Как приготовить приятную плату. Практические советы.

Приятные платы надо делать фоторезистом. Расскажу как я делаю теперь, по ходу буду рассказывать как делал раньше. Просто маленькими шажками я приближаюсь к 100% результату. Пока надо еще пройти несколько шагов. Совсем последних и маленьких. Поехали по порядку.

Первым делом надо нарисовать. Рисую в PCAD, для несложных конструкций хватает, но уже задумываюсь о чем нибудь более профессиональном, тяжелом. Пробовал Altium Designer, пока не идет, очень трудно переучиваться. Даже с руководством на великом и могучем. Все равно придется, ПиКАД производитель собирается свернуть.

Нарисованное надо напечатать. Верхний слой печатать в зеркале надписи нормально, нижний слой без зеркала,  надписи должны быть зеркальными. Раньше печатал на НР845, у которого цветной картридж заправлен черным, а в драйвере выставлена фотобумага и расход чернил по максимуму. Шаблон получался абсолютно черным. Но НР845 сдох, пришлось привыкать к хлебнице НР3325, у которого очень скудное управление: драфт-нормально-хорошо. А регулировать расход чернил ни-ни! Шаблон получается бледноватеньким, но и этого вполне достаточно.

Раньше печатал на кальке, получается шаблон плотнее, контрастнее, но если заливки, то ее коробит, скручивает в трубку. Но если плата с тонкими дорожками, без больших полигонов, то калька - лучший выбор. Причем чем толще, тем лучше! Но из-за врожденного жлобства я экономлю хлорное железо и заливаю все земляными полигонами (шутю, шутю) поэтому про кальку пришлось забыть. Теперь печатаю на пленке для струйников, пробовал разные, всего и не упомню, примерно все одинаково. Теперь вот такая, у нее есть полезное свойство - обе стороны рабочие, не перепутать.

Печатается на ней очень чисто, не плывет, но довольно плохо сохнет, если чернил много и хочется сразу использовать, то можно слегка посушить феном, но не сильно разогревая, может покоробить. Еще она не очень дорогая и очень хорошо упакована. Раньше, бывало, листы слипались, думаю от сырости.

Вот картинки шаблона на кальке и на пленке. Видно, как калька даже от небольших полигонов пытается скрутиться в трубку. До кучи ее морщит и достаточно трудно хорошо придавить к стеклотекстолиту.

По принтерам такое замечание: для фотошаблонов самый полезный принтер НР, у него есть PhotoREt технология, которая позволяет выгонять черный смешением циана-магенты-желтого, получается очень равномерно. У других принтеров не замечено, черный делается черной чернильницей. Если есть возможность управления, то нужно ставить как можно больше чернил, как можно контрастнее, как можно темнее и цветнее. Бумагу ставить самую лучшую, не пленку, а именно фотобумагу, и качество печати наилучшее.

Камерады с мест поправляют: "Многие модели Эпсон, например с8х, печатающие пигментными чернилами позволяют это сделать.У них даже есть такая опция, при заканчивании чёрного картриджа они печатают цветными чернилами чёрные участки."

Ну вот шаблон мы напечатали, нужно дать ему просохнуть, самое время заняться заготовкой для платы. Я пользуюсь стеклотекстолитом производства "какой подвернется, такой и покупаю". В магазине доступен буржуйский, чистенький, без царапин, без окислов, блестит словно золотой, но дорогой, собака - почти 10 баксов за А4. Если стеклотекстолит не буржуйский, то на нем часто  бывают пятна окислов, да и вообще грязюка. Самую зелень стираю абразивной губкой для мытья посуды, грязь-жир смываю тем, что под руку подвернулось, ацетоном, спиртом, изопропилкой. Чаше изопропилкой, благо она дешевая, покупаю пятилитровыми канистрами. Даю высохнуть. Раньше пробовал мыть вскими кухонными делами, да, это здорово, но только мне очень лень делать лишние, даже полезные операции. Буржуйский стеклотекстолит вообще никак не готовлю. Обрезаю заготовку чуть больше будущей платы, буквально по сантику на сторону. Кусямкаю гильотинными ножницами, очень легко, точно, без пыли и шума. По уму они для жести, но уже лет пять как кусают стеклотекстолит. И не тупятся.

Теперь самая ответственная операция. Задуть фоторезист. У меня в дело идет Positiv20 производства KONTAKT CHEMIE. Были еще два вида, один в клетчатом баллоне, другой в белом, все это одна фигня, выбирать надо по цене, т.к. клетчатый, к примеру, в два раза больше стоит. И совершенно ничем не лучше.

Сразу отмечу важное: не надо играть в шпионов фотографов проявляющих в обстановке полнейшей тайны и светомаскировки микрофильмы со сверхсекретными документами! Не боится фоторезист рассеянного света, если работать шустро, то и очень яркого не боится!

Как я задуваю. Ставлю заготовку вертикально, ну или почти вертикально и начиная от верха дую с расстояния 2-3 см, проходя всю площадь заготовки. Стараюсь это делать очень шустро, что бы меньше расходовать, но особо жадничать тоже нельзя, надо что бы нагло текло. Прищурившись наблюдаю, как лишнее стекает к нижнему концу заготовки. Как только все равномерно расплылось, подтеков нет можно сушить. Таким методом задувки получаются сразу два бонуса: меньше садится пыли и слой получается очень равномерным, без пятен и пробелов.

Камерады с мест продолжают докладывать: "Ещё заметил, что фоторезист лучше наносить холодным, из камеры холодильника для овощей, где его лучше и хранить. Гораздо лучше растекается по поверхности, нормально получается даже при горизонтальном нанесении на плату и меньше расходуется. При вертикальном тоже лучше получается с холодным фоторезистом."

Ничего по сути сказать не могу, т.к. все движения фоторезистивные происходят на работе, а там холодильника не имею. Но в жаркую влажную погоду фоторезист не ложился категорически, причем не только у меня одного. По этому случаю отдельно жирным кусок докции к фоторезисту, в вольном переводе

Возможные грабли и методы их решения во время художественной задувки

Хреновая адгезия, проплешены или точки/пузырьки:

Снова дыры/трещины

• Недостаточно посушил: попробуй все же сушить при 70°C. (Лучше пересушить, чем недосушить.)
• Не так резко сушить надо: температуру надо повышать плавно, в течение всех 15 min. до 70°C. (Фигня, я ставлю в холодную печку и наворачиваю 70°С, нагревается за пару минут, никаких проблем)
• Ты так долго не проявляй: не дольше двух минут.(Эт точно. Если за две минуты не проявилось в нормальном проявителе можно смело переделывать и светить подольше.)

Через пару-тройку минут засовываю в печку. Таки задушил я жабу и купил специально для творчества печку кухонную, не жалею ни секунды - вещь архиполезная!

Имеет регулятор температуры и механический таймер. Что не характерно для изделий такого высочайшего класса, даже можно сказать совершенного изделия, ни таймер не терморегулятор не врут, аж удивился! Так вот, температуру ставлю на 70° С, а время на максимум -15 минут, если будет смываться на заливках, то стоит попробовать сушить дважды. А сверху на печку можно/нужно положить досушиваться пленки. Верх здорово нагревается, о чем предупреждает надпись на буржуйском.

Тут необходимо небольшое отступление. Если плата планируется двухсторонней, то надо заранее в проекте поставить по углам реперные отверстия и просверлить их в заготовке. И дуть придется в два приема: дунул, подсушил в печи 5 минут, перевернул, дунул вторую сторону и зажарил в течение 15 минут. Если мало то 2 по 15 минут. На самом деле совершенно не важно как сушить фоторезист, до печки я пользовался термопрессом, а пару раз с некрупными платами просто подошвой утюга. Некоторые камрады вообще не греют, а сушат в течение пары суток. Но у меня без термообработки ни разу не получилось. Если будете использовать термопресс или еще какой контактный нагреватель, то надо предварительно подсушить 15-20 минут. Да, сказки о том, что касаться даже кончиком пальца до заготовки нельзя - враки откровенные, я кучу плат сделал засушивая в термопрессе.

Попробовал стеклотекстолит с уже накатанным буржуями пленочным фоторезистом, никаких отличий не заметил, все ровно так же как с аэрозольным фоторезистом. Разве что париться с задувкой - сушкой не приходится, засветил, проявил, вытравил, все максимально быстрои удобно, но цена негуманная, буду избегать по возможности. Просто иногда нужен стеклотекстолит с фольгой 105 мкМ, у нас его купить не реально, а цена с/без фоторезистом отличается минимально.

Вот у нас теперь есть готовый кусман с нанесенным ровным и тонким слоем фоторезистом. Если светить чем попало, то это важно, а если использовать те лампы, которые прописаны производителем для фоторезиста, то если слой совсем не тонкий и совсем не ровный, то не надо беспокоиться. Я теперь свечу вот такой штукой и результат стал мало зависеть от качества задувки. Раньше был светильник шелкографов, четыре УФ лампы фиг знает какой длинны волны, то засветится, то нет, расстояние могут поменять - чеши репу что куда изменилось.

Это бывший сканнер Мастек, из которого я вытряхнул кишки, а в замен поставил по пять специальных ламп, балластов, стартеров, нажитых у представителя Филипс, еще незамысловатый китайский таймер. Потрачено было 50 зеленых денег, но об этом совершенно не жалею, т.к. девайс получился толковый.

Раньше я засовывал шаблон и заготовку между двумя стеклами, метод не лучший, если шаблон на кальке или есть дефекты на заготовке то очень трудно хорошо прижать их друг к другу. Шаблон нужно ложить запечатанным к фоторезисту, не наоборот. Если попутать, то края будут рваными. Теперь использую нехитрую оснастку из мешка с замком и шприца на 60 кубов. Выдавливаю воздух, потом вытягиваю поршень шприца и фиксирую отверткой в предварительно просверленном отверстии. Натягивается повторяя форму заготовки как перчатка на руке. Идеально!

Для выяснения оптимального времени засветки я напечатал пленку с линиями толщиной 1 мм, 0.5 мм, 0.25 мм и 0.1 мм, с расстоянием между линиями равным толщине линии и засветил с шагом 15 сек. постепенно сдвигая черную бумагу.

Начиная с 45 секунд и до 2-х минут получилось замечательно, дальше линия 0.1 мм получилась рваной и к 3-м минутам исчезла. Но если не загоняться в такие тонкие линии, то можно смело светить более двух минут, все получится. Не знаю чем вы собираетесь светить у себя, но такой простейший тест очень полезен и дает представление о возможностях метода.

Фотография с куском теста, выделенный участок 90 секунд. Медь не травил, просто макнул в хлорное, для котраста, но поверьте на слово - все вытравится как надо. Справа видно непроявленое, это 45 секунд, больше уже все почти нормально, но если еще больше светить, переходить за 2.30, то тонкие линии исчезают, думаю с большими полигонами проблемы появяться еще раньше.

У меня получилось наилучшим 1.15-1.30, поставил таймер на 90 секунд, закрыл крышкой и не трогаю. Сразу после засветки проявляю в растворе, который посоветовал камерад andrey_s: сначала мутится концентрат, его можно хранить по долгу - 100 гр. NaOH + 200 гр. жидкого стекла в литровую бутылку и залить оставшийся объем водой. ОСТОРОЖНО - нагревается! Потом этот концентрат я разбавляю 1:8, вроде можно еще слабее разбавлять, будет еще быстрее проявляться. Но у меня и так все проявляется, от добра добра не ищут. Раньше проявлял в растворе гр.7 гр. NaOH в литре воды. Можно проявлять и в КОН, но концентрацию нужно удвоить. Разница в том, что в концентрате не смывается незасвеченное, сколько не держи, нельзя передержать. А в просто щелочах надо ловить момент. Но пару лет проявлял в просто NaOH и ничего, все происходило.

Теперь, с этой светилкой проявляется моментально! Не за минуту, а просто мокнул и готово! Можно промывать в воде и бросать травиться! Вот фотки проявленных заготовок, готовых к травке. Это две стороны одной платы, по углам видны реперы.

Тут такие тонкости: если смывается все - или плохой фотошаблон, или ОЧЕНЬ большое время экспонирования, или концентрация проявителя слишком велика, или он очень горячий, или последнее - заготовка не прожарена или плохо высушена. Если изображение не появляется в первую минуту тогда надо светить дольше.

Все можно травить. Хлорное железо самый известный и самый удобный реактив, но иногда хочется быстро, очень быстро. Тогда соляная кислота и перекись водорода очень помогут. Если нет перекиси, то можно накидать таблеток пергидроля. Примерно так: 100 мл воды, 100 мл концентрированной солянки, штук 6-8 таблеток и маленькая платка 10*10 см готова через 3-5 минут. Если жидкая перекись, то соляную кислоту разводить водой не надо. Ну и если кислота не концентрированная тоже. Когда травлю смотрю за поверхностью фольги, если темная, матовая - значит много кислоты, мало перекиси, если блестит - много перекиси, мало кислоты. Но при любом раскладе будте разумны - реакция с выделением тепла, разгоняется сама, осторожненько.

Удобная штука фотокюветы, но у меня довольно маленькие. Для проявки/травления больших кусманов кошачьи туалеты рулят. Ну а для "не быстро" хлорным железом у меня есть вот такая штука в составе: прозрачный бак, компрессор, загоняющий воздух на дно для перемешивания, замечательные прищепки для подвешивания заготовки, нагреватель с регулировкой температуры, ставлю его на 30 градусов. Приятная штукенция, не надо мешать, в водяной бане бултыхать, да и вообще руки пачкать. И влазит А4 смело. Только дорого, все хором под 50 баксов встало. И вот еще что. Хлорное все же поаккуратнее травит. Если тонкие дорожки, меньше 0.5 мм с солянкий-перекисью лучше не связываться или посильнее разбавлять водой.

Рекламный блок для рижан: на Катлакална 10 есть база "Латвияс Химия", в отделе жидкой химии можно приобрести 40%  хлорное по 27 сантиков за кило. Вот эта 5-ти литровая канка весит 8 килограммов. В розницу продают за нал - никаких проблем, только неочевидно что-где, ловите людей на карах и спрашивайте. Канистры тоже есть на месте. И нафиг спекулянтов! Там же можно приобрести NaOH, но только по 25 кило, зато по смешной цене. Излишками хорошо прочищать канализационные трубы.

Вытравилось, можно опять гильотинкой обкромсать в размер, а если надо тонко довести, то подтачиваю на наждаке - быстро и ноль физических усилий! Да, я необычайно ленив, а потому изобретателен! Остается просверлить отверстия. Самое для меня неприятное. Одна тонкость: я все отверстия в проекте делаю 0.5 мм, очень замечательно сверло центруется. Сверлю твердосплавными сверлами, затупится они у меня не успевают, я их быстренько ломаю из-за хренового станочка, не центруется, бъет, а хороший на глаза не попадается, купил бы. Обычные сверла садятся на стеклотекстолите моментально и начинают драть фольгу - некошерно! Лучший выход разумных людей - отказ от трухолов в пользу СМД. Но куда деть накопленное за долгие годы и где взять замену бешенному количеству трухольной пассивки? Мде, проблема...

В результате получаются вот такие симпотяжки, стоит немножко помучаться, а потом процесс станет понятным и повторяемым. Но, честно говоря, пока я делал "на коленке" получалось не каждый раз, приходилось переделывать, бывало и по пару раз, когда начинал. А теперь все линейно и тупо, можно даже обезьяну научить, или медведя. Везде таймеры, расстояние при засветке не изменишь, проявляется быстро и гарантированно, травится без замечаний. Даже не интересно, никакого простора для творчества.

В конце немножко ссылок с обсуждениям - инструкциями по теме.

Внутри этих страниц еще куча ссылок по теме, если внимательно почитать, то в разных местах пишут совершенно разное, возникает вопрос: кому верить? СЕБЕ. Я делаю так, кто-то по-другому. Попробуйте и делайте так, как получается, а если кто-то скажет, что это не правильно, разве это важно, главное результат.

ЗЫ. Соавторы, перечислять поименно не буду, спасибо вам!