Виготовлення плат з фоторезистом

Значить так, писати мені нового нічого, а писати хочеться. Тому сьогодні розкажу при виготовлення плат за допомогою сухого фоторезиста. Давним-давно на кафедрі я робив плату з 24 бітним ЦАПом і АЦП для точного високовольтного блока живлення. Забігаючи наперед скажу, що це СЛОЖНА тримати на 70В 1 мкВ точності (а то і 0.5мкВ). І я не асіліл передав проект молодшим. Хоча написав програми для роботи з ними під stm32. ЦАП правда не тримав постійний рівень, але то таке.

Так от. Перейдемо до плати. Плату я розводив в Altium Designer. Доріжки намагався зробити побільше, щоб легше було працювати. Плата двошарова, причому нижній шар майже весь земля. Розводка насправді так собі. Потім дам майстер клас, але тут про виготовлення плати, а не про розводку. Особливістю є виведення плати з Altium Designer на бумагу. Я для того користувався PDFCreator-ом. Друкував на промокашках. Краще звичайно на прозорій плівці, але за відсутності інструменту і така згодиться. Знайти промокашки можна в Папірусі. Часом працівники і самі не знають що у них вони є 🙂 Друкувати треба інвертоване зображення. Тобто там де біла область -- там будуть доріжки. Також велика земля окрім екрану на платі також економить тонер.

Катридж з тонером має бути новим або свіжозаправленим. І краще ще на друк виставити максимальний контраст. В мене був катридж не першої свіжості, тому я великі місця трохи поправляв олівцем.

Перед наступним кроком, аби уникнути болі перевірте чи співпадають відстані між падами з Вашими мікросхемами.

Починаємо підготовку процесу. На цьому етапі Ви вже маєте роздруковані шаблони. Також ще треба приблизно вирізаний шматочок текстоліту, обезжирювач (спирт, розчинник...), шматочок тряпочки (вату краще не брати, ьо вона залишає ворсинки, що потім відіб'ється на якості плати), шматочок шкурки (нульовка зерно) і брусочок, аби зручніше шкурити плату.

Почнемо з підготовки шаблонів. Оскільки плата двошарова, то потрібно співставити отвори на двох шарах. Вирізаю шаблони плат (трози більшого розміру ніж плата), фіксую магнітами і на просвіт співставляю шари. В Altium-і можна зробити спеціальні мітки для цього, але тут я орієнтуюсь по отворах.

Далі фокус: два краї обрізаю і склеюю скотчем.

Магніти можна знімати. Отримали такий собі конвертик. Далі шкуримо до блиску плату. Це щоб зняли оксид міді. На фото до і після.

Крок надцять. Вирізаю кусочки фоторезисту під плату. Він має плівки з двох шарів. Поки що зняти плівку треба з одного шару. Я для цього користуються шматочком скотчу.

Далі я руцями клею фоторезист на злату з обох сторін. Так найменше получається бульбашок і всіляких інших как. Це важливий етап і тут на від'єбись зробити не получиться. Якщо погано - переклеюй. Краще уже новим куском фоторезисту.

Далі я ложу заготовку в кусок паперу і пропускаю через розігрітий ламінатор. Паперу можна взяти кілька кусків, якщо ролики з'їлися. Така обробка краще закріпить фоторезист і дасть змогу позбавитись від мікродефектів.

Вкладаємо плату із фоторезистом у конверт і заклеюємо з іншої сторони.

Далі проявка. Схоже до виготовлення старих фото (чи не так). Ультрафіолетову лампу розміщуємо на відстані 20-30см.

Накриваємо шклом і притискаємо чимось важчим. Так шаблон притиснеться добре до фоторезиту і буде чітке зображення без дифракції.

Далі плата засмагає 4.5 хвилини (залежить від фоторезисту і лампи, тому підбирається експериментально). Вам же під лампою засмагати не раджу, а особливо дивитись на неї. В результаті маємо щось таке:

Це не кращий приклад. Трохи пересвічено, бо я зважав, що бумага не буже прозора для ультрафіолету, тому збільшив час. Якби шаблон була плівка, то було б краще.

Закріплення в соді. Кладемо плату в слабенький розчин соди на кілька хвилин і легенько зчишчаємо залишки непотрібного фоторезисту щіточкою. Дехто розділяє цей етап на закріплення в розчині, а потім змив у воді, але а роблю все зразу. На платі не має залишитись фоторезисту там де його не має бути і він має добре триматись, там де він має бути. Перевірте ще раз перед тим як травити. Можете трохи пошкрябати. Якщо треба ще дочистити -- чистіть, якщо доріжки відлазять -- перестарались (можливо надто сильний розчин) і goto step 1 🙁

В мене не зразкова плата. Є деякі дефекти (в червоних кружечках). Найбільш проблематичним є те, що доріжки однієї з мікросхем злились, а значить вони погано протравляться. Краще на цьому етапі пошкрябати акуратно скальпелем ніж потім шкрябати мідь. Дефекти зліва не є надто важливими і утворились ймовірно через бульбашки, що були присутні на платі, коли клеїв фоторезист (ну ви поняли).

Їх можна поправити маркером стійким до хлорного заліза.

В мене плата маленька і влізає в півлітрову банку де в мене розчин. Тому я її закріпив проволочкою і буду теребити в банці,

асаму банку гріти феном. Так воно протравиться за 5 хвилин. Краще це робити на землі, а підлогу застелити бумагою, бо краплі хл. заліза будуть, а відмиваються вони погано.

Після травки маємо щось таке. Трохи пошкрябав скальпелем в проблемних місцях.

Знімаємо залишки фоторезисту спиртом чи ацетоном і на цьому етапі я обрізую плату.

Далі свердління. Щоб отрвори получились по центру, я спершу керну їх.

А вже потім свердлю

Далі треба лудити. Хтось кип'ятить, а я користуюсь Taid; лужу з опльоткою, флюсом і припоєм.

У via-си я запаюю проволочку. Знову ж таки, хтось користується імпровізованими мікрозакльопками з мідного проводу відповідного діаметру.

Ну і в принципі все. Плата готова. Зазавичай на весь процес іде 2-3 години. Для прототипів норм.