Opis wykonywania płytek PCB metodą fotochemiczną.

Długo ignorowałem temat wytwarzania płytek metoda fotochemiczną. Główny powód to to, że jest przez wiele osób porównywalna z metoda „żelazkową” – termo transferem. Długo ten fakt uznawałem za prawdę. Doszedłem jednak do etapu gdzie następny projekt wymagał przepuszczenia 2 ścieżek miedzy nogami układu scalonego. I prawdę mówiąc trzeba by wykonać kilka płytek by wzorcowo wyszła z jedna płytka w metodzie termo transferowej. Zawsze też znajdzie się jakaś ścieżka która nie do końca się przykleiła. Występuje również niestety podtrawianie tonera – szczególnie w momencie lekkiego zużycia wytrawiacza. Z ciekawości sięgnąłem do przetestowania metody fotochemicznej. Wykonałem testowo zarys ścieżek, jeden układ scalony smd i jeden zwykły. Puściłem między nóżkami 2 ścieżki i żeby było ciekawiej dodałem jeszcze jedno przejście z 3 ścieżkami oraz puściłem ścieżkę między nogami scalka smd. Jako ze zmajstrowałem układ naświetleniowy z normalnych tanich świetlówek TL Mini 13W/33-640 (nie UV !!), aczkolwiek z wyszukanym widmem wchodzącym w zakres czułości lakieru POSITIV 20 (380-420um)

zrobiłem test naświetlania 5-10-15-20-25-30-35 min, gdyż gdzieś napisano, ze lampa halogenowa 500W wymaga 30min. naświetlania, a ja miałem tylko 2 x 13W i jedną na 12V – 5W świetlóweczkę o kolorze niebieskim (wyjęta z podświetlenia wnętrza komputera). Całość zespoliłem w zespól oświetleniowy. Przy własnych konstrukcjach naświetlarek należy dobrać czas naświetlania doświadczalnie.Dodatkowo nie miałem pod ręką dławików, więc wykorzystałem elektronikę od spalonych żarówek kompaktowych o mocy 15W. Ruszyły od razu bez problemu.Uwaga! Mam informację od kolegi, że z tymi świetlówkami to trzeba długo naświetlać, prawdopodobnie ta dodatkowa niebieska (ozdobna!!! ) świetlówka z komputera posiada mocne światło z wymaganego spektrum dlatego tak ładnie całość pracuje. Dlatego jeszcze lepszym sposobem jest zakup zespołu świetlówek UV do utwardzania lakieru na paznokciach. Trzeba jedynie pamiętać żeby światło padało prostopadle do płaszczyzny, czyli jeżeli w układzie kilku świetlówek są jakieś po bokach to je usuwamy na czas naświetlania płytek. Gdy tego nie zrobimy to niestety może nam podświetlić obszar pod rysunkiem i w najlepszym przypadku wyjdą supercienkie ścieżki.

Po naświetleniu płytka trafiła do wywoływacza – wodorotlenku sodu (Kret do przeczyszczania rur) o stężeniu 0,7% – ja użyłem produktu firmy SENO. Wywoływanie ma trwać do 30 sek – u mnie musiałem juz po 10sek. przerwać bo ścieżki znikały. Okazuje się że zespól naświetleniowy jest bardzo wydajny i trzeba naświetlać krócej niż 5 min. Jednak toner nie jest w 100 % nieprzepuszczalny dla UV, no i trzeba używać słabszego stężenia wywoływacza. Obecnie ożywam jedynie kreta NaOH – polecam te markowe, miałem podróbkę marketową która w ogóle, pomimo poprawnego składu chemicznego, nie wykazywała reakcji.

Po wywołaniu standardowe trawienie np. w B327

efekt:

wszystkie ścieżki przy 5 min. mają ciągłość, widoczne (w kółkach czerwonych) dziury w ścieżkach są spowodowane złym rozprowadzaniem toneru na kliszy:

czyli naświetleniem w tych miejscach lakieru, klisza – typowa folia do laserówek, można i używać normalnej kartki papieru, czy też kalki technicznej – promienie UV poradzą sobie – może jedynie czas ulec wydłużeniu. Podobno pomaga namoczenie takiej kalki (strony bez nadruku) przed naświetlaniem w rozpuszczalniku, aczkolwiek nie polecam gdyż może dojść do rozmycia toneru gdy chlapnie na drugą stronę 😉 Obecnie stosuję tylko kalkę techniczną, nie ma wady folii – nierównomiernego rozłożenie toneru i jest w 100% powtarzalna – różnego rodzaju producenci, a czas naświetlania stały. Smarowania kartki specyfikami zwiększającymi przepuszczalność światła NIE stosuję – nie ma takiej potrzeby!

Jak widać 3 ścieżki pomiędzy nogami scalaczka to nie problem, ścieżka pomiędzy elementami smd tez jest OK.

Zdecydowanie jest to najdokładniejsza technika wytwarzania płytek w amatorskich warunkach. Wydajność puszki lakieru wynosi około 1,5 m2.

Poniżej już praktyczne wykorzystanie tej metody – użyłem kalkę techniczną bez namaczania w rozpuszczalniku (czyli prosto z drukarki) – toner dotyka do płytki, gdyż grubość kartki może mieć wpływ na naświetlenie (podświetlenie boczne). Czas został 5 min.

Technikę termo transferową można za to z powodzeniem stosować przy szerokich ścieżkach w większych projektach np. zasilacze. Osobiście muszę jednak zdementować ze fotochemia wydłuża czas, zabawa gorącym żelazkiem tez do szybkich, a i do bezpiecznych nie należy. Pamiętać jedynie należy żeby płytkę w technice fotochemicznej przygotować dzień wcześniej – lakier schnie w warunkach pokojowych 24h.

Na koniec dodam jedynie by puszkę z lakierem przechowywać w lodówce. Mój lakier po kilku latach niestety miał tendencję do kluchowatości, drobinki zlepione w kłaczki, dobrze jak wypadną poza ważnym terenem ale lepiej na to nie liczyć 😉 Puszkę zużyłem do końca na płytki z grubymi ścieżkami przy smd może być w takim wypadku problem.

Napylamy spokojnie jednym lub max. dwoma pociągnięciami. Każde następne dopylenie niestety nie wychodzi na dobre – nierównomierna grubość, czasami tworzą się oczka (wyspy z których znika lakier). Dlatego pryskamy krótko i nie poprawiamy, lakier ma tendencję do samoczynnego wyrównania naniesionej powierzchni. Widoczne przefarbowania nie oznaczają niewłaściwej grubości i z reguły nie wpływają na proces wywoływania.

Są dostępne na rynku folie fotoczułe, moim zdanie za dużo pracy by właściwie przylepić je do płytki i efekty są słabe, potrafi odlepić się podczas wywoływania. Lepszym rozwiązaniem są gotowe płytki z napylonym lakierem – niestety mają jedną wadę – CENA!

13XII2022

Rewizja termotransferu 😉

Metoda podrasowana przy walce z najnowszym projektem (wklejam z artykułu o budowie Husarka):

Na początek trochę historii walki o dobrej jakości płytki PCB. Wyczerpał mi się foto lakier, a po lekturze w necie nowego podejścia do termotransferu i końcowego efektu dorównującego fotochemii, wróciłem do tego tematu i zacząłem sam ją doskonalić. Dwa pierwsze podejścia do prasowanek adaptera nie wyszły, podtrawienia, ziarno i dziury.

Drugi etap ewolucji – porzucenie żelazka i zakup taniego laminatora Tracer, skoro innym z nim wychodzi i daje powtarzalne wyniki to wchodzę w to. Jest lepiej, płyty PCB do miernika ESR wyszły prawie dobrze, ale nadal trzeba poprawiać mazakiem. Ewidentnie słabe zaczernienie wydruku, doczytałem że zakup laserówki Brothera był kiepskim wyborem, HP dają lepszy wynik – łatwiej przechodzi toner i dają lepsze zaczernienie. Pojawiło się na szczęście „światełko w tunelu”, jest zamiennik, może nie taki tani jak inne zamienniki, ale za to produkujący własną odmianę tonera, który podobno przewyższa jakością oryginał i w dodatku za połowę ceny oryginału (aczkolwiek 2 razy droższy od innych zamienników  No i koniec historii o termotransferze, jest doskonale. Wydruk super czarny, zero dziur i podtrawień, ba jest problem by go zmyć acetonem po wytrawieniu, przywiera mocno do płytki. Efekt poniżej:

I na tą chwilę jest to jedyna metoda jaką stosuję. Porwałem się też na metodę termotransferu chemicznego. Przenoszenie toneru za pomocą rozpuszczalnika – dość popularna ostatnio. U mnie niestety próba nie udana, nie przykleiła się ani jedna ścieżka – prawdopodobnie mam acetonoodporny toner i to by się zgadzało, nie jest łatwo wyczyścić acetonem czy innym rozpuszczalnikiem płytkę po skończonym trawieniu.