Jak skutecznie wykonać jednostronne PCB metodą fotochemiczną w warunkach domowych?

Sat Jan 25, 2014 4:38 am   

Tym razem nie o profrsjonalne wykonanie chodzi, lecz o jednostronne domowe/amatorskie. Nie tak dawno pytałem o dwustronne, w/g kompilacji porad na grupie po pewnych retuszach (drutowankach) całkiem nieźle mi to wyszło.. Dumny jestem z tego jak PAW!! ) Metodą termotransferu.

Sryljon lat temu, jak miałem cierpliwość i lepsze oczęta to robiłem amatorsko PCB metodą frezowania. Płaski śrubokręt, jakiś tam pilnik, czasami opindol dostawałem od Mamy za zniszczenie produktu deficytowego (pilnik do pazurów/czasy PRL).

Teraz moje lenistwo osiągnęło szczyty szczytów, bo zlecam byle duperelę do prototypienia do płytkarni. A co za tym idzie, to czas i pieniądz. Przy byle jakich tematach na termotransferze nie zawsze wszystko wychodzi jak tralala, drutowanki, retusze, w końcu wychodzi, ale nie jest to zbyt eleganckie.

====================
Metoda Fotochemiczna !!

Robiłem próby ze sprayem R-cośtam_cośtam. Zapewne coś spindoliłem, więc doradźcie jak to zrobić bezstresowo. Robiłem tak:

1) Sruuu.. tym sprayem na laminat (w półmroku, jakieś 20cm od miedzi), i zostawiam do wyschnięcia na 24h.

2) Maskę robię laserówką na kliszy. Tu już zapewne jest coś nie hallo, bo tak na oko pod światło, to toner raczej "tak sobie" się jej chwyta. Generalnie jest to takie trochę prześwitujące. Znacie jakieś "triki" w tym temacie, czy iść jakąś inną drogą?

3) Naświetlanie.. Ano mam starą kwarcówę PRL'owską taką do opalania się. Ot takie stare PRL'owskie solarium. Po 5-ciu minutach wali w pomieszczeniu ozonem jak tralala, więc długość fali jest zapewne w przedziale określanym jako UV. Moc? Diabli wiedzą, ale chyba dość spora. Ta na "oko" oceniam to tak: Pobór mocy na tabliczce znamionowej 100W, w pizdu z tego idzie w ciepełko, bo przy okazji grzeje jak cholera, świeci jak cholera po oczach (zakres światła widzialnego), no to niech moc walona w zakresie UV będzie jakieś 100-300mW. Tak na oko.. EPROM'y kasuję tym w 4-5 min z odległości 40-50cm.

Jak długo tym naświetlać przy założeniu, że kupię laminat z TME z gotową warstwą światłoczułą nabzdykaną na miedzi?

4) Czym i jak długo wywoływać?

5) Trawienie FeCl3, czy jakieś inne paskudztwo?

=================
Wszelakie porady praktyków mile widziane !!

Sat Jan 25, 2014 4:38 am   

No więc po kolei :

*** LAMINAT

Nie męcz się z nanoszeniem emulsji samodzielnie. Nie warto. Ciężko
uzyskać równomierną powłokę, śmierdzi jak cholera, i za diabła nie da
się ustalić "normatywnego" czasu naświetlania.
Kup gotowy laminat w TME.

*** MASKA

Żeby móc zastosować wydruk z laserówki, to ;
- porządny toner
- drukarka musi mieć wyłączone wszystkie tryby ECONO itp oszczędzacze.
- no i drukarka też nie może mieć starego bębna - wydruk musi być 1 klasa.

Niestety nawet dobry wydruk z laserówki jest nieco prześwitujący. To
oznacza, że można prześwietlić, o ile naświetla się zbyt długo.
Czyli musisz naświetlać wystarczająco długo ale NIE ZBYT długo.

Korzystając z kliszy właściwie wystarczy, że będzie wystarczająco długo
- trudno jest prześwietlić (może przy jakimś ekstremalnym czasie
naświetlania ).

*** LAMPA

Obawiam się, że lampa typu kwarcówka się NIE NADAJE.
Taka się może nadawać do kasowania epromów - ale do naświetlania chyba
nie. Pominąwszy, że ozon chyba w takim stężeniu nie jest zdrowy...

Natomiast można użyć świetlówek z lamp "do paznokci".
Nada się też świetlówka z starego testera banknotów ( a najlepiej kilka
takich )

Sam korzystam z tego pierwszego rozwiązania - 4 świetlówki z
wybebeszonej lampy do paznokci (żona kupiła sobie lepszą i tą dostałem w
prezencie :)

Oczywiście najlepsze są "specjalne" świetlówki UV ( może ktoś pamięta,
który to powinien być zakres ) - ale dość drogie one są.

*** SZYBA

Oczywiście maska musi być dociśnięta szybą - powinna być niezbyt gruba,
żeby nie pochłaniać UV. W praktyce nie spotkałem się z szybą, która "nie
działa" - ale grubość na pewno nie pomaga.

*** CZASY NAŚWIETLANIA

Ten oczywiście zależy od wielu czynników, ale najważniejsze to :

- moc lamp
- odległość lamp od PCB
- jakość maski

W moim przypadku, mając te 4 lampki - są one około 20 cm od powierzchni
PCB. Dla kliszy z naświetlarni czas naświetlania to 30 minut.

Dość długo - ponieważ te 20cm to raczej daleko, no i moc 4 lampek to
niewielka jest. Pewnie gdybym dał bliżej, to byłoby szybciej - ale tak
mi najwygodniej "mechanicznie", a i już mam "obcykany" ten zestaw, więc...


*** NAŚWIETLANIE

Jeśli się dopiero za to zabierasz, to powinieneś przeprowadzić "test" -
jak czas naświetlania jest odpowiedni.

1) na laminacie kładziesz maskę - ważne, żeby to była taka maska z
jakiej będziesz korzystać.

2) na maskę dajesz czarny karton, na to dopiero szybkę.

3) włączasz lampkę

4) co określony czas odsłaniasz kawałek PCB - powiedzmy co 5 minut.
Powtarzasz tą operację kilka razy - w efekcie płytka jest
naświetlana "pasami", z których każdy jest naświetlany wielokrotnością
przyjętego odcinka czasu, np ;



Ważne, żebyś przesuwając czarny karton nie przesunął maski po PCB.
Czyli maska do PCB musi być np. przyklejona taśmą ( oczywiście cienką
taśmą bezbarwną, żeby nie pogrubiać zestawu).

Oraz - żebyś potem wiedział, które miejsce na PCB było naświetlane w
jakim czasie. Możesz sobie wcześniej np. czarnym pisakiem zaznaczyć z
boku "podziałkę".

Hint > nawet bez wywołania, prawidłowo naświetlone miejsca są lekko
widoczne - emulsja delikatnie zmienia kolor, co widać pod światło - jako
że naświetlanie jest UV, wszystko można robić w normalnym oświetleniu
(no może nie bezpośrednim słonecznym).


*** WYWOŁANIE

Do wywołania używamy wodnego roztworu "KRETA" (takiego do czyszczenia
rur). Potrzebne stężenie to 10-12 g na litr wody. Rozpuszczać należy w
wodzie o temp. ok. 50 st. C

Wywołujemy natomiast w wodzie o temp. 20-30 st.
Zbyt gorący wywoływacz spowoduje szybkie i agresywne wywoływanie, co
zwłaszcza w przypadku naświetlania z użyciem wydruku może się źle
skończyć :)

Wywoływanie dobrze jest przeprowadzać w bezpośredniej bliskości wody,
żeby płytkę móc szybko opłukać (ew. mieć pod reką odpowiedni pojemnik z
czystą, chłodną wodą, i do niego włożyć PCB po wywołaniu).

Czas wywoływania w takim stężeniu to kilkadziesiąt sekund.
Prawie natychmiast po włożeniu PCB do wywoływacza płytka zaczyna
wydzielać "fioletowe smugi" - to jest rozpuszczona emulsja.
Po chwili powinniśmy widzieć ścieżki.

Warto poruszać naczyniem z wywoływaczem, aby płyn był w ruchu.
NIE POMAGAĆ SOBIE PALCEM - środek jest mocno żrący - poza tym można
uszkodzić emulsję, jeśli ścieżki są wąskie.

Wywoływać należy do momentu kiedy cały wzór jest dobrze widoczny, i
jeszcze "chwilę" - u mnie jest to ok. 20-30 sekund od pojawienia się
wzoru, potem jeszcze jakieś 20 sek. dla pewności.

O co chodzi - zbyt szybkie wyjęcie z wywoływacza może spowodować, że
miejsca które powinny być odsłonięte (czysta miedź powinna być w tym
miejscu) mogą pozostać powleczone delikatną warstewką emulsji - wtedy
będziemy mieli problem z wytrawiaczem.

Po wywołaniu płytkę płuczemy chłodną wodą, pozostawiamy do wysuszenia i
oglądamy. Sprawdzamy też, czy miejsca odsłonięte faktycznie są
pozbawione emulsji - wystarczy delikatnie podrapać np. szpilką.

Jeśli okaże się, że jest "niedowywołanie" można ratować PCB wkładając ją
ponownie na jakiś czas do wywoływacza.
Kiedy się stosuje zawsze te same warunki - w praktyce trudno jest zrobić
źle :)


*** TRAWIENIE

Trawienie robimy całkiem normalnie - środek praktycznie dowolny.
Sam używam środka z TME (seno coś tam) - bo jest skuteczny, nie
podtrawia, jest bezbarwny itp.

Oczywiście trzeba pamiętać, że warstwa emusji na PCB nie jest ze stali,
i trzeba się w czasie wywoływania obchodzić delikatnie , żeby nie mieć
potem wżerów i przerw.

*** FINITO !

pozostaje oczyścić PCB z pozostałej emulsji. Szmatka + aceton.
No i oczywiście powlec PCB roztworem kalafonii w spirytusie, lub też
pocynować ją odpowiednim roztworem.

Sat Jan 25, 2014 4:52 am   

Nie napisałem, że podczas "testowania czasów", oczywiście podczas
wywoływania okaże się, w których miejscach mamy prawidłowe naświetlenie,
gdzie za małe, a gdzie za duże.

To "za duże" może być tylko w przypadku słabej maski oczywiście.
Dla kliszy z naświetlarni raczej nie ma "za dużo"

Po zrobieniu takiej testowej płytki będziesz wiedział, ile należy
naświetlać i sprawa załatwiona

Sat Jan 25, 2014 4:54 am   

I jeszcze;

Wywoływacz jest JEDNORAZOWY - nie przechowujemy go, tylko wylewamy.
To jest imho kluczowy element procesu - nie warto ryzykować.

Korzystając z KRETA za kilka zł. masz środek na rok, więc oszczędzać nie
warto

Sat Jan 25, 2014 9:28 am   

sundayman wrote:

Kupić

Sat Jan 25, 2014 4:35 pm   

W dniu sobota, 25 stycznia 2014 04:54:31 UTC+1 użytkownik sundayman napisał:

Serdeczne dzięki za wyczerpującą odpowiedź !!

Sat Jan 25, 2014 4:38 pm   

W dniu sobota, 25 stycznia 2014 09:28:55 UTC+1 użytkownik Marcin Kulas napisał:

Sat Jan 25, 2014 4:43 pm   

Użytkownik stchebel@gmail.com napisał:

Powoli! Najpierw musisz laminat przygotować. Mycie, odtłuszczanie,
usuwanie tlenków... Przemysłowo laminat szoruje się mielonym naturalnym
pumeksem przy pomocy szczotek ze świńskiej szczeciny. Z mojego
doświadczenia wynika że równie dobra jak pumeks jest szara ziemia
okrzemkowa - główny składnik mocno agresywnych środków szorujących, np.
starego, dobrego Javoksu. Tak więc jakakolwiek szczota ze szczeciny (ale
nie plastikowa - za twardy włos), coś w podobieństwie Javoksu i
szorujemy do czysta. Następnie płuczemy, ale bardzo dokładnie płuczemy -
jak nie mamy (a zapewne nie masz) możliwości podtrawienia w kwasie
azotowym to płukanie kończymy lekkim zakwaszeniem - choćby octem. To
ważne - niektóre ze środków szorujących pozostawiają odczyn alkaliczny.
Miedź suszona z resztkami alkaliów na powierzchni pokrywa się szarymi
tlenkami miedzi+2 - a do tych fotorezysty marnie się trzymają. Po
suszeniu powierzchnia miedzi może ściemnieć - ale na czerwono, bez
zaszarzeń - świadczy to o powstawaniu tlenku miedzi +1 do którego
fotorezyst będzie się dobrze trzymał.

Jak już płytka sucha - można nanosić fotorezyst. Suszenie fotorezystu
zalecam robić pod przykryciem jakimś pudełkiem - żeby ograniczyć
osiadanie drobin pyłu opadających z góry. I nie trzeba pracować w
ciemnościach - najważniejsze żeby nie używać oświetlenia lampami
wyładowczymi. Stare dobre żarówki, im mniejszej mocy jednostkowej tym
lepiej, nie powodują zauważalnego zaświetlenia r-2000. I oczywiście
radykalnie unikać oświetlenia dziennego!

Drukować na papierze, są środki spulchniające toner (zwiększa to jego
krycie) i zwiększające transparencję papieru. Dłuższe naświetlanie ale
lepszy kontrast.


Świetne choć trochę niezdrowe źródło światła (należy chronić oczy, skórę
i płuca - ani z samym ultrafioletem ani z ozonem żartów nie ma!) Czas
naświetlania należy dobrać eksperymentalnie w komplecie z procedurą
wywoływania.


J.w.


R2000 wywołuje się w lekkich roztworach NaOH - tak od łyżeczki do
herbaty po łyżkę stołową NaOH (choćby w postaci Kreta do przepychania
rur kanalizacyjnych) na litr. W braku laku - roztwór naturalnego mydła
też jakoś zadziała.


Chlorek żelaza jest moim ukochanym roztworem trawiącym - ale poza
wściekłą precyzją trawienia (doskonały kształt krawędzi ścieżek) ma same
wady - smrodzi chlorowodorem, plami, trawi powoli, nie widać w nim jakie
są postępy trawienia, w przemyśle - nie daje się sensownie regenerować.
Chcesz mieć precyzyjnie - traw w chlorku. Chcesz mieć czysto i szybko -
najwygodniejszym i łatwym do zdobycia środkiem trawiącym jest
nadsiarczan amonu, jak kupisz cokolwiek do trawienia co nie będzie
chlorkiem żelaza to będzie to najprawdopodobniej nadsiarczan amonu.
Unikaj wszelkich wynalazków wydzielających gazy - bąbelki powodują
podrywanie fotorezystu na brzegach ścieżek - ma to czasem wyraźny wpływ
na precyzję trawienia.

--
Darek

Sat Jan 25, 2014 4:50 pm   

Użytkownik sundayman napisał:

Cienka szyba nie dociśnie jak trzeba. Gruba - dużo UV pochłonie.
Idealnym rozwiązaniem jest docisk w postaci worka próżniowego - daje to
równomierny docisk na całej powierzchni szyby nie zmuszając jej do
przenoszenia obciążeń gnących. pozwala to zmniejszyć grubość szyby, w
granicy - do zera! Pakowałem kliszę w woreczek polietylenowy, wsuwałem z
boku rurkę z pompki próżniowej, palcami dociskałem woreczek wokół rurki
- i wszystko ślicznie się dociskało. Od biedy zamiast najprostszej
pompki próżniowej (np. smoczka wodnego) można nawet odkurzaczem odsysać.

--
Darek

Sat Jan 25, 2014 4:57 pm   

Użytkownik kogutek444@gmail.com napisał:

Zwłaszcza że obecnie decymetr kwadratowy kliszy z naświetlarni kosztuje
jakieś pojedyncze złote. Klisza z naświetlarki poligraficznej nie nadaje
się co prawda na produkcyjna kliszę do robienia PCB na większą skalę (bo
jest zwyczajnie za delikatna, te stosowane przemysłowo przy produkcji
PCB przypominają, w porównaniu z poligraficznymi, deskę do mięsa) ale do
pojedynczych egzemplarzy w zupełności wystarczy.

--
Darek

Sat Jan 25, 2014 5:00 pm   

W dniu sobota, 25 stycznia 2014 09:28:55 UTC+1 użytkownik Marcin Kulas napisał:

A ja i z nim bym nic nie naświetlał. On rozpuszcza toner i faktycznie jakieś\ dziury giną. Ale one giną dla oczu. Liczy się nie jak jest czarne tylko stosunek ilości światła jaka przechodzi przez kalkę do ilości jaka przechodzi przez toner i kalkę. Temat znany od dawna z poligrafii. jak się pokazały drukarki laserowe to wszyscy co mieli małe drukarnie myśleli ze jak kupią to pana Boga za nogi złapią. naświetlarki jakie wtedy mieli drukarze to w stosunku do współczesnych amatorskich naświetlarek urządzenia przywiezione przez UFO. Pomimo ze z drukarek laserowych korzysta się w poligrafii do dzisiaj to używa się ich do wykonywania najprostszych prac co do których nie jest wymagana praktycznie żadna jakość. Miałem kiedyś małą drukarnię. Miałem drukarkę laserową. Przypominam sobie że może kilka razy z niej coś zrobiłem. Ale to nie da się w żaden sposób policzyć jak to były z trzy prace w przeciągu kilku lat a form drukowych z klisz z naświetlarni czasami robiło się po 8-10 dziennie. Dobrze poradzono. Klisza z naświetlarni i laminat z emulsją naniesioną przez fabrykę.

Sat Jan 25, 2014 5:01 pm   

On 2014-01-25 04:38, sundayman wrote:


Jest jeszcze rozwiązanie pośrednie, folia światłoczuła
do samodzielnego pokrycia nią płytki. Oczywiście
bardziej upierdliwe niż gotowy laminat,
ale i tak lepsze niż spray.

pzdr
bartekltg

Sat Jan 25, 2014 8:09 pm   

W dniu 2014-01-25 03:38, stchebel@gmail.com pisze:

Coś na R :-/ Czyżby Positiv?

Zapewne coś spindoliłem, więc doradźcie jak to zrobić bezstresowo.
Robiłem tak:

Nie trzeba w półmroku. Zwykła żarówka nie namiesza. Wystarczy odczekać
ze dwie godziny.

Drukuj na zwykłym papierze. Nie przeszkadza w naświetlaniu o ile
przykładasz tonerem do płytki. No trochę trzeba wydłużyć czas naświetlania.


Tylko że do Positiv potrzebujesz chyba tylko UV z zakresu podajże B. Ta
kwarcówka z PRL ma palnik wysokociśnieniowy świecący w zakresie od A do
C. Ja takimi palnikami (z lamp żarowo-rtęciowych) naświetlałem około 20
minut z 30 cm.


Co do gotowych płytek nie wiem, ale te z positivem wywoływałem w
roztworze chyba 7% NaOH. Kiedyś można było użyć Kreta. Teraz jest
mieszany z jakimś syfem, który zakłóca wywoływanie. Szczególną uwagę
trzeba było zwrócić żeby NaOH (będący zazwyczaj w postaci łusek) dobrze
rozmieszać. Jak na dnie kuwety został kryształek to w jego pobliżu było
większe stężenie jonów OH i w tym miejscu rozpuszczało całą warstwę
światłoczułą. Ponadto proces mocno zależy od temperatury i trzeba
przerwać w momencie gdy już są spłukane obszary naświetlone, aby nie
osłabiać obszarów nienaświetlonych.


Ja jestem tradycjonalistą i zazwyczaj trawiłem w chlorku.



--
pozdrawiam
MD

Sat Jan 25, 2014 8:14 pm   

Chyba jednak UV-A

--
pozdrawiam
MD

Sat Jan 25, 2014 8:15 pm   

W dniu 2014-01-25 04:38, sundayman pisze:

Nadaje się, bo to są palniki wysokociśnieniowe z widmem ciągłym. Nie
nadają się kwarcówki UVC specjalne do naświetlania Epromów.


UV-A



--
pozdrawiam
MD