PCB-Prototyping mit vorsensibilisierten Kupferplatinen

Derzeit arbeite ich an meinem ersten PCB-Prototyping mit einer von Maplins UK gekauften vorsensibilisierten Leiterplatte . Ich habe jedoch schreckliche Probleme, das Board freizulegen und weiterzuentwickeln, es scheint sich einfach nie als richtig herauszustellen. Ich habe noch nicht einmal das Ätzstadium erreicht, weil ich mit den vorsensibilisierten Entwicklungsergebnissen nicht zufrieden bin. Ich suche nach allgemeinen Tipps und Tricks und wie man den richtigen "Weg" zum Erfolg beschreitet - aus irgendeinem Grund scheine ich immer schlechter darin zu werden! ;-)

Ich verwende Inkjet-Transparentfolien mit dem dunkelsten Farbton für die Maske. Nachdem ich festgestellt habe, dass die bedruckten Bereiche der Maske hell sind, habe ich beschlossen, zwei identische Transparentfolien übereinander auszurichten und zu verkaufen. Sie können es gegen das Licht halten und trotzdem eine Art mattes lila Leuchten sehen, aber es ist meistens undurchsichtig. Ich erkenne an, dass dies eine der Ursachen für meine Probleme sein kann!

Ich habe mit wenig Erfolg mit einer normalen 100-Watt-Glühbirne begonnen. Es schien 40 Minuten und länger zu dauern, bis die Belichtungen überhaupt Wirkung zeigten, und sie wurden sehr warm. Früher hielt ich die Maske mit Glas auf dem Brett, aber nachdem ich festgestellt hatte, dass Glasblöcke viel UV-Licht enthalten, entschied ich mich, auf eine transparente Acrylscheibe umzusteigen.

Ich habe dann einen billigen tragbaren UV-Sterilisator gefunden, der angeblich UV-C-Licht abgibt. Ich weiß, dass UV-A die Art ist, die erforderlich ist, um das Board so weit wie möglich zu belichten, aber es scheint einen viel schnelleren Effekt zu haben. Ich sehe einen Effekt sogar nach nur zwei Minuten Belichtung. Im Handbuch wird angegeben, dass eine "keimtötende 4-Watt-UV-Lampe mit langer Lebensdauer" verwendet wird. Die längste Belichtung, die ich bisher gemacht habe, beträgt ungefähr sechs Minuten, und ich habe immer noch dasselbe Problem gesehen (siehe unten).

Je nach Standort werden die Platten angeblich mit Natronlauge entwickelt.

Bei all meinen Versuchen sehe ich, dass das Schaltungsmuster erscheint, aber das entwickelte Kupfer, das weggeätzt werden soll, endet bei weitem nicht so glänzend, wie ich es erwartet hätte - ich erwarte, dass sich die Photoresistschicht vollständig auflöst, was zu freigelegtes glänzendes Kupfer, das von vielen dieser Referenz-PCB-Ätzstellen im Internet verwendet wird. Stattdessen erhalte ich unterschiedlich viele zufällige Bereiche aus glänzendem Kupfer, meist jedoch mattem Kupfer (teilweise gelöster Fotolack), und andere Bereiche vervollständigen die blau-grünliche Fotolackschicht. Ich habe das Ätzen noch nicht ausprobiert, aber es ist nicht schwer zu erkennen, warum ich davon ausgehe, dass ein so schlecht belichtetes und entwickeltes Board auch schlecht ätzt. Ich kann mir nicht vorstellen, dass die "meist stumpfen Kupfer" -Bereiche überhaupt ätzen werden, da der Fotolack nur teilweise abgebaut ist.

Ich schneide kleine Bereiche meiner zwei mittelgroßen vorsensibilisierten Boards zu Testzwecken ab und mir geht es schnell aus!

Ich bin also unklar und gehe wegen all dieser Variablen sehr langsam vor:

• Ungewiss über die Belichtungszeit (für meine Lampe).
• Sie sind sich nicht sicher, welche Position und Höhe das UV-Licht haben soll.
• Ich bin mir nicht sicher, ob mein Maskenmuster undurchsichtig genug ist (für UV-Licht).
• Nicht sicher, ob das Verhältnis von Natronlauge zu Wasser korrekt ist.
• Ich bin mir nicht sicher, wann ich das Board in der Natronlauge lassen soll - ob ich mich zu weit entwickle.
• Sie sind sich nicht sicher, ob Sie in Wasser eintauchen sollen, um die Entwicklung zu stoppen. Können Sie es wieder in die Natronlauge geben, um die Entwicklung fortzusetzen, wenn Sie es nicht lange genug einwirken lassen? Und wie kannst du das sagen?
• Ich weiß auch nicht, ob ein entwickeltes, vorsensibilisiertes Board so bleibt und im Laufe der Zeit nicht als das übrig gebliebene Board im Tageslicht verschwindet. Wie lange dauert es, bis normales Tageslicht auf ein vorsensibilisiertes entwickeltes Board fällt?

Jede Hilfe, die mir jemand geben könnte, wäre dankbar. Ich habe kein anständiges Protokoll meiner Aktivitäten geführt, um effektiv zu lernen, weil ich dachte, ich hätte es inzwischen geschafft! Bei Bedarf kann ich jedoch Bilder von meinen bisherigen Bemühungen zur Verfügung stellen.

• Ungewiss über die Belichtungszeit (für meine Lampe).
• Sie sind sich nicht sicher, welche Position und Höhe das UV-Licht haben soll.

Mit diesen muss man nur experimentieren, ich würde vorschlagen, die Platine ziemlich nahe an der Lampe zu platzieren (20-50 mm oder so).

Ich schlage vor, Sie nehmen einen längeren Streifen Fotolack-PCB und legen etwas darauf, das UV-Licht blockiert, und belichten dann den Streifen, während Sie den UV-Blocker in vordefinierten Intervallen (z. B. alle 10 Sekunden) wegbewegen. Am Ende wird eine Leiterplatte in Schritten für verschiedene Belichtungszeiten (10s, 20s, 30s, 40s, 50s usw.) belichtet. Wählen Sie dann einfach die Belichtungszeit aus, die das beste Ergebnis liefert.

• Ich bin mir nicht sicher, ob mein Maskenmuster undurchsichtig genug ist (für UV-Licht).

Wenn es ein normales Transparentblatt ist, sollte es in Ordnung sein. Das Drucken mit einem Laserdrucker funktioniert, dies hängt jedoch von Ihrem Drucker ab. Große schwarze Bereiche können überbelichtet werden, dies hängt jedoch von Ihrem Drucker ab. Wenn Ihre Schwarzqualität schlecht ist, können Sie zwei Blätter drucken und übereinander ausrichten.

• Nicht sicher, ob das Verhältnis von Natronlauge zu Wasser korrekt ist

Ich habe eine 3% ige NaOH-Lösung verwendet (KOH funktioniert auch), die anscheinend gut funktioniert.

• Ich bin mir nicht sicher, wann ich das Board in der Ätznatron lassen soll - ob ich mich zu weit entwickle.

Sie bewegen es einfach in der Lösung, bis es entwickelt zu sein scheint (schwarzes Zeug kommt von der Platine). Normalerweise entwickelt es sich recht schnell (unter 30 Jahren), aber das hängt von Ihrer Lösung ab. Wenn Ihre Lösung zu stark ist oder Sie sie zu lange entwickeln, wird der gesamte Fotolack abgelöst, wenn Sie sie zu lange in der Lösung belassen. Eine zu wenig konzentrierte Lösung kann das Board nicht erfolgreich entwickeln (3% ige Lösung scheint ebenfalls gut zu funktionieren). Das Waschen des Brettes unter einem Wasserhahn funktioniert danach gut. Sie können die Entwicklung fortsetzen, nachdem Sie die Lösung entfernt haben. Sie können die Entwicklung sogar fortsetzen, nachdem Sie die Platine ein wenig geätzt haben. Denken Sie daran, die Platine zu waschen. Wenn Sie die Platine in die Ätzlösung einsetzen, sehen Sie ziemlich gut, wo sich auf der Platine Fotolack befindet und wo dies nicht der Fall ist.

• Ich weiß auch nicht, ob ein entwickeltes, vorsensibilisiertes Board so bleibt und im Laufe der Zeit nicht so schnell verschwindet, wie es bei Tageslicht übrig bleibt. Wie lange dauert es, bis normales Tageslicht auf ein vorsensibilisiertes entwickeltes Board fällt?

Ein Brett mit dem Plastikschild MUSS NICHT vom Tageslicht beeinflusst werden, aber um sicherzugehen, würde ich es an einem lichtgeschützten Ort aufbewahren (wie eine Schublade).

Btw. Ich würde vorschlagen, dass Sie versuchen, Ihre Platinen mit einer 11-W-Leuchtstofflampe zu belichten (die mit einer U-förmigen Lampe, sie sollten ziemlich üblich sein und wie 10e von Ikea kosten). Platzieren Sie die Lampe ganz nahe an der Tafel (z. B. 50 mm in der Nähe, und halten Sie eine dünne Glasplatte über der Tafel, um die Maske dicht an der Tafel zu halten). Sie können geeignete Glasplatten von Bilderrahmen erhalten (auch hier ist Ikea ein guter Ort, um diese zu erhalten), stellen Sie jedoch sicher, dass es sich um echtes Glas und nicht um Plastik handelt. Belichten Sie für 12-15 Minuten (ich habe 13,5 Minuten für meine Boards und Setup verwendet). Ich habe diese Methode für eine lange Zeit erfolgreich verwendet. Funktioniert nicht für große Boards, da die Lampe so schmal ist, aber für kleine Boards funktioniert es gut.

Ich benutze einen Tintenstrahldrucker und er funktioniert großartig. Sie benötigen 3M Inkjet-Transparentpapier, da es strukturiert ist. Ich habe eine Anleitung unter: http://www.instructables.com/id/Creating-Printed-Circuit-Boards-with-a-INKJET-Prin/

Mit einem billigen HP DeskJet 5940-Drucker und einem Mega Electronics JetStar Premium-Film mit positiv vorbeschichteten Karten in einer selbst hergestellten UV-Belichtungseinheit aus MDF und einigen Holzstreifen erziele ich hervorragende Ergebnisse. Ich benutze eine Glasscheibe in der Belichtungseinheit - sie ist transparent für langwelliges UV. Ich habe weiterhin die Absicht, eine weitere Röhre hinzuzufügen, um die Belichtungszeit zu verkürzen. Es dauert 11 Minuten.

Es ist am besten, die UV-Röhren in einiger Entfernung vom Bildmaterial / der Leiterplatte anzubringen, da dies die Auflösung aufgrund des Kollimationseffekts erhöht. Ich habe 5 mil Tracks als Experiment gemacht, benutze aber normalerweise 10 mil.

Inkjet auf Transparenz ist in der Tat für diese Anwendung schwach. Sie müssen einen Laserdrucker verwenden oder auf Ihrem Tintenstrahldrucker mit 2X und Positiv auf Papier drucken. Bringen Sie es zu einer lokalen Druckerei und sie können es 2: 1 reduzieren und ein Negativ für 10 $ oder weniger machen.

Auf der Webseite Ihres Lieferanten steht 1 Teelöffel Natriumhydroxid (Ätznatron) zu 0,5 Litern Wasser für die Entwicklerlösung. Da du sagst, du kennst die Konzentration nicht, heißt es, dass du die Anweisungen nicht sorgfältig genug gelesen hast, und das ist dein nächster Schritt.

Viel Glück.

Ich benutze auch einen billigen Tintenstrahl mit JetStar-Film und erhalte großartige Ergebnisse. Zum Entwickeln und Entfernen des Ätzresists verwende ich Senos Schuhputz-Applikatoren von Mega UK. Die Belichtung dauert 3 Minuten (pro Seite) unter 2 8W UV-Lampen.

Einige zusätzliche Informationen, die mir nach dem Lesen der Antwort von @ SiliconFarmer einfielen:

• Gehen Sie nicht davon aus, dass ein Laserdrucker bessere Schwarztöne druckt als ein Tintenstrahldrucker.
• Das resultierende Bildmaterial hängt von vielen Faktoren ab, hauptsächlich von der Qualität des Druckers selbst (maximale Auflösung, Registrierungsgenauigkeit, Art des Toners / der Tinte) und der Art des verwendeten Druckmediums (Transparentblatt, Transparentpapier ...).
• Überprüfen Sie die "Schwärze", die Sie mit Ihrer Kombination aus Drucker und Druckmedium erhalten können. Probieren Sie verschiedene Kombinationen von Druckmedien und Druckereinstellungen aus. Überprüfen Sie dann das gedruckte Bildmaterial mit einer Glühbirne und bleiben Sie bei der Kombination, die ein undurchsichtigeres Schwarz für Linien und Güsse ergibt.
• Wenn Sie das resultierende Bildmaterial unter einer guten Vergrößerungslinse oder einem (besseren) Mikroskop betrachten, erhalten Sie einen guten Hinweis auf die Qualität der gedruckten "Schwarztöne". Sie werden überrascht sein, dass viele Laserdrucker "ärmeres" Schwarz als Tintenstrahldrucker drucken!
• Wenn eine der oben genannten Eigenschaften für eine gute "Schwarz" -Qualität sorgt, können Sie jederzeit zweimal auf das Drucken Ihrer Druckvorlagen zurückgreifen und dann beide Drucke überlappen und zusammenkleben, um die Deckkraft Ihrer gedruckten schwarzen Tinte um das Zweifache zu verbessern.

Sie können diese Referenz überprüfen, die sich in der Vergangenheit für mich als nützlich erwiesen hat, und einige der oben genannten Themen behandeln:

http://www.hobbyelectronics.net/tec_making-pcbs.html