Как я делаю печатные платы с фоторезистом ПФ-ВЩ-50

Каждый радиолюбитель задумывается над вопросом о том, как в домашних условиях сделать печатную плату.
В этой статье я поделюсь своими соображениями и наработками. Я постарался сделать материал максимально подробным и максимально полезным для начинающих. А если статья окажется кому-то полезной, то мне будет очень приятно.

↑ Подготовка инструмента, материалов и приспособлений

Подготовка – очень ответственная часть процедуры. Здесь нужно не забывать о том, что хорошее качество качество инструмента определяет, в целом, качество изготовленного изделия. Отведите место для инструмента, приспособлений и химреактивов, чтобы домочадцы не спотыкались об них.

Итак, нам понадобятся:
1 — Фольгированный текстолит;

2 — Отрезной инструмент (ножовка по металлу, ножницы, гильотина и т.п., у кого, что под рукой);

3 — Напильник (для обработки граней заготовки);

4 — Наждачная бумага («нулёвка»);

5 — Губка для посуды (у которой с одной стороны жёсткое покрытие, продается везде);

6 — Чистящее средство для посуды (порошок типа Пемолюкса);

7 — Принтер лазерный (лучше HP или Canon, проверено);

8 — Плёнка прозрачная для лазерной печати, двусторонняя (плёнку в последнее время становится всё тяжелее искать, но в магазинах оргтехники она есть всегда. Почему двусторонняя? Чтобы вы не задумывались, какой стороной положить в принтер. Я использую LOMOND Copier Film, либо Profiline);

9 — Фоторезист рулонный ПФ-ВЩ-50 (Негативный, просто у нас такой в Новосибирске такой везде продают);

10 — Скотч узкий (нужен при травлении);

11 — Ламинатор формата А4 (для нанесения фоторезиста на текстолит. Тут я должен сказать, что ламинатор необходимо выбирать по толщине ламинируемого пакета, а это не менее 2 мм. У меня уже несколько лет работают популярные и недорогие PD230-1);

12 — Лист бумаги, чистой, белой;
13 — Нож отрезной, канцелярский;

14 — Валик длинный, средней мягкости (я использую мягкий вал переноса заряда из старого лазерного принтера, хотя можно использовать вал из печки. Главное чтобы на стальном стержне вала была резина или плотный поролон — для накатки фоторезиста);

15 — Установка с ультрафиолетовыми лампами (позже остановлюсь на этом подробней);

16 — Тарелка или ванночка, можно типа фотокюветы;
17 — Кальцинированная сода (продаётся в хозяйственных магазинах, очень дешёвая. Она прямо так и называется);

18 — Узкая малярная кисть (обрезаем ножницами две трети ворса и получаем отличную щётку для проявки фоторезиста. Хотя можно использовать и старую зубную щётку);
19 — Растворитель или ацетон;
20 — Хлорное железо;
21 — Ёмкость для травления;
22 — Дрель для сверловки отверстий. У меня вот такой станочек:

23 — Свёрла необходимого диаметра (0,6-1,0 мм).

Многие задумаются, а не слишком ли большой список? БОЛЬШОЙ, не то слово. Я к этому всему шёл самостоятельно. При этом, просто мечтал, чтобы кто-то так подробно мне всё разжевал. Список составлен примерно так, если бы мне предложили организовать рабочее место для опытного конструкторского бюро. Вот я и предоставил перечень, необходимый для работы.

↑ Подготовка рисунка печатной платы к работе

Современные CAD программы позволяют нарисовать чертежи очень высокого качества, каждый для себя выбирает сам, где ему удобней работать. Единственное, что хотелось бы добавить: для ФОТОРЕЗИСТА ПФ-ВЩ-50 необходимо распечатывать рисунок печатной платы в НЕГАТИВЕ.

Это фотография с плёнки, на ней видно, что дорожки прозрачные, а диэлектрик чёрный. При рисовании контактных отверстий следует выбирать диаметры подобранными под размер устанавливаемой детали. Это очень удобно в дальнейшем.

При подготовке рисунка к печати следует помнить, что любой лазерный принтер не закрашивает целиком большие площади, он делает плотную заливку по контуру, поэтому, дорожки печатаются хорошо, а заливка — плохо. Я делаю просто: на чертеже делаю заливку свободных мест «землёй» или «массой». Оптимальное расстояние между дорожкой и заливкой — не менее 0,5 мм.

Вы увидите, что при таком рисунке, в режиме негативной печати, заливка будет выглядеть лишь тонкими линиями. Вставляем плёнку в принтер, выбираем нужный рисунок в НЕГАТИВЕ и распечатываем. ВАЖНО, чтобы картридж в принтере был свежим и незатёртым. Смотрим на просвет плёнку. Линии должны быть чёткими с плотной заливкой. Ножницами или канцелярским ножом отрезаем лишнее, лучше положить наш шаблон в мультифору.

↑ Подготовка печатной платы и нанесение фоторезиста

Необходимо вырезать заготовку из фольгированного текстолита. Делаем припуск в 4-5 мм с каждой стороны и отрезаем имеющимся инструментом. Напильником подравниваем края, чтобы не было шероховатостей и зазубрин. Снимаем аккуратную фасочку со стороны меди.

Если медь слишком окисленная, то можно пройтись наждачной бумагой «нулёвкой», а если нет, то берём порошковое средство для чистки посуды, насыпаем немного на жёсткую сторону посудной губки и под тонкой струёй водопроводной воды натираем до блеска.
Есть ещё вариант с зубным порошком, но его трудно достать.
Смываем всё как следует и сушим в нормальных условиях. Хотя можно использовать бытовой фен. Главное, чтобы не осела пыль.

Теперь достаём рулон фоторезиста. Где-нибудь в тени, без прямого попадания света отмеряем необходимый кусок с дополнительным запасом в 5-10 мм от размера печатной платы.

Отрезаем канцелярским ножом. Кладём отрезанный кусок в книгу (предварительно запомнив в какую). Оставшийся рулон фоторезиста аккуратно запаковываем обратно.
Фоторезист должен быть свежим. Обычно на упаковке стоит дата выпуска, так вот, до 2х лет — нормально, можно пользоваться. Если больше, будет хуже прилипать.

Включаем наш ламинатор. Выставляем температуру 150 градусов Цельсия и ждём, пока прогреется. А пока предварительно нанесём фоторезист на плату. Вспоминаем про резиновый валик и кладём его недалеко от себя.

Достаём кусочек заготовки фоторезиста из книги, кладём плату перед собой медью вверх. Канцелярским ножом поддеваем матовую защитную плёнку с фоторезиста, убираем её. С другой стороны должна остаться прозрачная плёнка. ЕЁ ОСТАВЛЯЕМ!

Накладываем заготовку на плату и от центра прижимаем пальцем, постепенно разглаживая вправо и влево. Берём валик и раскатываем всю поверхность также от центра к краям. Смотрим, чтобы не было пузырей. Если появились, то лучше переделать.

Переворачиваем плату фоторезистом к столу. Канцелярским ножом под углом, аккуратно срезаем излишки фотоплёнки.

А вот и ламинатор прогрелся. Берём лист обычной чистой бумаги, сворачиваем пополам, кладём внутрь нашу плату с фоторезистом и суём сей бутерброд в ламинатор.

Достаточно прогнать 2-3 раза и вы поразитесь ровной накатке фоторезиста.

Кладём заготовку опять в толстую книгу. Запоминаем автора.

↑ Установка ультрафиолетовой засветки

Тут остановлюсь подробней. В куче мусора из интернета я ничего хорошего для себя не почерпнул. Решил сделать сам.
В театре, где работал, попросил УФ лампу для сцены. Она как ДРЛка. Засветила всё вокруг, долго с ней мучился.

После месяца напряжённых экспериментов я нашёл в магазине первоклассный вариант.
УФ лампа с цоколем Е27, выглядит как энергосберегающая лампа. Стоит дорого, 250 руб/шт. Разорился пока на 3 экземпляра.

Сделал такую установку: Две пластины формата А4 толстого 20 мм оргстекла длинными гранями соединил в угол _| На боковой стороне приделал 4 патрона Е27 в ряд, так, чтобы лампы были на высоте около 5 – 6 см. Сзади поставил реле времени на 2 минуты. Над лампами придумал фанерную крышку (чтобы в глаза не слепили). На нижнюю пластину под лампами наклеил тонкую шумоизоляцию от авто, типа сплэна. Нашёл подходящий кусок стекла, снял с рабочего стола и вырезал. Всё, установка готова.

Не претендую на оригинальность, но меня пока этот вариант устраивает. Хотя, тут поле для творчества непаханое.

↑ Засветка и проявка

Достаём из книги нашу заготовку и шаблон из мультифорки. Кладём заготовку фоторезистом вверх под лампу. Сверху накладываем рисунок, НАПЕЧАТАННОЙ СТОРОНОЙ К ЗАГОТОВКЕ, иначе засветка будет размытой и рисунок не той стороной.
Накрываем стеклом. Необходимо следить за тем, чтобы шаблон плотно прилегал к фоторезисту, а стекло не ёрзало.

Я делаю так: включаю УФ с таймером и руками по краям прижимаю стекло к заготовке. Она вдавливается немного в мягкий сплэн и шаблон плотно прилегает.

После того, как УФ установка выключится, можно аккуратно всё вытаскивать. И вновь заготовка в книгу, шаблон в мультифорку. Пошли готовить проявочный раствор.
Наливаем в тарелочку примерно стакан горячей воды (не кипяток, чтобы пальцы едва терпели) и добавляем немного кальцинированной соды. Примерно на кончике чайной ложечки. Размешиваем нашей обрезанной кистью. Достаём из книги плату.

Канцелярским ножом отделяем прозрачную плёнку от фоторезиста и кладём заготовку в раствор.

Кистью водим по фоторезисту, тут вы увидите чудеса наших стараний. Не бойтесь жёстким ворсом повредить дорожки, не получится. На проявку уходит около 2х-3х минут. Больше держать нельзя, может отстать фоторезист. Щёткой смываем лишнее до самой меди. В принципе, невооружённым глазом всё видно, где смылось, а где нет.

Вот тут понимаем, зачем делали небольшой припуск, когда отрезали плату. Дело в том, что иногда фоторезист откалывается с краёв. Если припуска не будет, то придётся восстанавливать необходимые дорожки цапон-лаком. А оно нам надо?
Если готово, то быстро промываем плату водопроводной водой. Оставляем сушить. Остатки раствора можно слить в канализацию. Ущерба не принесёт, да и расход соды невелик.

↑ Травление

Методов травления существует масса. Отмечу только то, что я травлю в пластиковом ведёрке из под джема. Оно небольшой высоты, закрывается плотно крышкой.

Я травлю хлорным железом. Раствор не сливаю. Вот уже год как им пользуюсь. Решил вопрос с подогревом — просто ставлю в кастрюлю с водой и на электроплиту. Чтобы пластик не поплыл, подкладываю в кастрюльку небольшую подставочку из металлических прутков диаметром 4 мм.
Перед опусканием платы в раствор я наклеиваю на обратную сторону платы узкий скотч, так, чтобы образовалась небольшая ручка для поднятия платы. А чтобы она не тонула, приклеиваю лепестки скотча по краям платы, чтобы торчали на 5 мм с каждой стороны.

Чтобы при опускании в раствор на дорожках не образовались микропузырьки, можно смочить поверхность платы простой водой.
Травим, промываем, РАДУЕМСЯ. Если что-то не так — можно подправить резаком.
Остатки фоторезиста смываем ацетоном или растворителем. Для этого нужно выйти на свежий воздух. Смачиваем тряпочку и прикладываем к ней плату. Ждём 5 минут. Фоторезист сам отходит. Тряпочку выкидываем сразу в помойку, чтобы дома не воняла.
Плату протираем насухо и лишаем остатков фоторезиста.

↑ Сверловка отверстий

Микродрель у каждого радиолюбителя своя. У меня из мотора ДПМ, цанги купил в магазине. Сварганил простой станочек, хотя, можно и вручную.
Свёрла покупаю заранее, от 0,6 до 1,5 мм всех размеров. Дешёвых хватает на одну плату, потом выбрасываю, иначе будет брак.

Помните, я говорил, чтобы мы рисовали контактные отверстия под размер выводов детали? Они так и вытравились. Теперь, эти места служат нам зенковкой под сверла, которые мы ставим в дрель в строгом соответствии с диаметрами по чертежу. КАЖДОМУ ДИАМЕТРУ СВОЁ СВЕРЛО!

Вот теперь мы берём наждачную бумагу «нулёвку» и зачищаем поверхность так, чтобы сравнять неровности и шероховатости от сверловки. Протираем спиртом или растворителем.

↑ Процесс лужения

Процесс лужения у каждого свой. Я обычно использую один из легкоплавких сплавов типа Розе + раствор канифоли в спирте.

↑ Итого

На этом я закончу, ведь наша плата уже готова: smile:
Приведу примеры моих работ. К сожалению, они не самые удачные. Скажем так, к моменту написания статьи под рукой остались конструкции, которые не доработаны или опытные образцы. Их и сфотографировал.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации