утюжка, тут главное никуда не спешить. Температуру утюга возможно прийдётся подобрать экспериментально, свой я ставлю на максимум.

Накрываем заготовку в конверте бумагой, и начинаем гладить утюгом. При первом заходе давить не надо, старайтесь равномерно прогресть заготовку, каждые 15-20 секунд переворачивайте заготовку. Всего утюжить надо 90 секунд. Дайте остыть заготовке, повторите нагрев, на этот раз применяя давление, не бойтесь, дорожки не поплывут как бы вы не старались. Второй подход длится 60 секунд. Снова остудите плату. И третий подход, длительностью 30 секунд, тоже с давлением. После последнего нагрева накройте заготовку парой слоёв бумаги, чем медленнее будет остывать заготовка тем лучше. Отрезаем лишнюю бумагу, после утюжки края платы под бумагой будут отлично видны, вот по ним и режем.

Теперь отмачиваем плату, если вы имеете возможность периодически прочищать канализацию, тогда смело используем ванну, если нет, лучше в тазу или ведре. Я не замачиваю плату, на весь процесс уходит максимум 10 минут. Подушками больших пальцев скатываем бумагу, стараясь начать с центра, и очень аккуратно на краях, там самый большой риск оторвать бумагу, а это чревато оторванным тонером. Как только верхний слой бумаги удаляется, и становится виден рисунок платы, переходите к следующему участку. Продолжайте скатывать бумагу пока пальцы перестанут чувствовать бумагу под собой, тонер пальцами скатать не получится даже при желании, если тонер отходит, значит что-то было сделано не так: либо прижим слабый, либо температура неподходящая(причём перегрев так же плох как и недогрев) либо тонер в принтере не подходит для ЛУТ. Когда первый раз будете делать, просушите плату, и под правильным углом освещения вы увидите такую картину

Это глянцевый слой, механически убрать его почти нереально, так что одеваем хозяйственные перчатки, окунаем зубную щётку в «Крот», и начинаем тереть плату, так же как и ранее наждачкой, чередуя горизонтальные и вертикальные движения, периодически окуная щетку в «Крот». Время очистки подбираете экспериментально, в какой то момент тонер начнёт отставать, вот к этому моменту нужно подойти максимально близко. Я делаю 30-40 проходов щётки по одному месту. После этого просушите плату и проконтролируйте качество, при необходимости повторите. Я пробовал замачивать плату в кроте, результат не стоит времени, сам по себе глянец всё равно не сходит, нужно тереть, зато намного сложнее подобрать время, за которое тонер не отвалится. Ещё видел рекомендации использовать не щетку а губку и без «крота», можете попробовать.

Вот такую картину должны получить

Отправляем плату на травление. Для травильного раствора разведите одну часть хлорного железа в 2-3-х частях воды, особая точность не нужна, работать будет в любом случае, изменится только активность раствора. Раствор желательно подогреть и добавить аэрацию. В качестве грелки я использую медицинскую пробирку, в которую помещен мощный резистор, и засыпан песком. Снаружи есть термодатчик и ключевой элемент, который поддерживает температуру раствора 50 градусов. Также использую аквариумную помпу, она отлично перемешивает раствор. Можно налить раствор в неметаллическую посуду и подогреть на печке, а во время травления периодически помешивать неметаллической палкой. На крайний случай можно и без нагрева.

Перед погружением в раствор возьмите синтетическую нитку и привяжите плату, чтобы было удобно доставать из горячего раствора.

Время травления зависит от активности раствора, температуры, перемешивания, толщины фольги, и погоды на Марсе 🙂 его нужно постоянно контролировать, периодически доставая плату. На платах я специально размещаю контур платы толщиной 0,1 мм. Как только этот контур начинает пропадать, значит пора доставать, конечно нужно посмотреть, нет ли где непротравов.

Берем ветошь, смачиваем растворителем и снимаем тонер. Имейте ввиду, что даже нетоксичным растворителем лучше не дышать, работаем либо на балконе, либо под вытяжкой, либо на улице. Вот что должно получится.

Теперь сверлим. У меня самодельный станок из микроскопа, купил на местном базаре у «кулибина».

Лудим, для этого отлично подходит паяльник с широким жалом.

Все вышесказанное не претендует на оптимальность и может варьироваться в зависимости от условий, не бойтесь экспериментировать.

Ещё пару слов про тонер-оригинальный тонер отлично подходит, если картридж заправленный-то тонер нужно подбирать, например для Samsung 1615 срвсем не подходит тонер P8E от любой фирмы, и отлично подходит тонер TS-1510 от фирмы Color Way, для печати документов этот тонер так же отлично подходит.

Таити!.. Таити!..
Не были мы ни на каком Таити!
Нас и тут неплохо кормят!
© Кот из мультика

Вступление с отступлением

Как в бытовых и лабораторных условиях делали платы раньше? Способов было несколько — например:

1. рисовали будущие проводники рейсфедерами;
2. гравировали и резали резаками;
3. наклеивали скотч или изоленту, потом рисунок вырезали скальпелем;
4. изготавливали простейшие трафареты с последующим нанесением рисунка с помощью аэрографа.

Недостающие элементы дорисовывали рейсфедерами и ретушировали скальпелем.

Это был длительный и трудоемкий процесс, требующий от «рисователя» недюжинных художественных способностей и аккуратности. Толщина линий с трудом укладывалась в 0,8 мм, точность повторения была никакая, каждую плату нужно было рисовать отдельно, что сильно сдерживало выпуск даже очень маленькой партии печатных плат (далее — ПП ).

Что же мы имеем сегодня?

Прогресс не стоит на месте. Времена, когда радиолюбители рисовали ПП каменными топорами на шкурах мамонтов, канули в лету. Появление на рынке общедоступной химии для фотолитографии открывает перед нами совсем иные перспективы производства ПП без металлизации отверстий в домашних условиях.

Коротко рассмотрим химию, используемую сегодня для производства ПП.

Фоторезист

Можно использовать жидкий или пленочный. Пленочный в данной статье рассматривать не будем вследствие его дефицитности, сложностей прикатывания к ПП и более низкого качества получаемых на выходе печатных плат.

После анализа предложений рынка я остановился на POSITIV 20 в качестве оптимального фоторезиста для домашнего производства ПП.

Назначение:
POSITIV 20 — фоточувствительный лак. Используется при мелкосерийном изготовлении печатных плат, гравюр на меди, при проведении работ, связанных с переносом изображений на различные материалы.
Свойства:
Высокие экспозиционные характеристики обеспечивают хорошую контрастность переносимых изображений.
Применение:
Применяется в областях, связанных с переносом изображений на стекло, пластики, металлы и пр. при мелкосерийном производстве. Способ применения указан на баллоне.
Характеристики:
Цвет: синий
Плотность: при 20°C 0,87 г/см 3
Время высыхания: при 70°C 15 мин.
Расход: 15 л/м 2
Максимальная фоточувствительность: 310-440 нм

В инструкции к фоторезисту написано, что хранить его можно при комнатной температуре и он не подвержен старению. Категорически не согласен! Хранить его нужно в прохладном месте, например, на нижней полке холодильника, где обычно поддерживается температура +2…+6°C. Но ни в коем случае не допускайте отрицательных температур!

Если использовать фоторезисты, продаваемые «на розлив» и не имеющие светонепроницаемой упаковки, требуется позаботиться о защите от света. Хранить нужно в полной темноте и температуре +2…+6°C.

Просветитель

Аналогично, наиболее подходящим просветителем я считаю постоянно используемый мной TRANSPARENT 21.

Назначение:
Позволяет непосредственно переносить изображения на поверхности, покрытые светочувствительной эмульсией POSITIV 20 или другим фоторезистом.
Свойства:
Придает прозрачность бумаге. Обеспечивает пропускание ультрафиолетовых лучей.
Применение:
Для быстрого переноса контуров рисунков и схем на подложку. Позволяет значительно упростить процесс репродуцирования и сократить временны е затраты.
Характеристики:
Цвет: прозрачный
Плотность: при 20°C 0,79 г/см 3
Время высыхания: при 20°C 30 мин.
Примечание:
Вместо обычной бумаги с просветителем можно использовать прозрачную пленку для струйных или лазерных принтеров — в зависимости от того, на чем будем печатать фотошаблон.

Проявитель фоторезиста

Существует много различных растворов для проявления фоторезиста.

Советуют проявлять с помощью раствора «жидкое стекло». Его химический состав: Na 2 SiO 3 *5H 2 O. Это вещество обладает огромным числом достоинств. Наиболее важным является то, что в нем очень трудно передержать ПП — вы можете оставить ПП на не фиксированное точно время. Раствор почти не изменяет своих свойств при перепадах температуры (нет риска распада при увеличении температуры), также имеет очень большой срок хранения — его концентрация остается постоянной не менее пары лет. Отсутствие проблемы передержки в растворе позволит увеличить его концентрацию для уменьшения времени проявления ПП. Рекомендуют смешивать 1 часть концентрата с 180 частями воды (чуть более 1,7 г силиката в 200 мл воды), но возможно сделать более концентрированную смесь, чтобы изображение проявлялось примерно за 5 секунд без риска разрушения поверхности при передержке. При невозможности приобретения силиката натрия используйте углекислый натрий (Na 2 СO 3) или углекислый калий (K 2 СO 3).

Не пробовал ни первое, ни второе, поэтому расскажу, чем проявляю без каких-либо проблем уже несколько лет. Я использую водный раствор каустической соды. На 1 литр холодной воды — 7 граммов каустической соды. Если нет NaOH, применяю раствор KOH, вдвое увеличив концентрацию щелочи в растворе. Время проявления — 30-60 секунд при правильной экспозиции. Если по истечении 2 минут рисунок не проявляется (или проявляется слабо), и начинает смываться фоторезист с заготовки — значит, неправильно выбрано время экспозиции: нужно увеличивать. Если, наоборот, быстро проявляется, но смываются и засвеченные участки, и незасвеченные — либо слишком велика концентрация раствора, либо низкое качество фотошаблона (ультрафиолет свободно проходит сквозь «черное»): нужно увеличивать плотность печати шаблона.

Растворы травления меди

Лишнюю медь с печатных плат стравливают с помощью разных травителей. Среди людей, занимающихся этим дома, зачастую распространены персульфат аммония, перекись водорода + соляная кислота, раствор медного купороса + поваренная соль.

Я всегда травлю хлорным железом в стеклянной посуде. При работе с раствором нужно быть осторожным и внимательным: при попадании на одежду и предметы остаются ржавые пятна, которые с трудом удаляются слабым раствором лимонной (сок лимона) или щавелевой кислоты.

Концентрированный раствор хлорного железа подогреваем до 50-60°C, в него погружаем заготовку, стеклянной палочкой с ватным тампоном на конце аккуратно и без усилия водим по участкам, где хуже стравливается медь, — этим достигается более ровное травление по всей площади ПП. Если не выравнивать принудительно скорость, увеличивается требуемая продолжительность травления, а это со временем приводит к тому, что на участках, где медь уже стравилась, начинается подтравливание дорожек. В итоге имеем совсем не то, что хотели получить. Очень желательно обеспечить непрерывное перемешивание травильного раствора.

Химия для смывки фоторезиста

Чем проще всего смыть уже ненужный фоторезист после травления? После многократных проб и ошибок я остановился на обыкновенном ацетоне. Когда его нет — смываю любым растворителем для нитрокрасок.

Итак, делаем печатную плату

С чего начинается высококачественная печатная плата? Правильно:

Создание высококачественного фотошаблона

Для его изготовления можно воспользоваться практически любым современным лазерным или струйным принтером. Учитывая, что мы используем в рамках данной статьи позитивный фоторезист, — там, где на ПП должна остаться медь, принтер должен рисовать черным. Где не должно быть меди — принтер ничего не должен рисовать. Очень важный момент при печати фотошаблона: требуется установить максимальный полив красителя (в настройках драйвера принтера). Чем более черными будут закрашенные участки, тем больше шансов получить великолепный результат. Цвет не нужен, достаточно черного картриджа. Из той программы (рассматривать программы не будем: каждый волен выбирать сам — от PCAD до Paintbrush), в которой рисовался фотошаблон, печатаем на обычном листе бумаги. Чем выше разрешение при печати и чем качественнее бумага, тем выше будет качество фотошаблона. Рекомендую не ниже 600 dpi, бумага не должна быть сильно плотной. При печати учитываем, что той стороной листа, на которую наносится краска, шаблон будет класться на заготовку ПП. Если сделать иначе, края у проводников ПП будут размытыми, нечеткими. Даем просохнуть краске, если это был струйный принтер. Далее пропитываем бумагу TRANSPARENT 21, даем просохнуть и… фотошаблон готов.

Вместо бумаги и просветителя можно и даже очень желательно использовать прозрачную пленку для лазерных (при печати на лазерном принтере) или струйных (для струйной печати) принтеров. Учтите, что у этих пленок стороны неравнозначны: только одна рабочая. Если будете использовать лазерную печать, крайне рекомендую сделать «сухой» прогон листа пленки перед печатью — просто прогоните лист через принтер, имитируя печать, но ничего не печатая. Зачем это нужно? При печати фьюзер (печка) прогреет лист, что неизбежно приведет к его деформации. Как следствие — ошибка в геометрии ПП на выходе. При изготовлении двусторонних ПП это чревато несовпадением слоев со всеми вытекающими… А с помощью «сухого» прогона мы прогреем лист, он деформируется и будет готов к печати шаблона. При печати лист во второй раз пройдет сквозь печку, но деформация при этом будет куда менее значительной — проверено неоднократно.

Если ПП несложная, можно нарисовать ее вручную в очень удобной программе с русифицированным интерфейсом — Sprint Layout 3.0R (~650 КБ).

На подготовительном этапе рисовать не слишком громоздкие электрические схемы очень удобно в также русифицированной программе sPlan 4.0 (~450 КБ).

Так выглядят готовые фотошаблоны, распечатанные на принтере Epson Stylus Color 740:

Печатаем только черным, с максимальным поливом красителя. Материал — прозрачная пленка для струйных принтеров.

Подготовка поверхности ПП к нанесению фоторезиста

Для производства ПП используются листовые материалы с нанесенной медной фольгой. Самые распространенные варианты — с толщиной меди 18 и 35 мкм. Чаще всего для производства ПП в домашних условиях используются листовые текстолит (прессованная с клеем ткань в несколько слоев), стеклотекстолит (то же самое, но в качестве клея используются эпоксидные компаунды) и гетинакс (прессованная бумага с клеем). Реже — ситтал и поликор (высокочастотная керамика — в домашних условиях применяется крайне редко), фторопласт (органический пластик). Последний также применяется для изготовления высокочастотных устройств и, имея очень хорошие электротехнические характеристики, может использоваться везде и всюду, но его применение ограничивает высокая цена.

Прежде всего, необходимо убедиться в том, что заготовка не имеет глубоких царапин, задиров и тронутых коррозией участков. Далее желательно до зеркала отполировать медь. Полируем не особо усердствуя, иначе сотрем и без того тонкий слой меди (35 мкм) или, во всяком случае, добьемся разной толщины меди на поверхности заготовки. А это, в свою очередь, приведет к разной скорости вытравливания: быстрее стравится там, где тоньше. Да и более тонкий проводник на плате — не всегда хорошо. Особенно, если он длинный и по нему будет течь приличный ток. Если медь на заготовке качественная, без грехов, то достаточно обезжирить поверхность.

Нанесение фоторезиста на поверхность заготовки

Располагаем плату на горизонтальной или слегка наклоненной поверхности и наносим состав из аэрозольной упаковки с расстояния примерно 20 см. Помним, что важнейший враг при этом — пыль. Каждая частица пыли на поверхности заготовки — источник проблем. Чтобы создать однородное покрытие, распыляем аэрозоль непрерывными зигзагообразными движениями, начиная из верхнего левого угла. Не применяйте аэрозоль в избыточных количествах, так как это вызывает нежелательные подтеки и приводит к образованию неоднородного по толщине покрытия, требующего более длительного времени экспозиции. Летом при высокой температуре окружающей среды может потребоваться повторная обработка, либо необходимо распылять аэрозоль с меньшего расстояния — для уменьшения потерь от испарения. При распылении не наклоняйте баллон сильно — это приводит к повышенному расходу газа-пропеллента и как следствие — аэрозольный баллон прекращает работу, хотя в нем остается еще фоторезист. Если вы получаете неудовлетворительные результаты при аэрозольном нанесении фоторезиста, используйте центрифужное покрытие. В этом случае фоторезист наносится на плату, закрепленную на вращающемся столе с приводом 300-1000 оборотов в минуту. После окончания нанесения покрытия плата не должна подвергаться воздействию сильного света. По цвету покрытия можно приблизительно определить толщину нанесенного слоя:

• светло-серый синий — 1-3 микрона;
• темно-серый синий — 3-6 микрон;
• синий — 6-8 микрон;
• темно-синий — более 8 микрон.

На меди цвет покрытия может иметь зеленоватый оттенок.

Чем тоньше покрытие на заготовке, тем лучше результат.

Я всегда наношу фоторезист на центрифуге. В моей центрифуге скорость вращения 500-600 об/мин. Крепление должно быть простым, зажим производится только по торцам заготовки. Закрепляем заготовку, запускаем центрифугу, брызгаем на центр заготовки и наблюдаем, как фоторезист тончайшим слоем растекается по поверхности. Центробежными силами излишки фоторезиста будут сброшены с будущей ПП, поэтому очень рекомендую предусмотреть защитную стенку, чтобы не превратить рабочее место в свинарник. Я использую обыкновенную кастрюлю, в днище которой по центру сделано отверстие. Через это отверстие проходит ось электродвигателя, на которой установлена площадка крепления в виде креста из двух алюминиевых реек, по которым «бегают» уши зажима заготовок. Уши сделаны из алюминиевых уголков, зажимаемых на рейке гайкой типа «барашек». Почему алюминий? Маленькая удельная масса и, как следствие, меньше биения при отклонении центра массы вращения от центра вращения оси центрифуги. Чем точнее отцентрировать заготовку, тем меньше будут биения за счет эксцентриситета массы и тем меньше усилий потребуется для жесткого крепления центрифуги к основанию.

Фоторезист нанесен. Даем ему просохнуть в течение 15-20 минут, переворачиваем заготовку, наносим слой на вторую сторону. Даем еще 15-20 минут на сушку. Не забываем о том, что попадание прямого солнечного света и пальцев на рабочие стороны заготовки недопустимы.

Дубление фоторезиста на поверхности заготовки

Помещаем заготовку в духовку, плавно доводим температуру до 60-70°C. При этой температуре выдерживаем 20-40 минут. Важно, чтобы поверхностей заготовки ничто не касалось — допустимы только касания торцов.

Выравнивание верхнего и нижнего фотошаблонов на поверхностях заготовки

На каждом из фотошаблонов (верхний и нижний) должны быть метки, по которым на заготовке нужно сделать 2 отверстия — для совмещения слоев. Чем дальше друг от друга метки, тем выше точность совмещения. Обычно я их ставлю по диагонали шаблонов. По этим меткам на заготовке с помощью сверлильного станка строго под 90° сверлим два отверстия (чем тоньше отверстия, тем точнее совмещение — я использую сверло 0,3 мм) и совмещаем по ним шаблоны, не забывая о том, что шаблон должен прикладываться к фоторезисту той стороной, на которую была произведена печать. Прижимаем шаблоны к заготовке тонкими стеклами. Стекла предпочтительнее всего использовать кварцевые — они лучше пропускают ультрафиолет. Еще лучшие результаты дает оргстекло (плексиглас), но оно имеет неприятное свойство царапаться, что неизбежно скажется на качестве ПП. При небольших размерах ПП можно использовать прозрачную крышку от упаковки компакт-диска. За неимением таких стекол можно использовать и обычное оконное, увеличив время экспозиции. Важно, чтобы стекло было ровным, обеспечивая ровное прилегание фотошаблонов к заготовке, иначе невозможно будет получить качественные края дорожек на готовой ПП.

Заготовка с фотошаблоном под оргстеклом. Используем коробку из-под компакт-диска.

Экспозиция (засветка)

Время, требуемое для экспонирования, зависит от толщины слоя фоторезиста и интенсивности источника света. Лак-фоторезист POSITIV 20 чувствителен к ультрафиолетовым лучам, максимум чувствительности приходится на участок с длиной волны 360-410 нм.

Лучше всего экспонировать под лампами, диапазон излучения которых находится в ультрафиолетовой области спектра, но если такой лампы у вас нет — можно использовать и обычные мощные лампы накаливания, увеличив время экспозиции. Не начинайте засветку до момента стабилизации освещения от источника — необходимо, чтобы лампа прогрелась в течение 2-3 минут. Время экспозиции зависит от толщины покрытия и обычно составляет 60-120 секунд при расположении источника света на расстоянии 25-30 см. Используемые пластины стекла могут поглощать до 65% ультрафиолета, поэтому в таких случаях необходимо увеличивать время экспозиции. Лучшие результаты достигаются при использовании прозрачных плексигласовых пластин. При применении фоторезиста с длительным сроком хранения время экспонирования может потребоваться увеличить вдвое — помните: фоторезисты подвержены старению!

Примеры использования различных источников света:

Лампы УФ-излучения

Каждую сторону экспонируем по очереди, после экспозиции даем выстояться заготовке 20-30 минут в затемненном месте.

Проявление экспонированной заготовки

Проявляем в растворе NaOH (каустическая сода) — подробнее смотрите в начале статьи — при температуре раствора 20-25°C. Если до 2 минут проявления нет — мало время экспозиции. Если проявляется хорошо, но смываются и полезные участки — вы перемудрили с раствором (слишком велика концентрация) или слишком велико время экспозиции при данном источнике излучения или фотошаблон низкого качества — недостаточно насыщенный печатаемый черный цвет позволяет ультрафиолету засвечивать заготовку.

При проявлении я всегда очень бережно, без усилий «катаю» ватным тампоном на стеклянной палочке по тем местам, где должен смыться засвеченный фоторезист, — это ускоряет процесс.

Промывка заготовки от щелочи и остатков отслоившегося засвеченного фоторезиста

Я делаю это под водопроводным краном — обычной водопроводной водой.

Повторное дубление фоторезиста

Помещаем заготовку в духовку, плавно поднимаем температуру и при температуре 60-100°C выдерживаем 60-120 минут — рисунок становится прочным и твердым.

Проверка качества проявления

Кратковременно (на 5-15 секунд) погружаем заготовку в подогретый до температуры 50-60°C раствор хлорного железа. Быстро промываем проточной водой. В местах, где фоторезиста нет, начинается интенсивное травление меди. Если где-то случайно остался фоторезист, аккуратно механически удаляем его. Удобно это делать обычным или офтальмологическим скальпелем, вооружившись оптикой (очки для пайки, лупа часовщика, лупа на штативе, микроскоп).

Травление

Травим в концентрированном растворе хлорного железа с температурой 50-60°C. Желательно обеспечить непрерывную циркуляцию травильного раствора. Плохо стравливающиеся места аккуратно «массируем» ватным тампоном на стеклянной палочке. Если хлорное железо свежеприготовленное, время травления обычно не превышает 5-6 минут. Промываем заготовку проточной водой.

Плата вытравлена

Как готовить концентрированный раствор хлорного железа? Растворяем в слегка (до 40°C) подогретой воде FeCl 3 до тех пор, пока не перестанет растворяться. Фильтруем раствор. Хранить нужно в затемненном прохладном месте в герметичной неметаллической упаковке — в стеклянных бутылках, например.

Удаление уже ненужного фоторезиста

Смываем фоторезист с дорожек ацетоном или растворителем для нитрокрасок и нитроэмалей.

Сверление отверстий

Диаметр точки будущего отверстия на фотошаблоне желательно подбирать таким, чтобы впоследствии было удобно сверлить. Например, при требуемом диаметре отверстия 0,6-0,8 мм диаметр точки на фотошаблоне должен быть около 0,4-0,5 мм — в таком случае сверло будет хорошо центроваться.

Желательно использовать сверла, покрытые карбидом вольфрама: сверла из быстрорежущих сталей очень быстро изнашиваются, хотя сталь можно применять для сверления одиночных отверстий большого диаметра (больше 2 мм), так как сверла с напылением карбида вольфрама такого диаметра слишком дорогие. При сверлении отверстий диаметром менее 1 мм лучше использовать вертикальный станок, иначе ваши сверла будут быстро ломаться. Если сверлить ручной дрелью — неизбежны перекосы, ведущие к неточной стыковке отверстий между слоями. Движение сверху вниз на вертикальном сверлильном станке самое оптимальное с точки зрения нагрузки на инструмент. Карбидные сверла изготавливают с жестким (т.е. сверло точно соответствует диаметру отверстия) или с толстым (иногда называют «турбо-») хвостовиком, имеющим стандартный размер (обычно, 3,5 мм). При сверлении сверлами с карбидным напылением важно жестко закрепить ПП, так как такое сверло при движении вверх может приподнять ПП, перекосить перпендикулярность и вырвать фрагмент платы.

Сверла маленьких диаметров обычно вставляются либо в цанговый патрон (различных размеров), либо в трехкулачковый патрон. Для точной фиксации закрепление в трехкулачковом патроне — не самый лучший вариант, и маленький размер сверла (меньше 1 мм) быстро делает желобки в зажимах, теряя хорошую фиксацию. Поэтому для сверл диаметром меньше 1 мм лучше использовать цанговый патрон. На всякий случай приобретите дополнительный набор, содержащий запасные цанги для каждого размера. Некоторые недорогие сверла производят с пластиковыми цангами — выбросите их и купите металлические.

Для получения приемлемой точности необходимо правильно организовать рабочее место, то есть, во-первых, обеспечить хорошее освещение платы при сверлении. Для этого можно использовать галогенную лампу, прикрепив ее на штативе для возможности выбирать позицию (освещать правую сторону). Во-вторых, поднять рабочую поверхность примерно на 15 см выше столешницы для лучшего визуального контроля над процессом. Неплохо было бы удалять пыль и стружку в процессе сверления (можно использовать обычный пылесос), но это не обязательно. Надо отметить, что пыль от стекловолокон, образующаяся при сверлении, очень колкая и при попадании на кожу вызывает ее раздражение. И, наконец, при работе очень удобно пользоваться ножным включателем сверлильного станка.

Типичные размеры отверстий:

• переходные отверстия — 0,8 мм и менее;
• интегральные схемы, резисторы и т.д. — 0,7-0,8 мм;
• большие диоды (1N4001) — 1,0 мм;
• контактные колодки, триммеры — до 1,5 мм.

Старайтесь избегать отверстий диаметром менее 0,7 мм. Всегда держите не менее двух запасных сверл 0,8 мм и менее, так как они всегда ломаются именно в тот момент, когда вам срочно надо сделать заказ. Сверла 1 мм и больше намного надежнее, хотя и для них неплохо бы иметь запасные. Когда вам надо изготовить две одинаковые платы, то для экономии времени их можно сверлить одновременно. При этом необходимо очень аккуратно сверлить отверстия в центре контактной площадки около каждого угла ПП, а для больших плат — отверстия, расположенные близко от центра. Положите платы друг на друга и, используя центрующие отверстия 0,3 мм в двух противоположных углах и штифты в качестве колышков, закрепите платы относительно друг друга.

При необходимости можно зенковать отверстия сверлами большего диаметра.

Лужение меди на ПП

Если нужно облудить дорожки на ПП, можно воспользоваться паяльником, мягким низкоплавким припоем, спиртоканифольным флюсом и оплеткой коаксиального кабеля. При больших объемах лудят в ванных, наполненных низкотемпературными припоями с добавлением флюсов.

Наиболее популярным и простым расплавом для лужения является легкоплавкий сплав «Розе» (олово — 25%, свинец — 25%, висмут — 50%), температура плавления которого 93-96°C. Плату при помощи щипцов помещают под уровень жидкого расплава на 5-10 секунд и, вынув, проверяют, вся ли медная поверхность покрыта равномерно. При необходимости операцию повторяют. Сразу же после вынимания платы из расплава его остатки удаляют либо с помощью резинового ракеля, либо резким встряхиванием в направлении, перпендикулярном плоскости платы, удерживая ту в зажиме. Другим способом удаления остатков сплава «Розе» является нагрев платы в термошкафу и встряхивание. Операция может проводиться повторно для достижения монотолщинного покрытия. Чтобы предотвратить окисление горячего расплава, в емкость для лужения добавляют глицерин, так чтобы его уровень покрывал расплав на 10 мм. После окончания процесса плата отмывается от глицерина в проточной воде. Внимание! Данные операции предполагают работу с установками и материалами, находящимися под действием высокой температуры, поэтому для предотвращения ожога необходимо пользоваться защитными перчатками, очками и фартуками.

Операция лужения сплавом олово-свинец протекает аналогично, но более высокая температура расплава ограничивает область применения данного способа в условиях кустарного производства.

Не забудьте после лужения очистить плату от флюса и тщательно обезжирить.

Если у вас большое производство — можно использовать химическое лужение.

Нанесение защитной маски

Операции с нанесением защитной маски в точности повторяют все, что было написано выше: наносим фоторезист, сушим, дубим, центруем фотошаблоны масок, экспонируем, проявляем, промываем и еще раз дубим. Само собой, пропускаем шаги с проверкой качества проявления, травлением, удалением фоторезиста, лужением и сверлением. В самом конце дубим маску в течение 2 часов при температуре около 90-100°C — она станет прочной и твердой, как стекло. Образованная маска защищает поверхность ПП от внешнего воздействия и предохраняет от теоретически возможных замыканий при эксплуатации. Также она играет не последнюю роль при автоматической пайке — не дает «сесть» припою на соседние участки, замыкая их.

Все, двусторонняя печатная плата с маской готова

Мне приходилось таким образом делать ПП с шириной дорожек и шагом между ними до 0,05 мм (!). Но это уже ювелирная работа. А без особых усилий можно делать ПП с шириной дорожки и шагом между ними 0,15-0,2 мм.

На плату, показанную на фотографиях, я маску не наносил — не было такой необходимости.

Печатная плата в процессе монтажа на нее компонентов

А вот и само устройство, для которого делалась ПП:

Это сотовый телефонный мост, позволяющий в 2-10 раз снизить стоимость услуг мобильной связи — ради этого стоило возиться с ПП;). ПП с распаянными компонентами находится в подставке . Раньше там было обыкновенное зарядное устройство для аккумуляторов мобильного телефона.

Дополнительная информация

Металлизация отверстий

В домашних условиях можно выполнить даже металлизацию отверстий. Для этого внутренняя поверхность отверстий обрабатывается 20-30-процентным раствором азотнокислого серебра (ляпис). Затем поверхность очищается ракелем и плата сушится на свету (можно использовать УФ-лампу). Суть этой операции в том, что под действием света азотнокислое серебро разлагается, и на плате остаются вкрапления серебра. Далее производится химическое осаждение меди из раствора: сернокислая медь (медный купорос) — 2 г, едкий натр — 4 г, нашатырный спирт 25-процентный — 1 мл, глицерин — 3,5 мл, формалин 10-процентный — 8-15 мл, вода — 100 мл. Срок хранения приготовленного раствора очень мал — готовить нужно непосредственно перед применением. После осаждения меди плату промывают и сушат. Слой получается очень тонким, его толщину необходимо увеличить до 50 мкм гальваническим способом.

Раствор для нанесения медного покрытия гальваническим способом:
На 1 литр воды 250 г сульфата меди (медный купорос) и 50-80 г концентрированной серной кислоты. Анодом служит медная пластинка, подвешенная параллельно покрываемой детали. Напряжение должно быть 3-4 В, плотность тока — 0,02-0,3 A/см 2 , температура — 18-30°C. Чем меньше ток, тем медленнее идет процесс металлизации, но тем качественнее получаемое покрытие.

Фрагмент печатной платы, где видна металлизация в отверстии

Самодельные фоторезисты

Фоторезист на основе желатина и бихромата калия:
Первый раствор: 15 г желатина залить 60 мл кипяченой воды и оставить для набухания на 2-3 часа. После набухания желатина поставить емкость на водяную баню при температуре 30-40°C до полного растворения желатина.
Второй раствор: в 40 мл кипяченой воды растворить 5 г двухромовокислого калия (хромпик, порошок ярко-оранжевого цвета). Растворять при слабом рассеянном освещении.
В первый раствор при интенсивном перемешивании влить второй. В полученную смесь пипеткой добавить несколько капель нашатырного спирта до получения соломенного цвета. Фотоэмульсия наносится на подготовленную плату при очень слабом освещении. Плата сушится до «отлипа» при комнатной температуре в полной темноте. После экспонирования плату при слабом рассеянном освещении промыть в теплой проточной воде до удаления незадубленного желатина. Чтобы лучше оценить результат, можно окрасить участки с неудаленным желатином раствором марганцовки.

Усовершенствованный самодельный фоторезист:
Первый раствор: 17 г столярного клея, 3 мл водного раствора аммиака, 100 мл воды оставить для набухания на сутки, затем греть на водяной бане при 80°C до полного растворения.
Второй раствор: 2,5 г бихромата калия, 2,5 г бихромата аммония, 3 мл водного раствора аммиака, 30 мл воды, 6 мл спирта.
Когда первый раствор остынет до 50°C, при энергичном перемешивании влейте в него второй раствор и полученную смесь профильтруйте (эту и последующие операции необходимо проводить в затемненном помещении, солнечный свет недопустим! ). Эмульсия наносится при температуре 30-40°C. Дальше — как в первом рецепте.

Фоторезист на основе бихромата аммония и поливинилового спирта:
Готовим раствор: поливиниловый спирт — 70-120 г/л, бихромат аммония — 8-10 г/л, этиловый спирт — 100-120 г/л. Избегать яркого света! Наносится в 2 слоя: первый слой — сушка 20-30 минут при 30-45°C — второй слой — сушка 60 минут при 35-45°C. Проявитель — 40-процентный раствор этилового спирта.

Химическое лужение

Прежде всего, плату необходимо декапировать, чтобы удалить образовавшийся окисел меди: 2-3 секунды в 5-процентном растворе соляной кислоты с последующей промывкой в проточной воде.

Достаточно просто осуществлять химическое лужение погружением платы в водный раствор, содержащий хлорное олово. Выделение олова на поверхности медного покрытия происходит при погружении в такой раствор соли олова, в котором потенциал меди более электроотрицателен, чем материал покрытия. Изменению потенциала в нужном направлении способствует введение в раствор соли олова комплексообразующей добавки — тиокарбамида (тиомочевины). Такого типа растворы имеют следующий состав (г/л):

Среди перечисленных наиболее распространены растворы 1 и 2. Иногда в качестве поверхностно-активного вещества для 1-го раствора предлагается использование моющего средства «Прогресс» в количестве 1 мл/л. Добавление во 2-й раствор 2-3 г/л нитрата висмута приводит к осаждению сплава, содержащего до 1,5% висмута, что улучшает паяемость покрытия (препятствует старению) и многократно увеличивает срок хранения до пайки компонентов у готовой ПП.

Для консервации поверхности применяют аэрозольные распылители на основе флюсующих композиций. Нанесенный на поверхность заготовки лак после высыхания образует прочную гладкую пленку, которая препятствует окислению. Одним из популярных веществ является «SOLDERLAC» фирмы Cramolin. Последующая пайка проводится прямо по обработанной поверхности без дополнительного удаления лака. В особо ответственных случаях пайки лак можно удалить спиртовым раствором.

Искусственные растворы для лужения ухудшаются с течением времени, особенно при контакте с воздухом. Поэтому если у вас большие заказы бывают нечасто, то старайтесь приготовить сразу небольшое количество раствора, достаточное для лужения нужного количества ПП, а остатки раствора храните в закрытой емкости (идеально подходят бутылки типа используемых в фотографии, не пропускающие воздух). Также необходимо защищать раствор от загрязнения, которое может сильно ухудшить качество вещества.

В заключение хочу сказать, что все же лучше использовать готовые фоторезисты и не заморачиваться с металлизацией отверстий в домашних условиях — великолепных результатов все равно не получите.

Огромное спасибо кандидату химических наук Филатову Игорю Евгеньевичу за консультации по вопросам, связанным с химией.
Также хочу выразить признательность Игорю Чудакову ».