Изготовление маски на печатных платах при помощи фоторезиста Ordyl Alpha 350
В последнее время мои любительские платы стали выглядеть вот так:
Пара «секретов» про изготовление именно «маски» — под катом.
Не так давно оформлял заметку про работу с фоторезистом Ordyl Alpha 350. В данной заметке, в частности, упоминалось про возможность изготовления маски (пусть и сравнительно хреновой) на печатные платы при помощи данного фоторезиста. Ну а тут в преддверии 8 Марта получилось весьма игривое настроение, и в связи с этим заснял обучающий документальный ролик про «затемнение» маски из упоминаемого фоторезиста. Думал прикрутить его к основной заметке, да не тут-то было. Хер его знает почему, но движок we.ee, по-ходу, затаил на меня чОрную злобу, и не дает вставить в упоминаемую заметку хоть какое-то значимое количество символов. Пишет, что превышен лимит в 15000 знаков, при этом в заметке про ПНФ-ВЩ, думаю, символов заведомо поболе, но никаких претензий за данную заметку выставлено не было.
Как бы то ни было, решил-таки выделить некоторые комментарии про изготовление маски из Ordyl’a в отдельную заметку. Особо нового здесь ничего сказано не будет, это просто оформление моих знаний (коих, в принципе, за полгода прибавилось) в дополнительный сгусток информации. Добавится ссылка на кино, да парочка хитростей про изготовление маски из Ordyl’a. Отмечу также, что и последовательность действий немного изменена.
Итак, в итоге просто перечислю основные пункты про «маску» из главной заметки со свежими камментами:
— накатываем, засвечиваем, проявляем и промываем слой маски из ORDYL’а. Тут всё просто – все действия полностью аналогичны тому, как если бы мы просто формировали рисунок проводников для печатной платы. Но есть один момент – крайне важно не передержать плату в проявочном растворе. В процессе проявки на границе «фольга-голый текстолит» фоторезист начнет слегка пузыриться. И чем дольше идет проявка, тем больше будут пузыри. В итоге можно допроявляться до того, что пузыри уплывут вместе с проявочным раствором, и на их месте будет зиять отсутствие маски. Выглядит это кошмарно, хоть обычно и никак не сказывается на последующее удобство монтажа деталей. Время проявки тут можно определить только экспериментально (сильно зависит от температуры и насыщенности проявочного раствора), и в дальнейшем работать обычно проще всего опираясь чисто на пролетарское чутье, а не на данные опытов (хотя, наверное, это зависит от конкретного человека). Ну и в любом случае – лучше немного недосмыть Ordyl Alpha именно на этом этапе, поскольку в дальнейшем его предстоит промыть еще один раз (поэтому будет возможность «домыть» оставшиеся ошметки фоторезиста);
— а вот в этом пункте заключается основное отличие от представленной в основной заметке «технологии». Там я советовал сначала накатать поверх Ordyl’a ПНФ-ВЩ, а уж потом делать его фиолетовым. Как показала практика, данный подход в корне неверен – под слоем ПНФ-ВЩ Ordyl «затемняется» намного хуже. Поэтому настоятельно рекомендую делать Ordyl фиолетовым сразу же после проявки маски из него. Опять же, как показала практика, дополнительно засвечивать его для этого ультрафиолетом довольно долго и, главное, далеко не всегда эффективно. Бывали случаи, когда плата с проявленной маской из Ordyl’a валялась под УФ-лучами два-три часа, а эффекта – практически ноль. Поэтому категорически рекомендую для зафиолечивания маски из Ordyl’a использовать термическую обработку. Я для данных целей беру обычный строительный фен, и постепенно «обрабатываю» им плату:
За температуру фена точно не скажу (для показанной модели – это «скорость №2»). Знаю лишь, что «фирменный» фен на 450 градусах «затемняет» маску раза в три дольше, чем китайское говно, представленное в ролике. Но в любом случае – определить правильную температуру для конкретного фена не составляет особого труда (обычно для опытов с лихвой хватает одной заготовки с нанесенной «маской»);
— дальше, как ни странно, идет самое главное. После термической обработки как ни ухищряйся, а открытые от маски контактные площадки всё равно покроются характерным нагаром. А припой по нему растекаться совсем не хочет. Поэтому данный нагар следует удалить. Для этого пользуюсь дедовским методом – затираю плату с маской обычным ластиком:
Чем ластик дубовее, тем лучше – быстрей и качественней затирает нагар. Разница между затертой и незатертой поверхностями видна невооруженным глазом:
(слева – незатертое, справа – затертое).
— ну а вот теперь уже можно накатывать ПНФ-ВЩ и дублировать слой маски. К слову – хотя маска из Ordyl’a и получается весьма нежной и очень восприимчивой к скалываниям, при аккуратном обращении с ней вполне можно обойтись без дополнительного дубового слоя из ПНФ-ВЩ. Хотя, при наличии последнего категорически рекомендую нанести слой маски и из него – «крепкость» доморощенной маски возрастет в разы.
А на этом новоявленные хитрости по изготовлению маски из фоторезиста Ordyl Alpha 350 заканчиваются. Дальше можно опять переходить к изучению основной заметки и делать свои выводы.
А на сегодня всё. Еще раз желаю удачи при изготовлении печатных плат!
Источник
Состав и нанесение паяльной маски
Пайка на печатных платах сродни ювелирной работе. Проводить ее нужно очень аккуратно, так, чтобы поверхность не повреждалась. Нельзя допустить образование перемычек или мостиков, растекания или прилипания капель припоя, его неоднородного скопления.
Помочь провести работу с хорошим результатом может нанесение паяльной маски. По сути, имеется две главные функции составов: защитная и эстетическая. Красивая плата после обработки готова к высокоточной пайке. Припой будет попадать только в требуемые места будущих контактов.
Классы требований
Печатные платы сейчас используются повсеместно. Везде они играют ответственную роль, обеспечивая работу сложных электронных схем. Тем не менее, по результатам тестирования, оцениванию основных характеристик, в соответствии с ГОСТом выделяют два основных класса требований к паяльным маскам:
- для печатных плат приборов, компьютеров, не эксплуатируемых в критических военных ситуациях, выпускают продукцию класса Т;
- для применения в платах, используемых на оборонных объектах, применяют составы класса Н.
Полученные с помощью масок класса Н места пайки, гарантируют отсутствие кратковременных пауз в работе. Принадлежность к классу обязательно указывается производителем, должна быть учтена потребителем.
Способы нанесения
Защитные покрытия для печатных плат могут иметь разный состав, требуют нанесения по отличающимся технологиям. На этом признаке основана классификация паяльных масок.
Слой на поверхности можно нанести двумя способами:
Для печатания по трафаретам используют эпоксидные паяльные маски. Инициируют отверждение нагреванием или УФ облучением. Метод доступный, недорогой, но требует наличия сеткографических трафаретов. Точность нанесения паяльных масок оставляет желать лучшего.
Фотолитографический способ иначе называют фоторезистивным. Сейчас преимущественно применяются такие средства. Популярность объясняется возможностью создавать любые рисунки.
Фоторезистивные паяльные маски отличаются консистенцией, количеством компонентов. Средства с одним компонентам имеют однородный состав. Двухкомпонентные смеси доведены до гомогенного состояния при производстве.
Сухие и жидкие составы
Сухие паяльные маски обозначают аббревиатурой СПМ. Их выпускают в виде пленок различной толщины: от 50 мкм до 10 мкм.
Наносить СПМ непросто. Для этого требуется оборудование, выполняющее вакуумное ламинирование. Поверхность платы перед нанесением покрытия нужно тщательно очистить, иначе пленка не прилипнет хорошо.
После вакуумирования плату следует экспонировать и проявить. Состав для проявления может иметь органическую или водно-щелочную природу. Часто для создания щелочной среды используют кальцинированную соду. Последней стадией является задубливание. Так называют обработку платы нагреванием или облучением УФ для окончательного формирования слоя.
Жидкие паяльные маски обозначаются сокращением ЖПМ. Наносят их одним из двух способов.
При работе над мелкими сериями печатных плат используют трафаретное нанесение.
В процессе выпуска больших серий продукции паяльные маски наносят с помощью специального оборудования, создающего ниспадающий ламинарный «занавес». Затем проводят экспонирование, проявление и задубливание обработанной платы.
С помощью ЖПМ и трафаретом паяльную маску можно нанести в домашних условиях своими руками. Все операции вполне доступны и регулярно выполняются мастерами и любителями.
Пайка с самым маленьким шагом становится реальным делом. Печатная плата, предварительно защищенная маской, сможет работать долго и надежно.
В интернет-магазинах продают однокомпонентные маски, которые застывают при облучении УФ лампами. Обработка плат происходит так. По центру и бокам наносят небольшое количество жидкого паяльного состава.
Придавливают прозрачной твердой пленкой (лавсановой или другой) и растирают ластиком или придавливают толстым стеклом.
Паста под пленкой должна равномерно распределиться тонким слоем, приобретя светлый оттенок (обычно светло-зеленый). После этого аккуратно накладывают шаблон.
Просвечивают ультрафиолетом 40 минут, снимают шаблон и засвечивают еще час. Нюансы нанесения могут отличаться, но в целом смысл состоит в том, чтобы паста равномерно распределилась и застыла.
Источник
Технология изготовления ПП с маской
На форуме часто спрашивают, как я делаю ПП с маской. Так как инструкция, по которой я начинал, далека от идеала, я решил выложить свое представление этого процесса.
Во первых скажу, что я, как и многие, начинал с ЛУТ. Метод, для начала, годный, но не более. Потом пробовал использовать фоторезистивный спрей. Результаты, в общем, были удовлетворительными, но технологические ограничения сильно осложняли жизнь. Минусы фоторезиста позитив 20:
- сложность нанесения
- чувствительность к видимому спектру освещения
- необходимость точного соблюдения времени выдержки при засвечивании
- необходимость точной концентрации раствора проявителя
- сложность хранения не проявленных плат
- быстрая деградация параметров фоторезистивного слоя
После опыта с фоторезистом в виде спрея я перешел на готовые платы, (тот же производитель) с уже нанесенным покрытием. Но, видимо, из-за низкого спроса и высокой цены такой продукции, очень часто продавцы отпускали товар с истекшим соком хранения, в итоге масса испорченных плат.
К счастью, я нашел свой способ изготовления. Это не реклама, а просто рекомендация.
Использую пленку ламинат PHOTEC 6300. Кроме того с последнего времени я почти всегда наношу и маску. Использую такую — Solder Mask KSM-180GH1 UV curable (Green)
Дальше я опишу метод работы с материалами
Все как обычно. Прорезаю ножом для гипсакортона и отламываю нужный размер заготовки. На фото видны остатки испорченного фоточувствительного лака. После отламывания срезаю кромки платы тем же ножом как циклиной.
Сразу же отрезаю по размеру ламинат, все работы провожу под ярким освещением. 30 минутное нахождение под настольной лампой G23 11W не засвечивает материал. (с 1 м)
Далее работу провожу в ванной комнате, прямо в раковине умывальника:
Для очистки и ошкуривания платы использую aбразивную губку c надписью BOSCH fine купленную в строительном магазине. После очистки плату оставляю под струей воды.
Снимаю с ламината в углу участок нижней защитной пленки и прикладываю его к плате прямо в воде, по ходу приклеивания смачиваю тонкой струйкой и постепенно отрываю всю нижнюю пленку. Если во время приклеивания сильно не прижимать ламинат к плате, то по окончанию он свободно перемещается по плате.
Примечание: Верхняя пленка до нанесения не отрывается, перепутать невозможно. Все работы с ламинатом нужно проводить в холодной воде, до 20С. От теплой воды ламинат приобретает излишнюю липкость.
После этого получаем такую плату:
Резиновым шпателем или, например, банковской картой аккуратно выгоняем лишнюю воду от центра к краям. Давить и стараться слишком быстро выгнать всё не нужно. У меня это занимает 1 минуту.
Далее, для качественного приклеивания использую утюг, ставлю на 50- 70% мощность, плату вставляю в середину журнала или книжки. В данном случае (фото снизу) проглаживаю через 5 страниц А4 стандартной плотности. Плата не должна нагреваться выше 50-60С, иначе ламинат «потечет». Поэтому же чрезмерно давить на утюг тоже не стоит, по углам могут возникнуть дефекты. Времени занимает до 2 минут. Стоит сказать, что если у ламината слишком большие выпуски, он может приклеятся к бумаге, но это не страшно. После приклеивания утюгом можно легко обрезать лишний ламинат строительным ножом. Небольшие выступы все же лучше оставить, так как за них потом удобно удалять верхнюю защитную пленку
Далее нужно приготовить фотошаблон
Я делаю его на фотопринтере epson t50. Использую пленку для струйной цветной печати, лучше всего lomond или xerox. Печатаю из layout, естественно в негативе, дополнительно включаю рамку. Фотошаблон немного просвечивается, на результаты это не влияет! Печать, как обычно, зеркальная, потому во время засветки шаблон нужно уложить стороной печати к плате.
Для засветки использую ламу DELUX 21W под цоколь E27. Плату ложу на стол, сверху прижимаю стеклом толшиной 8мм купленным как туалетная полочка в строительном магазине. Расстояние от лампы до платы 15-25 см. Время выдержки 1,5-3 мин. Обычно 2 минуты без предварительного прогрева лампы. Честно говоря, в последнее время даже не засекаю время.
Некоторая сложность есть в снятии верхнего защитного слоя ламината. По ощущениям он похож на полиэтилен. Так как плата совсем «свежая» держится верхний слой так же, а может и лучше, чем сам ламинат к плате, потому тут можно легко все испортить.
Либо нужно поставить плату на отстой на сутки. Но так как это не очень удобно, я придумал такой способ. Ложу плату на 1 минуту в морозилку (-18С) за это время сама плата не охлаждается полностью, а выпуски ламината стают хрупкими. Передерживать категорически нельзя. После охлаждения верхний слой элементарно снимается.
Для проявления использую какой-то местный аналог «крота» (жидкость для прочистки труб). Концентрация по сути не имеет значения, на глаз наливаю холодной(!) воды около 100-150 грм и 3-5 грамма крота (не полную крышечку). Опускаю плату на 1минуту в расствор, потом достаю и под струйкой холодной воды пальцем аккуратно протираю. Во время этого почти все не засвеченные области очищаются, остается тонкий малозаметный слой. Повторяю процесс до нужного результата. Потом травлю в подогретом растворе хлорного железа.
После травления удаляю остатки ламината тем же «кротом» с водой 1 к 1 за 7-10 минут.
После этого плату нужно тщательно высушить. Я подогреваю ее феном.
Далее нужно приготовить шаблон маски. Печатать нужно в зависимости от типа пленки. Мне попадалась пленка, которая не вступала во взаимодействие с лаком маски, тогда можно печатать шаблон в зеркальном отражении (по дефолту в layout). Пленка lomond, к сожалению, не из этого числа, потому маска немного хуже получается. На ней приходится печатать на «верхней стороне»
На плату в центре наношу массу лака маски, нужно совсем чуть-чуть. Сверху ставлю пленку с фотошаблоном. Шпателем выгоняю воздух и равномерно распределяю лак по плате. Нужно сделать слой как можно более тонким, иначе могут появиться дефекты. Скорее всего, после шпателя останутся локальные более светлые и более темные участки (пятна). Накрываем плату тем же 8мм стеклом и ставим груз (я давлю рукой весом тела) около 30 сек, так слой становится однородным (при условии, что текстолит ровный, конечно)
После этого повторно совмещаю плату и фотошаблон. Удобно это делать по надписям на плате.
Засветка 5-6 минут без прогрева лампы с расстояния 15-20см.
После этого удаляется фотошаблон:
Остатки лака удаляются сухой мягкой тряпочкой. В крайнем случае при перезасветке — с уайтспиритом, но без фанатизма.
Далее чистую плату ложу на включенную УФ лампу на 5 минут для «закалки» покрытия. Там она не только облучается УФ но и нагревается от лампы до 50С примерно.
Готовый модуль, установленный в плату:
- Время на изготовление таких плат, как на примере — около часа.
- На фото субмодуль управления импульсным преобразователем напряжения для автомобильного усилителя мощности с защитой от перегрузки по току и постоянки на выходе УМ.
Источник
