Get Adobe Flash player
    Принимаются SMS-пожертвования на развитие ресурса     Копирование материалов     разрешено с обязательной ссылкой     на этот сайт     Принимаются SMS-пожертвования на развитие ресурса    

Электроника

Фоторезист сухой пленочный МПФ-ВЩ

Фоторезист сухой пленочный МПФ-ВЩ водно-щелочного проявления производится по ТУ 6-43-1568-93

 

Модифицированный пленочный фоторезист водно-щелочного проявления МПФ-ВЩ применяется в производстве радиоэлектронной аппаратуры на этапах получения электропроводящих слоев требуемой конфигурации однослойных или многослойных печатных плат по негативной или позитивной технологии.

Фоторезист представляет собой слой несеребряного светочувствительного материала, нанесенного на полиэтилентерефталатную пленочную основу. Поверхность светочувствительного слоя защищена полиэтиленовой пленкой, которая удаляется перед началом работ с фоторезистом.

Фоторезист — это материал, который при облучении его светом ультрофиолетового диапазона изменяет свою способность к растворению в специальном проявителе. Свет обычного видимого диапазона на фоторезист влияния не оказывает. Освещенные области не растворяются, а не освященные растворяются. Проявление проводится в 1-2% растворе кальцинированной (не пищевой) соды при температуре 18-28 градусов,  с последующей промывкой холодной водой. Первоначальная сушка должна производиться просто на воздухе при обычной комнатной температуре. Фоторезист допускает при необходимости добавочную сушку в шкафу при температуре 70-80 градусов в течение 15-20 мин. Но это может понадобиться только для ускорения процесса сушки.

Перед экспонированием фоторезист приклеивается на заготовку печатной платы прямо на фольгу. Для этого с фоторезиста с одной из сторон снимается защитная пленка. Перед наклейкой поверхность фольгированного покрытия платы должна быть уже подготовлена.

Наклеивается пленочный ФР почти так же, как и при тонировке стекол у автомобиля, главное не допустить образования воздушных пузырей. (лучше в слабо- мыльной воде)

Плата оборачивается бумагой и пропускается несколько раз через ламиннатор, для того, чтобы фоторезист лучше приклеился к плате.  После сушка и экспонирование.

После экспонирования снимается верхняя защитная плёнка, и плата погружается в раствор проявителя.

Наименование показателя Норма
Толщина светочувствительного слоя, мкм 50
Толщина полиэтилентерефталатной основы, мкм 20
Толщина защитной полиэтиленовой пленки, мкм 35
Эффективное время экспонирования в области спектра 320-420 нм, с, не более 30
Энергия экспонирования, мДж/кв.см 150-180
Разрешающая способность (минимальная ширина между соседними электропроводящими дорожками), мкм 120

 

 

 

 

 

Примечание:

Не нужно путать эффективное время экспонирования и реальное время экспонирования. Реальное время зависит от реальной освещенности на единицу площади.

Гальваностойкость экспонированного фоторезиста обеспечивает качественное осаждение слоя металла из электролита с рН менее 7. Химическая стойкость экспонированного фоторезиста обеспечивает обработку в растворах с рН до 10 в течение минуты и более при температуре раствора 18-25°С.

Фоторезист выпускается в рулонах шириной 150, 200, 240, 300, 400 и 600 мм, длиной по 70 м.

ATX-донор. Часть3.

АТХ-донор и IR2151(52,53) продолжение…

Несколько интересных схем для реализации

atxpsu2

 

еще

ir2153_40v_15a

 

а вот генератор для люстры Чижевского

IR2153Chigevsky

 

Очень грамотная схема

По комплектующим в принципе, почти нечего сказать, кроме сердечника трансформатора — он был взят из компьютерного БП, хотя тот же результат получается и на кольцах EPCOS N87, размером начиная примерно с 30х18х12, именно такое кольцо работает в одном из моих собранных ИБП. С этого ИБП с легкостью снимается до 400 W мощности, для питания УМЗЧ это выше крыши при моих потребностях. Я таким питаю УМЗЧ, собранный на STK4171 — это 2х40w мощности… При исправных комплектующих и правильной сборке ИБП запускается сразу (у меня в шести случаях не было трудностей ни разу), подстроечным резистором выставляется частота преобразования и все. Свою последнюю печатку в формате SprintLayout5 положил в файловый архив, желающие могут скачать… Правда исходя из собственного опыта, могу сказать, что ее можно использовать в основном в качестве прототипа, ибо собирать приходиться из того, что обычно есть под руками, и всякие диоды, дросселя, конденсаторы каждый раз самых разных размеров… вот и приходиться печатку переделывать. Но, полагаю, с этим трудностей ни у кого не возникнет! Кстати, резистор R10 в защите 1,5 Ом мне пришлось заменить на 0.51 Ом, иначе слишком рано срабатывала защита… Успехов в повторении! Будет время, сделаю подобный ИБП на двух IR2153 — в мостовом включении, что удвоит мощность блока.

 

P.S. А вот диоды на выходе пришлось заменить на сборки помощнее и прилепить их на радиатор…

Авторская статья

и еще



Электронная промышленность — продолжение

Проявление

ФР Проявление ФР — процесс удаления «лишних» (экспонированных — позитивный ФР или неэкспонированных — негативный ФР) в фоторезистивном слое участков в соответствии с локальным облучением при экспонировании.

Проявление негативных ФР

Проявление негативных ФР представляет собой процесс растворения необлученных участков. Основными факторами, определяющими качество изображения при проявлении негативных ФР, являются тип проявителя и полнота реакции полимеризации ФР при экспонировании. Проявитель должен обладать хорошей растворяющей способностью и минимальным воздействием на облученные участки фотослоя. Проявители для негативных ФР представляют собой органические растворители: толуол, бензол, уайт-спирит, трихлорэтилен, хлорбензол, диоксан и др. При неправильно выбранной экспозиции облученные участки сильно набухают, что приводит к искажению рисунка. Проникая между молекулами ФР, растворитель вызывает набухание слоя. При формировании прецизионных фоторезистивных масок набухание приводит к смещениям, смыканиям и деформациям элементов рисунка. Недоэкспонирование негативных ФР приводит к увеличению набухания при проявлении и, следовательно, к уменьшению разрешающей способности ФЛ-процесса. Если экспонирование выполнено при оптимальной экспозиции, перепроявление негативного ФР не опасно, поэтому процессы проявления легко автоматизировать. Отсутствие ионов щелочных металлов является ценным фактором при проявлении негативных ФР.

Проявление позитивных ФР

Проявление позитивных ФР представляет собой процесс удаления облученных при экспонировании участков резистивного слоя. Основными факторами, определяющими качество изображения при проявлении позитивных ФР, являются:

концентрация проявителя;

значение pH проявителя;

температура проявителя (рис. 10, кривая 2);


время проявления (рис. 10, кривая 1).

Величина pH — степень кислотности раствора, определяемая уравнением pH = –lgCН, где СН – концентрация ионов водорода в растворе. Для нейтральных растворов (воды) pH = 7, для кислых — pH < 7, для щелочных – pH > 7

При проявлении позитивных ФР используются растворы неорганических и органических оснований.

При проявлении ФР на основе НХД идет химическая реакция превращения полученной при экспонировании инденкарбоновой кислоты в хорошо растворимую соль, которая затем легко вымывается. После облучения поверхность позитивного ФР переходит из гидрофобного в гидрофильное состояние, поэтому облученные участки фоторезистивного слоя, в отличие от необлученных, хорошо смачиваются проявителем. В качестве проявителей применяются водные щелочные растворы (0,3–0,5%-ный раствор едкого кали, 1–2%-ный раствор тринатрийфосфата) или органические щелочи этанамины. Если слой проэкспонирован не полностью, раствор окрашивается в малиновый цвет, так как часть молекул инденкарбоновой кислоты превращается не в соль натрия, а соединяется с неразрешенными молекулами НХД, образуя краситель. Если молекулы НХД разрушены полностью на всю глубину фоторезистивного слоя, проявитель остается бесцветным.

С целью регулирования скоростей растворения в проявитель добавляют вещества, замедляющие процесс проявления. Такой проявитель называется буферным.

В технологии ИМС составы проявителей подбирают экспериментально. При этом параметрами качества ФР служат как характеристики изображения (точность воспроизведения рисунка и т. п.), так и показатели процесса, например производительность и выход годных.

На рис. 11 показана зависимость времени проявления и времени экспонирования для различных толщин ФР.

Положительной особенностью применения позитивных ФР является то, что при их проявлении практически отсутствует набухание необлученных участков слоя, поэтому позитивные ФР имеют большую разрешающую способность и меньшую ее зависимость от толщины фоторезистивного слоя по сравнению с негативными ФР.

Незначительные изменения концентрации проявителя сильно влияют на точность передачи изображения.

Время проявления стремятся свести к минимуму, так как в противном случае может происходить разрушение незасвеченных участков фоторезистивного слоя из-за наличия механических загрязнений, части разрушенных молекул НХД, а также изза растворения в проявителе полимерной составляющей ФР. Для стандартных позитивных проявителей время проявления составляет 15–20 с.

Концентрация проявителя должна быть минимальна и обеспечивать необходимую производительность проявления.

Уменьшение концентрации щелочного проявителя увеличивает контраст проявления, стабилизирует перенос изображения и снижает его дефектность.

Для каждого ФР существуют оптимальные сочетания экспозиции (времени экспонирования) и времени проявления, обеспечивающие наилучшую воспроизводимость размеров проявленных элементов рисунка. Увеличение экспозиции уменьшает время проявлении. При этом размеры проявленных в позитивных ФР элементов рисунков увеличиваются, а в негативных — уменьшаются. При увеличении времени проявления растет число точечных дефектов в слое ФР и растравливание границ рисунка по контуру окон.

Наиболее благоприятное время проявления ФР должно подбираться в интервале 30–40 с.

3ависимоcть между временем экспонирования t(ЭКС) и временем проявления t(ПР), обеспечивающими наилучшую воспроизводимость проявленных элементов рисунка, показана на рис. 12. На участке 2 кривой, соответствующем устойчивому воспроизведению размеров проявленного рисунка, при небольшом изменении одного из параметров, например t(ЭКС), происходят небольшие изменения другого параметра t(ПР). Участки 1 и 3 соответствуют неустойчивым режимам, так как незначительные изменения одного параметра вызывают большие изменения другого.

После проявления фоторезистивная маска не должна иметь сквозных дефектов, нарушающих ее целостность. Края маски должны быть четкими и ровными, а рисунок полностью соответствовать ФШ. На пробельных участках не должно быть остатков непроявленного ФР.

ФР проявляют пульверизацией или поливом. Эти методы обеспечивают необходимую чистоту процесса, достаточно полное удаление продуктов реакции и высокую производительность, а также возможность объединения в едином цикле на одной установке операций проявления, промывки и сушки на центрифуге.

Пульверизация обеспечивает качественное проявление слоя ФР при изготовлении ИС с элементами малых размеров (менее 5 мкм). При дисперсионном проявлении ФР (рис. 13) подложки подаются на столик центрифуги и удерживаются на нем при вращении вакуумным присосом. При включении центрифуги на подложки подается под давлением мелкодисперсионная струя проявителя. После проявления слоя ФР подложки промывают водой и сушат.

Вторая термообработка (задубливание ФР)

Проводится для удаления проявителя, воды, повышения химической стойкости и адгезии фотомаски к подложке. У негативных ФР сушка сопровождается термополимеризацией, у позитивных — разрушением молекул и последующим задубливанием. Чтобы не произошло ухудшения качества фотомаски, сушку проводят в два-три этапа с постепенным подъемом температуры до максимальной. Для большинства ФР максимальная температура второй сушки 150 °С. Выдержка при максимальной температуре должна быть небольшой, чтобы не произошли разрывы фоторезистивной маски, общее время 1–1,5 ч. Облучение перед второй сушкой большой дозой глубокого УФ устраняет пластическое течение ФР при термообработке и существенно улучшает качество фотомаски.

Термообработка во многом зависит от последующего метода травления.

  • Термообработка фоторезистивной маски, используемой при химическом травлении слоев, представляет собой двух-, трехступенчатый нагрев подложек с масками. При этом первая ступень представляет собой нагрев до температуры (90 +/- 5) °С с выдержкой не менее 10 мин, а последняя ступень — нагрев до температуры не более 160 °С с выдержкой, подбираемой в зависимости от толщины фоторезистивной маски и марки ФР.
  • Термообработка фоторезистивной маски, используемой при ионном травлении слоев, состоит из трех ступеней температуры нагрева: (100 +/- 5) °С — выдержка в течение (10 +/- 1) мин; (150 +/- 5) °С — выдержка в течение (10 +/- 1) мин; (180 +/- 5) °С — выдержка в течение (30 +/- 1) мин.

Этап создания фоторезистивной маски является основным этапом формирования топологического слоя, поскольку точность передачи рисунка на материал интегральной микросхемы (ИМС) во многом зависит от точности полученного на данном этапе фоторезистивного слоя (маски).


 

По материалам журнала Технологии в электронной промышленности №3’2007

Электронная промышленность

Некоторые сведения об использовании фоторезистивных технологий в современной электронной промышленности…


Фотолитография (ФЛ) — это технологический процесс (ТП), основанный на использовании фотохимических явлений, которые происходят в нанесенном на подложку слое фоторезиста (ФР) (Примечание. В литературе можно также встретить термин «актинорезист») при его обработке ультрафиолетовым (УФ) излучением через маску (фотошаблон (ФШ)) и последующей операции формирования маски в слое фоторезиста и травлении технологического слоя через маску в ФР.

Основными параметрами, определяющими технологический уровень ФЛ, являются:

  • минимальный элемент изображения и точность его воспроизведения в ФР по полю изображения, по подложке и в партии обрабатываемых подложек;
  • погрешность совмещения топологических слоев; воспроизводимость формы (рельефа) элементов, протравленных в технологическом слое через маску в ФР;
  • плотность дефектов в технологическом слое, внесенных в процессе литографии.

Формирование слоя фоторезиста

Данный процесс должен обеспечить получение равномерных по толщине бездефектных фотослоев с хорошей адгезией к подложке при сохранении исходных свойств применяемых ФР.

1. Подготовка поверхности подложек.

Рис. 1. Этапы (I, II, III) и операции (1-8) литографического процесса: I — формирование слоя резиста; II — передача рисунка на слой резиста; III — передача рисунка на материал ИМС

 

 


Рис. 2. Классификация литографических процессов

 

 


Рис. 3. Клин травления при передаче рисунка с фотомаски на пленку ФР

 

 


Рис. 4. Поверхность, смачиваемая жидкостью: а) плохо; 6) хорошо


Подготовка поверхности подложки к нанесению ФР состоит из нескольких операций и является индивидуальной для каждого конкретного случая в зависимости от материала подложки, технологии его получения, состояния поверхности и дальнейшего назначения маски. Под подложкой в фотолитографических процессах подразумевается тот материал, на котором формируют резистивный слой. Если фотомаска используется для локального травления, то качество передачи рисунка на подложку зависит в основном от адгезии маски к подложке и от способности тра-вителя проникать под слой фотомаски по границам окон. Адгезия фотослоя увеличивается с повышением смачивания поверхности подложки ФР. Проникновение травителя под слой фотомаски, приводящее к растравливанию подложки (рис. 3), в свою очередь, зависит от смачивания поверхности подложки травителем или водой. Критерием смачиваемости является краевой угол смачивания поверхности твердого тела жидкостью (рис. 4). Оптимально подготовленной к ФЛ поверхностью является поверхность, которая хорошо смачивается ФР и плохо смачивается водой.

Эти условия не противоречат друг другу для большинства полимерных ФР, так как они, будучи сами гидрофобными, хорошо смачивают гидрофобные, а не гидрофильные поверхности. Таким образом, подготовленная к нанесению фоторезиста поверхность должна быть очищена от загрязнений, а также должна обладать свойством гидрофобности. Требования к очистке, содержащиеся в ОСТ 107.750878.001-87, состоят в следующем.

1. Очистка подложек должна включать:

  • обработку моющими средствами;
  • промывку;
  • просушку.

2. Выбор моющих средств для обработки подложек, за исключением полиамидных, производится в соответствии с ОСТ 4Г 0.029.233-84. Обработку подложек из керамики нужно производить с использованием ультразвукового (УЗ) воздействия на частоте не менее 18 кГц.

3. Обработку полиамидных подложек производить в хромовой смеси (серная кислота 1000 мл, вода деионизованная 100 мл, калий двухромовокислый 75 г).

4. Промывку подложек производить в проточной дистиллированной или деионизо-ванной воде.

5. Сушку подложек, за исключением полиамидных, производить при температуре 120 +/-5С в течение 15 +/-5 мин. Допускается производить сушку подложек в центрифуге при использовании специальных линий очистки подложек, в которых предусмотрена такая сушка.

6. Сушку (отжиг) полиамидных подложек производить в среде инертного газа при температуре не менее 200С в течение 60 +/-5 мин.

7. Поверхность подложки, прошедшей очистку, должна быть чистой, без подтеков, пятен и инородных предметов.

8. Очистку подложки следует производить непосредственно перед нанесением на нее слоев. В обоснованных случаях допускается перерыв между окончанием очистки и началом нанесения слоев, который не должен превышать 6 ч при хранении подложек в эксикаторе с силикагелем или 24 ч при хранении в шкафу с защитной средой.

Нанесение фоторезиста.

Нанесенный на предварительно подготовленную поверхность подложек слой ФР должен быть однородным по толщине по всему их полю, без проколов, царапин (т. е. быть сплошным) и иметь хорошую адгезию.

Наносят слой ФР в максимально обеспыленной среде. Перед употреблением обязательно фильтруют в специальных фильтрах.

Существуют следующие методы нанесения ФР:

  • центрифугирование;
  • распыление (пульверизация);
  • электростатический метод;
  • окунание;
  • полив;
  • накатка.

Наиболее распространенными являются первые два метода, о которых мы подробно и расскажем, остальные затронем только с точки зрения их достоинств и недостатков.

Метод центрифугирования (рис. 5)

Центрифугирование в основном применяется для круглых подложек, т. е. пластин кремния и других полупроводников, но с помощью несложной доработки установки для данного метода нанесения ФР можно приспособить и для прямоугольных пластин (рис. 6).

Рис. 5. Схема установки для нанесения слоя. ФР центрифугированием:1- дозатор (капельница); 2 — подложка; 3 — столик; 4 — кожух для сбора избытка ФР; 5 — вакуумные уплотнители; 6 — электродвигатель; 7 — трубопровод к вакуумному насосу

 

 

Рис. 6. Доработанная рабочая камера установки для нанесения ФР центрифугированием на прямоугольные подложки

На несложном оборудовании наносят слои ФР, погрешность толщины которых составляет 5%. На подложку 2, которая устанавливается на столике 3 центрифуги и удерживается на нем вакуумным присосом, ФР подается капельницей-дозатором 1. (Примечание. Время между нанесением жидкого ФР и включением центрифуги должно быть минимальным (0,5-1 с), чтобы вязкость резиста не менялась в результате испарения растворителя). Когда столик приводится во вращение, ФР растекается тонким слоем по поверхности подложки, а его излишки сбрасываются с нее и стекают по кожуху 4. При вращении центрифуги происходит испарение растворителя и вязкость ФР возрастает, поэтому он не полностью сбрасывается с поверхности подложки. Зависимость оставшегося на поверхности жидкого слоя ФР зависит от частоты вращения центрифуги и кинематической вязкости ФР…

Зависимость толщины наносимого слоя от частоты вращения столика центрифуги при различных коэффициентах вязкости ФР показана на рис. 7.

С увеличением скорости центрифугирования уменьшается не только среднее значение толщины ФР, но и ее разброс. При достижении некоторого числа оборотов толщина пленки становится постоянной, а рассеивание минимальным. Это число оборотов называется критическим. Оно соответствует равновесию центробежных и когезионных сил при пленкообразовании.

Рис. 7. Зависимость толщины слоя ФР от частоты вращения центрифуги при различных значениях его кинематической вязкости

Большое рассеяние (невоспроизводимость) значений толщины при числе оборотов, которое меньше критического, можно объяснить краевым утолщением слоя фоторезиста, которое с увеличением частоты вращения уменьшается и смещается к периферии подложки. На рис. 8 изображены профили ФР-слоя, полученные на подложках при различных частотах вращения центрифуги. Из рисунка видно, что при малом числе оборотов краевое утолщение занимает значительную часть подложки, а при большом числе оно практически сводится к нулю. Поскольку максимальная разрешающая способность процесса фотолитографии достигается при минимальной толщине ФР, то целесообразно поддерживать частоту оборотов, превышающую критическое значение. Однако от толщины ФР-слоя зависит его устойчивость к агрессивным средам, которую нельзя обеспечить при минимальной толщине ФР. Таким образом, при выборе толщины слоя ФР, а следовательно, и значения критического числа оборотов, следует исходить не из минимальной, а из оптимальной толщины пленки.

Рис. 8. Профили фоторезистивного слоя, полученные на подложках при разных скоростях вращения центрифуги: 1 — 200 об/мин; 2 -400 об/мин; 3-1000 об/мин

Необходимо отметить, что время центрифугирования мало влияет на параметры слоя. Для формирования слоя обычно достаточно 20-30 с.

Выбирая толщину слоя фоторезиста, необходимо учитывать, что он должен обладать высокой разрешающей способностью (чем меньше толщина, тем выше разрешающая способность) и не терять стойкости к трави-телю. Кроме того, слой фоторезиста не должен иметь дефектов в виде проколов, число которых с уменьшением толщины увеличивается. Следовательно, толщина слоя ФР должна быть возможно минимальной, но достаточной для обеспечения его стойкости к травителю, плотности и малой дефектности (в виде проколов).

Наносимые центрифугированием слои ФР могут иметь дефекты в виде «комет», образующиеся в том случае, если на поверхности подложек имелись остаточные загрязнения или ФР был плохо отфильтрован. Такие дефекты выглядят как направленные от центра локальные утолщения или разрывы слоя ФР.

Достоинствами центрифугирования являются:

  • простота;
  • отработанность;
  • достаточная производительность оборудования;
  • возможность нанесения тонких слоев фоторезиста с небольшим разбросом по толщине.

Недостатки этого метода:

  • трудность нанесения толстых слоев ФР (более 3 мкм);
  • наличие краевого утолщения;
  • загрязнение слоев из-за захвата пылинок из окружающей среды при вращении центрифуги (центр вращающегося диска является своеобразным центробежным насосом);
  • наличие внутренних напряжений в слое ФР;
  • необходимость тщательного контроля вязкости ФР из-за испарения растворителей и режимов работы центрифуги;
  • сложность автоматизации.

Метод распыления (пульверизация)

В литературе можно встретить термин «дисперсионный» метод. Нанесение ФР распылением производится форсункой, в которой для диспергирования струи раствора ФР при выходе из сопла используется сжатый воздух. Для получения равномерных слоев распыление выполняют движущейся форсункой на движущиеся подложки. Параметры слоя зависят от давления и температуры воздуха, расстояния от сопла форсунки до подложки, скоростей движения форсунки и подложки и от параметров ФР. Для улучшения адгезии фотослоя подложки можно нагревать. Распылением можно наносить слой на рельефные поверхности, получать слои толщиной от 0,3 до 20 мкм с точностью до 10%. Основная проблема при нанесении слоев распылением — затягивание пыли и других загрязнений струей диспергированного ФР. Распыление применяют для нанесения ФР на прямоугольные диэлектрические подложки.

Достоинства пульверизации состоят в следующем:

  • возможность изменения толщины слоя ФР в широких пределах;
  • однородность слоев по толщине;
  • отсутствие проколов (пор) и разрывов пленки;
  • отсутствие механических напряжений в слое ФР (как следствие — уменьшение дефектности слоев в 3-4 раза по сравнению с полученными центрифугированием);
  • отсутствие утолщений по краям подложек;
  • возможность нанесения ФР на профилированные подложки (в малейшие углубления и отверстия);
  • возможность нанесения ФР на поверхности большой площади;
  • меньший расход ФР (по сравнению с центрифугированием) ;
  • высокая производительность;
  • возможность групповой обработки и автоматизации.

 

Недостатки метода:

  • затягивание пыли и других загрязнений струей диспергированного ФР;
  • попадание остатков газа-носителя в слой ФР;
  • применение газа-носителя с малой температурой испарения;
  • сложность установки (как следствие — дороговизна).

Электростатический метод

Достоинства метода:

  • высокая производительность;
  • возможность наносить слой фоторезиста на подложки большой площади.

Недостатки:

  • трудность стабилизации;
  • проблема устранения пыли,
  • притягиваемой электростатическим полем;
  • сложность оборудования.

Методы окунания и полива

Достоинства:

  • нанесение слоя ФР на подложки больших размеров;
  • возможность изменения толщины слоя ФР в широких пределах на обеих сторонах подложки.

Недостатки:

  • неоднородность слоя ФР по толщине;
  • высокая вероятность загрязнения слоя ФР.

Общей особенностью нанесения жидких ФР являются трудность получения сплошных слоев заданной толщины и влияния краевых дефектов.

Метод накатки

Накатка применяется для нанесения сухих пленочных ФР, представляющих собой трехслойную ленту.

Достоинства метода:

  • простота процесса;
  • равномерность толщины в пределах 5%;
  • пригоден для нанесения ФР на подложки любого типа.

Недостатки:

  • большая толщина слоя (10-20 мкм);
  • низкая разрешающая способность.

 

Термообработка (1-я сушка) слоя.

Сушка является операцией, завершающей формирование слоя ФР, и выполняется после его нанесения. Она проходит в два этапа:

1) низкотемпературная выдержка нанесенного слоя;

2) высокотемпературная выдержка нанесенного слоя.

В процессе сушки удаляется растворитель, и в пленке ФР происходит сложный релаксационный процесс плотной упаковки молекул, уменьшающий внутренние напряжения и увеличивающий адгезию фотослоя к подложке. Растворитель при сушке необходимо удалять полностью, так как он экранирует фоточувствительные части молекул при экспонировании. Удаление растворителя проходит в две стадии:

1) диффузия изнутри слоя к границе слой -атмосфера;

2) испарение с поверхности.

Если испарение преобладает над диффузией, поверхностный слой ФР уплотняется раньше внутреннего слоя и препятствует удалению растворителя изнутри. При этом возникают внутренние напряжения, ослабляющие слой и приводящие к его разрывам. Для более равномерного высыхания фоторезист приготавливают на смесях растворителей с различными скоростями испарения. Сушку рекомендуют проводить в инертной атмосфере, так как на воздухе возможно окисление молекул ФР.

Основными параметрами процесса сушки являются температура и время, которые в значительной степени влияют на такие важные показатели ФР, как время его экспонирования и точность передачи размеров элементов после проявления. При низких температурах адгезия фотослоя к подложке плохая, преобладает сцепление между собственными молекулами полимера (когезия). Этим объясняется отслаивание фотослоя при проявлении, кроме этого, возможно неполное удаление растворителя. Слишком быстрая сушка может привести к возникновению механических напряжений в пленке. При больших температурах в ФР идет термополимеризация (при 140-200 С) и другие процессы. Так, в слое позитивного ФР при температурах выше критических, протекают те же необратимые явления, что и при экспонировании. Качество проведения сушки влияет на все остальные операции ФЛ.

Рис. 10. Зависимости потери массы ФР (1 ] и его толщины (2) от температуры сушки при длительности сушки 30 мин

На рис. 10 показаны зависимости потери массы ФР (за счет удаления растворителя) и изменения толщины слоя от температуры сушки при постоянном времени сушки.

Большое значение при сушке имеет механизм подвода теплоты.

Существуют три метода сушки:

  • конвективный,
  • инфракрасный (ИК),
  • СВЧ-поле.

Конвективная сушка выполняется в термостатах. Образующаяся на поверхности уплотненная часть слоя препятствует равномерной и полной сушке. Для равномерного испарения растворителя и снижения внутренних механических напряжений в фотослое сушку выполняют в два этапа: 15-20 мин. при 18-20 С, 30-60 мин. при 90-120 С. Недостаток метода — низкое качество ФР-слоя.

ИК-сушка отличается равномерным удалением растворителя по толщине слоя резиста, поскольку источником теплоты является сама подложка. (Примечание. ИК-излучение сначала достигает границы раздела подложка — резист и, отразившись от подложки, сильнее нагревает нижние прилегающие к подложке слои ФР). Возникает такой температурный градиент по толщине резиста, при котором наиболее холодной частью покрытия будет поверхность, а самой горячей — нижние слои, в которых испарение растворителей почти завершено. Следовательно, «фронт сушки» перемещается от подложки к поверхности слоя ФР. Поэтому у поверхности слой преждевременно не уплотняется. Время сушки понижается до нескольких минут. ИК-сушка является основным промышленным методом, применяемым в ФЛ-линиях. Она выполняется непосредственно после нанесения ФР под ИК-лампами при непрерывном продуве азотом.

При СВЧ-сушке подложки нагреваются, поглощая электромагнитную энергию СВЧ-поля. Такая сушка производится в печах мощностью 200-400 Вт при рабочей частоте 2,45 ГГц. Время сушки — несколько секунд. Достоинством метода является высокая производительность, а недостатками — сложность оборудования и необходимость тщательного экранирования рабочего объема во избежание облучения оператора, а также неравномерность сушки слоя фоторезиста на различных по электрическим характеристикам участках подложек. Поэтому СВЧ-сушке подвергают только однородные подложки.

При любом методе сушки ее режимы (время, температура) должны исключать появление структурных изменений в слое ФР.

Высушенный слой необходимо экспонировать не позднее чем через 10 ч.

Сушку подложек следует выполнять в тщательно очищенной от пыли среде. Контролируют качество сушки визуально или под микроскопом.

При нанесении слоя фоторезиста могут появиться различные виды брака.

  • Плохая адгезия ФР к подложке вызывает при последующем травлении растравливание и искажение рисунков элементов. Причиной плохой адгезии является некачественная подготовка поверхности подложек.
  • Локальные неоднородности рельефа слоя фоторезиста, имеющие вид капелек, обусловлены попаданием пылинок на подложки или присутствием посторонних частиц в ФР.
  • Микродефекты (проколы) слоя фоторезиста объясняются теми же причинами, что и локальные неоднородности рельефа.
  • Неоднородности рельефа слоя ФР в виде радиально расходящихся длинных лучей вызываются нарушением режима центрифугирования в процессе нанесения слоя (вибрацией столика при вращении).
  • Неоднородность толщины слоя ФР на подложках и разброс ее на разных подложках являются результатами перекоса столика, уменьшения частоты его вращения и увеличения времени разгона центрифуги. Отклонение толщины слоя ФР от заданной может быть также связано с изменением вязкости ФР.

Точность полученного в процессе фотолитографии (ФЛ) топологического рисунка в первую очередь определяется прецизионностью процесса формирования фоторезистивной маски.

Передача рисунка на слой резиста (т. е. формирование фотомаски (ФР)) — технологический этап, на котором в фотослое создается топологический рисунок. Данный этап состоит из следующих операций (рис. 1):

  • совмещение и экспонирование;
  • проявление;
  • термообработка (2-я сушка).

Изготовление фоторезистивной маски следует выполнять без перерывов. В обоснованных случаях допускаются перерывы между сушкой фоторезистивного слоя и совмещением и экспонированием рисунка, а также между проявлением фоторезистивной маски. При этом длительность каждого перерыва не должна превышать 3 суток, в течение которых подложки должны находиться в светонепроницаемой таре, помещенной в устройство для хранения деталей в защитной среде.

Совмещение и экспонирование

Совмещение фотошаблона (ФШ) с подложкой Совмещение выполняют на той же установке, что и последующее экспонирование, путем наложения рисунков ФШ и подложки.

Современное производство предъявляет очень жесткие требования к точности совмещения (+/-0,5 мкм и менее). Сложность процесса состоит в том, что приходится с высокой точностью совмещать элементы малых размеров на большой площади.

Точность совмещения зависит от следующих факторов:

  • точность совмещения ФШ в комплекте;
  • точность воспроизведения форм и размеров элементов рисунков в процессе ФЛ;
  • качество подложек и слоев ФР;
  • способ автоматического совмещения, качество и сохраняемость в ТП фигур автоматического совмещения;
  • разрешающая способность микроскопа;
  • совершенство механизма совмещения установки;
  • индивидуальные способности оператора.

Существуют три метода совмещения ФШ с подложкой:

  • базовый (используется в основном при первой ФЛ, когда поверхность подложки еще однородна и точность совмещения слоев не требуется), при применении которого выбранный участок подложки — «базу» (сторону) устанавливают в определенном фиксированном положении; этот метод дает точность совмещения +/-10 мкм;
  • визуальный (преобладает), когда оператор совмещает ФШ с подложкой, наблюдая за контрольными отметками; этот метод обеспечивает точность совмещения от 0,25 мкм до 1 мкм и зависит от возможности установки;
  • автоматизированный (фотоэлектрический) с помощью фотоэлектронного микроскопа, обеспечивающего погрешность совмещения не более 0,03–0,3 мкм. На сегодняшний день наибольшее применение нашли 2-й и 3-й методы, поскольку начиная со второй ФЛ, когда на подложках сформированы топологические слои, рисунок ФШ необходимо ориентировать относительно рисунка предыдущего слоя с высокой точностью.

Экспонирование

Существуют три способа экспонирования:

  • экспонирование контактным способом (соответственно и весь процесс ФЛ называют контактной ФЛ);
  • экспонирование с микрозазором;
  • проекционное экспонирование.

Экспонирование контактным способом

Выполняется после совмещения рисунков и устранения зазора до полного контакта шаблон–подложка. Нужное усилие контакта создается вакуумным или пневматическим прижимом. ФР имеют узкую спектральную область поглощения (310–450 нм) и относительно низкую фоточувствительность. Поэтому в качестве источников УФ-излучения применяют ртутно-кварцевые лампы, обеспечивающие высокую освещенность (до десятков тысяч люкс). Для согласования спектров поглощения ФР и излучения источника применяют светофильтры. Параллельность пучка излучения, необходимая для равномерной освещенности экспонируемой поверхности фотослоя, обеспечивается системой конденсоров, имеющих 1–5 кварцевых линз. Разброс освещенности в пределах рабочего поля подложки не должен превышать 5%.

При тщательной стабилизации освещенности и плотном контакте ФШ– подложка на практике процесс экспонирования контролируют временем облучения. Необходимое время экспонирования обеспечивается электромагнитным затвором, время открывания и закрывания шторки которого составляет 0,05–0,1 с, что в интервале времен экспонирования (1 с… 2 мин) обеспечивает хорошую точность.

У системы затвор–дозатор погрешность дозы при экспонировании не более 5%.

Режимы проявления слоя ФР зависят от времени экспонирования. Необходимую экспозицию устанавливают, учитывая тип и светочувствительность ФР, а также толщину его слоя.

Существенным ограничением контактной фотолитографии является неизбежность механических повреждений рабочих поверхностей ФШ и подложки, так как эти поверхности при совмещении находятся на близком расстоянии (10–15 мкм), а при экспонировании плотно прижаты друг к другу. Из-за механического износа пленочного рисунка необходима частая замена ФШ, которая требует остановок оборудования и делает нецелесообразным автоматизацию процесса экспонирования.

При контактировании ФШ вдавливает в фотослой пылинки, микрочастицы стекла и др. На ФШ налипает ФР. Кроме того, любые непрозрачные для УФ-излучения частицы, попавшие между ФШ и фотослоем, также являются причиной появления дефектов фотомаски.

Получение полного плотного контакта между ФШ и подложкой представляет собой практически неразрешимую задачу из-за изогнутости пластин, неидеальности плоскости контактируемых поверхностей, наличия между ними посторонних частиц, из-за неравномерности толщин различных пленок и фотослоя и др. Частичные воздушные зазоры приводят к усилению дифракционных эффектов и обусловливают дополнительное расширение размеров получаемого изображения.

Предельная точность совмещения при контактной ФЛ ограничена сложностью создания системы фиксации перехода от положения «зазор» к положению «контакт», поэтому при переходе от совмещения к экспонированию возможно смещение ФШ относительно подложки. Ошибки могут появиться также из-за того, что оператор совмещает рисунки ФШ и подложки, находящиеся в разных плоскостях.

Важным оптическим эффектом при экспонировании является прохождение УФ-излучения через пленку ФР. Световой поток, проходя через слой ФР, рассеивается в нем, а достигая подложки, отражается от нее и возвращается обратно в слой ФР. Дойдя до поверхности ФШ, световой поток отражается под углом от его металлизированных непрозрачных участков и через прозрачные участки попадает в слой ФР на подложке.

Эти отражения светового потока приводят к нежелательному дополнительному экспонированию участка слоя ФР находящимися под ним непрозрачными участками ФШ (рис. 5). Интенсивность отраженного потока света зависит от коэффициентов отражения подложки и ФШ. Для снижения эффекта отражения при контактной ФЛ используют цветные оксидные ФШ, имеющие малый коэффициент отражения.

ФШ с хромовым маскирующим покрытием имеют коэффициент отражения УФ-излучения (350–450 нм) 0,65, при использовании специальных низкоотражающих оксидных слоев он снижается до 0,04–0,08; у ФШ с железооксидным слоем коэффициент отражения 0,15–0,35.

Контактная ФЛ широко применяется в настоящее время и является наиболее отработанным методом, отличается высокой производительностью и невысокой стоимостью. Вследствие тесного контакта ФШ — подложка достигаются высокие разрешения. На фото — слой позитивного ФР толщиной 0,5 мкм можно передать элементы размерами 1 мкм. Тем не менее в связи с приведенными ограничениями контактной ФЛ дальнейшее совершенствование технологии получения топологии элементов ИМ, вызванное необходимостью повышения степени их интеграции, развивается в направлении применения бесконтактных методов экспонирования и уменьшения дифракционных явлений.

Экспонирование с микрозазором

Данный метод отличается от контактного экспонирования только тем, что после совмещения между подложкой и шаблоном имеется зазор 10–25 мкм, при котором и осуществляют облучение фотослоя.

Проекционное экспонирование

Проекционный метод отличается от теневых способов тем, что основан не на экранировании от равномерного потока света, а на проецировании, т. е. получении изображения, соответствующего топологии шаблона, на поверхности фотослоя с помощью оптической системы со специальным объективом (фотоувеличитель).


По материалам журнала Технологии в электронной промышленности №3’2007

ФОТОРЕЗИСТ В АЭРОЗОЛЬНОЙ УПАКОВКЕ

ФОТОРЕЗИСТ В АЭРОЗОЛЬНОЙ УПАКОВКЕ

Для специалистов и любителей.

Позволяет создавать высококлассные печатные схемы в небольшой серии в лабораторных условиях без применения дорогостоящего оборудования.

Позволяет изготовлять фотогравированием высококачественные печати и штампы, которые практически невозможно подделать.

Позволяет осуществлять прецизионное химическое гравирование стекла и металлов, недоступное никаким другим способам.

Позволяет легко изготавливать профессиональные фасадные и дверные панели, высококачественные значки и сувениры, и многое другое.

Обеспечивает создание гелиогравюр и точный перенос фотографических элементов на широкое многообразие материалов.

Фотолак POSITIV RESIST делает доступным любителям сложнейший литографический процесс фотохимического гравирования.

  • POSITIV RESIST непосредственно распыляется на поверхность для травления или гравирования.
  • Обеспечивает очень высокое разрешение элементов на уровне нескольких микрон.
  • Обеспечивает травление алюминия, меди, латуни, стали, стекла и др.
Характеристики Значения
Цвет Голубой
Плотность при 20 °C 0.87 г/см3
Время сушки 15 мин. (70 °C)
Диапазон светочувствительности 310 — 440 нм
Объем 200 мл

Инструкция по применению

ВВЕДЕНИЕ

Данная инструкция отвечает на все вопросы применения фоточувствительного лака POSITIV RESIST (фоторезиста) и возможных ошибок при создании прецизионной печатной платы, печатей, штампов, сувениров, профессиональных фасадных панелей и в других процессах химического гравирования стекла и металлов. Принцип использования POSITIV RESIST практически одинаков для всех областей его применения.

В каждом конкретном случае вы найдете совет и точное описание рабочего процесса. Следуя данной инструкции, вы не будете иметь никаких затруднений в создании высококачественных литографических изображений высокой четкости и резкости.

Технология применения POSITIV RESIST состоит из следующих стадий:

  1. Изготовление оригинал-макета (рисунка печатной схемы, печати, штампа, сувенира и т.д.).
  2. Подготовка поверхности, на которую наносится POSITIV RESIST.
  3. Нанесение (распыление) лака POSITIV RESIST.
  4. Сушка пленки POSITIV RESIST.
  5. Экспонирование (засветка) пленки.
  6. Проявление пленки.
  7. Травление подложки.
  8. Удаление пленки.
  9. Условия хранения.

На следующих рисунках представлены схемы четырех основных стадий позитивного фотолитографического процесса: экспонирование (получения скрытого изображения), проявление, травление и снятие светочувствительного лака (фоторезиста) POSITIV RESIST.

Рисунок 1. Экспонирование.

Figure 1

Рисунок 2. Проявление.

Figure 2

Рисунок 3. Травление.

Figure 3

Рисунок 4. Снятие пленки фоторезиста.

Figure 4

После снятия пленки POSITIV RESIST на подложке остается рельефное изображение.

Далее подробно описываются все стадии.

Якорь

Якорь

Рисунок, получаемый в позитивном фотолитографическом процессе, в точности соответствует изображению на оригинал-макете. По этой причине оригинал-макет должен быть тщательно подготовлен. Темные участки оригинал-макета должны быть абсолютно непроницаемы для света. Оригинал-макет при экспонировании должен лежать на плоской поверхности, чтобы устранить любую возможность боковой подсветки слоя. По этой причине поверхность подложки должна быть максимально плоской.

При изготовлении оригинал макета необходимо иметь в виду, что позитивный фотолитографический процесс передает темные линии на оригинал — макете в рельефные линии на подложке.

Материалы оригинал-макета и прижимного стекла не должны существенно поглощать ультрафиолетовый свет и ни в коем случае не должны иметь желтый оттенок. Хороший оригинал-макет может быть изготовлен лазерным принтером на кальке (поставляем) или на специальной безусадочной пленке Folaproof Laserfilm DM (поставляем). Следует обратить внимание, что калька ослабляет энергетический поток ультрафиолетовых лучей в 5 раз, а пленка Folaproof Laserfilm DM в 3,5 раза.

Несколько советов по установкам лазерного принтера при печати оригинал макета:

  • Установите нанесение тонера лазерного принтера на максимальную плотность. Каждый лазерный принтер для этого имеет аппаратный контроль или программную установку. Слишком темная установка может, однако, привести к теням или разбросу тонера на прозрачные участки.
  • Отключите программную экономию тонера.
  • Установите контраст печати на максимум.
  • Установите яркость печати на 50%.
  • Если драйвер принтера позволяет (всегда спрашивайте самую последнюю версию), выбор других носителей, помимо стандартной бумаги (прозрачная пленка, картон, этикетка и т.д.) может привести к различающимся результатам.

Правильная комбинация этих установок может обеспечить совершенно разную плотность тонера, по сравнению со стандартными установками, и несколько контрольных тестов, конечно, необходимы.

Отпечатанный оригинал-макет необходимо обработать жидкостью в аэрозольной упаковке Densitone Spray (поставляем). Связано это с тем, что даже при наилучших установках лазерного принтера тонер наносится неравномерно. Это хорошо видно на кальке на просвет. Распыление Densitone Spray на поверхность рисунка выравнивает плотность тонера и увеличивает оптическую плотность рисунка почти на два порядка. Полученный после такой обработки оригинал-макет практически не уступает профессиональному, изготовленному фотографическим способом.

Оригинал-макет должен плотно прижиматься к пленке фоторезиста POSITIV RESIST. Чтобы исключить боковую засветку лучше всего прижимать оригинал-макет стороной, на которой нанесено изображение рисунка. При этом вы получите самую резкую копию.

В качестве прижимного стекла целесообразно использовать лист плексиглаза (оргстекло) без каких-либо царапин на поверхности. Обычное оконное стекло практически не пропускает ультрафиолетовый свет.

Якорь

Якорь

Поверхность, на которую наносится POSITIV RESIST, должна быть тщательно очищена от грязи, масел, пыли. Применяйте для обезжиривания только высококачественные моющие средства.

Промойте затем поверхность большим количеством проточной воды для удаления следов абразивных включений. Уровень очистки можно контролировать, наблюдая за смачиваемостью водой поверхности подложки. Полностью смачиваемая водой вся поверхность подложки, без образования на ней капель и разрывов пленки воды, является показателем нормального уровня очистки. Нарушения в этой пленке воды указывают, что поверхность очищена недостаточно.

После промывки водой не рекомендуется использовать никаких растворителей типа ацетон, спирт и т.д.

После очистки наиболее важно, чтобы промытая поверхность была полностью высушена, так как остатки влаги будут влиять на адгезию (сцепление) пленки фотолака с поверхностью.

Фоторезистивный лак POSITIV RESIST необходимо наносить немедленно после очистки и сушки поверхности подложки, чтобы избежать появления загрязнений и свежего окисла на поверхности при хранении.

Якорь

Якорь

Распыление лака на очищенную и обезжиренную поверхность следует выполнять в затемненной комнате. Нет необходимости в темной комнате, однако, следует избегать прямых солнечных лучей или яркого дневного света, поскольку лак чувствителен к ультрафиолетовому свету.

Чтобы гарантировать высококачественную литографическую копию, очень важно работать в атмосфере, свободной от пыли.

Поместите поверхность подложки в горизонтальной или слегка наклоненной позиции и распыляйте лак с расстояния приблизительно 20 см. Лак необходимо распылять непрерывно змеевидными линиями, начиная с левой верхней части. Это обеспечит ровное покрытие. При появлении эффекта апельсиновой корки на пленке в процессе нанесения распыление необходимо прекратить. После нескольких минут на поверхности подложки сформируется тонкая, однородная, светочувствительная пленка лака. Если распылить слишком много лака, то слой будет ребристым. При этом образуется пленка повышенной толщины, что потребует более длительного времени экспонирования (см. параграф 6 Экспонирование).

При высоких летних температурах, требуется большее время распыления или уменьшение расстояния баллона от подложки, что связано с повышенным испарением растворителя в процессе распыления. Ускоренное высыхание фоторезистивного слоя лака приводит к образованию неоднородного покрытия.

Аэрозоль не должен быть в чрезмерно наклоненной позиции при постепенном опорожнении. Удерживание баллона в чрезмерно наклоненной позиции приводит к увеличенному расходу аэрозольного газа и брызгам фоторезистивного лака, в особенности, при опорожнении баллона наполовину.

Альтернативный метод достижения ровного покрытия фоторезистивным лаком является центрифужное распределение.

На регулируемом моторе с низким числом оборотов устанавливается пластина алюминия, и на этой пластине алюминия фиксируется подложка. После распыления лака на подложку пластина алюминия с подложкой приводится во вращение со скоростью 90 — 100 оборотов в минуту. Это обеспечивает ровное и равномерное распределение лака на подложке

До экспонирования храните платы в полностью темном и прохладном месте.

Перед экспонированием фоторезистивный лак должен иметь комнатную температуру. При хранении плат с лаком в холодильном устройстве (при температурах +8 -+12 °C), платы должны быть вынуты из холодильника приблизительно за 4-5 часов перед использованием, чтобы избежать появления эффекта окунания (появления капель росы).

Следующая таблица позволяет ориентироваться в толщине полученной пленки лака.

Якорь

Якорь

Цвет пленки Толщина слоя, микрон
Светлый серо-голубой 1 — 3
Темный серо-голубой 3 — 6
Голубой 6 — 8
Темно-голубой более 8

На поверхности желтых металлов (медь, латунь) цвет слоя лака имеет зеленоватый оттенок. Слой лака после экспонирования и проявления при дневном свете всегда имеет цвет интенсивно голубой.

Для достижения однородной толщины слоя рекомендуется распылять лак зигзагообразным способом.

Якорь

Якорь

Пленка лака должна быть высушена в темноте перед экспонированием. Рекомендуемая температура сушки в пределах + 70 + 80 °C в течение 15-20 минут. Это может быть выполнено в термостатическом лабораторном сушильном шкафе или с помощью инфракрасного нагревателя.

Не воздействуйте на пленку лака сразу температурами 70-80 °C. Проведите сушку следующим образом: поместите подложку с лаком в оборудование для сушки, включите высушивающее оборудование и нагревайте медленно до конечной температуры. Быстрая сушка приводит к резкому ухудшению качества слоя лака. Чувствительность слоя лака возрастает по мере увеличения времени сушки. Придерживайтесь рекомендации: предварительная сушка при низких температурах и затем постепенное повышение температуры, но не более 70-80 °C. Выдержка при этой температуре 15-20 минут.

Недостаточная сушка приводит к образованию проколов в пленке и потере прочности адгезии (сцепления).

Якорь

Якорь

Наилучшие результаты могут быть достигнуты с лампами ультрафиолетового света типа ДРШ-120, ДРШ-250, ДРТ-100 и другие. Можно использовать ксеноновые лампы или ртутные лампы медицинского назначения.

В любом случае требуется достаточно высокая интенсивность эффективного ультрафиолетового света в пределах от 370 до 440 нм.

Обычные лампы накаливания или дневного света имеют очень небольшую долю синего света.

Время экспонирования зависит, прежде всего, от длины волны, а не интенсивности лучей света. Наиболее благоприятная спектральная чувствительность фоторезистивного лака POSITIV RESIST лежит между 370 нм и 440 нм. Пластины обычного стекла поглощают свыше 65% ультрафиолетовых лучей. В качестве прижимного стекла лучше использовать, как указывалось выше, плексиглаз или кварцевое стекло.

Для толстых слоев лака и при образовании ребристой поверхности пленки лака необходимо удвоить требуемое время экспонирования. Более старый фоторезистивный лак должен быть экспонирован в течение более длительного периода. Дата истечения срока хранения указана красной меткой на аэрозольном баллоне.

Ниже в таблице приведены ориентировочные времена экспонирования с различными лампами.

Якорь

Якорь

Источник света Время Расстояние Примечание
Ртутная лампа типа ДРШ-250 3 минуты 30 см Кварцевое стекло толщиной 5 мм
Источник излучения ОКН-11М 3 минуты 50 см То же
Источник излучения ОРК-21 150 сек. 50 см То же
Кварцевая лампа 300 ватт 180-240 сек. 30 см То же
Солнечные лучи 5-10 мин. То же

Не экспонируйте пленку прежде, чем лампы не достигнут их полной световой интенсивности (приблизительно от 2 до 3 минут после включения).

Приведенные данные являются ориентировочными. Обратите внимание, что при нормальной дозе экспонирования пленки фоторезиста время проявления пленки не должно превышать 30-120 сек. Если длительность проявления существенно превышает этот диапазон, то пленка недостаточно проэкспонирована! Увеличьте время экспонирования.

Применяйте защитные очки при использовании УФ света!

Якорь

Якорь

Мы рекомендуем использовать универсальный буферный проявитель для аэрозольных фоторезистов или можно приготовить щелочной проявитель самостоятельно.

Высушенный и экспонированный слой фоторезистивного лака проявляется при нормальном дневном свете (без попадания прямых солнечных лучей). Приготовьте следующий раствор проявителя: 7 граммов каустической соды (NaOH) в одном литре воды в подходящем сосуде.

Проявитель должен иметь комнатную температуру в пределах + 20 и +25 °C. Более низкие температуры замедлят проявление, более высокие температуры ускорят его, однако ухудшат резкость изображения. После проявления, промойте подложку проточной водой.

Для корректно экспонированных слоев толщиной от 4 до 6 мкм (см. параграф 4 применение слоя), время проявления лежит в пределах от 30 до 60 секунды со свежим проявителем. Более тонкие слои проявляются быстрее, более толстые требуют большее время, но максимум 2 минуты. Никогда не добавляйте новый проявитель к уже использованному. Всегда применяйте только свежий проявитель!

Позаботьтесь, чтобы проявленный рисунок на подложке был чистым от любой пыли. Это позволит избежать проблем в процессе последующего травления подложки.

Якорь

Якорь

Фоторезистивный лак POSITIV RESIST устойчив к кислотным ваннам, содержащим хлорид железа, аммоний персульфат, хромовую, соляную и плавиковые кислоты.

Травление печатных плат (травление меди).

В настоящее время травление в большинстве случаев выполняется с использованием хлорида железа или аммоний персульфата.

Процесс с хлоридом железа (Fe3Cl)

Хлорное железо (Fe3Cl) — твердое вещество растворяется в воде до тех пор, пока не будет, достигнут насыщенного раствора желто-золотого цвета. Процесс травления в этом растворе продолжается от 30 до 60 минут. Процесс можно ускорить нагреванием и перемешиванием раствора травителя. Затем следует промывка в проточной воде. Остатки кислоты на плате нейтрализуются в мыльном растворе. Недостатки процесса: образование отходов, низкая скорость травления, существенное изменение скорости травления от изменения концентрации травителя.

Процесс с аммоний персульфатом (NH4)2S2O8.

Аммоний персульфат, светлое кристаллическое вещество растворяется в воде. Соотношение в растворе 35 г (NH4)2S2O8 в 65 мл воды. Время травления (NH4)2S2O8 занимает около 10 мин и зависит от площади медного покрытия, которое подвергается травлению. Требуется умеренно теплый, перемешиваемый раствор (40 °C). Затем следует промывка в проточной воде. Недостаток: раствор должен быть нагрет и перемешиваться.

Современная методика:

  • 200 мл соляной кислоты (HCl 35%),
  • 30 мл перекиси водорода (H2O2 30%),
  • 770 мл воды (H2O).

Преимуществами этой методики являются высокая скорость травления и сравнительная химическая безопасность. Однако тщательное соблюдение мер безопасности с химикатами, прежде всего с перекисью водорода является очень важным.

Смесь имеет слегка острый запах, производит легкие пары и должна использоваться с особой осторожностью. Необходимо избегать любого контакта кожи с раствором, но если это произошло, зона воздействия раствора на кожу должна быть немедленно промыта. Смесь также воздействует на одежду и другие материалы и избыточная осторожность в обращении не является преувеличением. Необходимо также защищать глаза.

Плата фиксируется с помощью самоклеющейся ленты и погружается в ванну травления. Время травления сильно зависит от перемешивания и температуры ванны и продолжается приблизительно 10 минут с хорошо перемешиваемым и свежим раствором при комнатной температуре. Реакция ускоряется при нагреве ванны максимум до 50 °C.

Платы необходимо затем промыть проточной водой. Раствор травителя может быть восстановлен добавлением H2O2. Оценка количества перекиси водорода, требуемой для восстановления травителя, осуществляется визуально: погруженная медная плата должна перекрашиваться из красного цвета в темно-коричневый цвет.

Образование пузырей в травителе сигнализирует об избытке H2O2, что ведет к остановке химической реакции травления. Это можно исправить добавлением HCI. Один литр подготовленной смеси достаточен для травления приблизительно 10 м2 медной поверхности при постоянном добавлении H2O2. Раствор должен храниться в темных бутылках, не закрытых герметичными прокладками или пробками. Это предостережение связано с тем, что при разложении H2O2 внутри бутылки генерируется избыточное давление. Использованный раствор выливается в канализацию при большом разбавлении.

Раствор соляной кислоты 35% концентрации имеет острый запах, образует бесцветные пары, воздействующие на кожу и слизистые, разъедает одежду. Защитите ваши глаза. Хранится раствор при низкой температуре в герметичных стеклянных или пластмассовых бутылках. Раствор 30 % концентрация H2O2 не пахнущая, бесцветная жидкость сильно воздействующая на кожу (вызывает появление светлых пятен и ощущение жжения). При попадании перекиси водорода на кожу, кожа должна быть немедленно промыта водой. ЗАЩИТИТЕ ГЛАЗА.

Хранится раствор перекиси водорода в темных бутылках не закрытых герметичными пробками или прокладками в прохладном месте. Раствор нельзя взбалтывать.

Советы

Травление выполняется в пластмассовых кюветах. На каждую бутылку следует ясно нанести ее содержание и дату изготовления, а также знак «Череп и кости». Бутылки, содержащие химикалии должны храниться в темных прохладных местах под замком и ключом, вне досягаемости для детей.

Якорь

Якорь

Остатки фотолака должны быть удалены после процесса травления. Это может быть выполнено органическими растворителями, например, ацетоном.

После изготовления высококлассного рельефного, литографического изображения, в особенности печатной платы, ее необходимо защитить от влияния окружающей среды. Этой стадией не следует пренебрегать. Безотказность печатной платы во многом определяется защитой платы от процессов окисления.

Идеальным является использование для этой цели PLASTIK (поставляем) — защитного лака на основе акриловой смолы. Этот лак дает прозрачное покрытие с превосходными свойствами изоляции. Такая защитная пленка, нанесенная на печатную плату, позволяет даже осуществлять последующую пайку на поверхности платы без снятия лака.

Якорь

Якорь

Фоторезистивный лак POSITIV RESIST может безопасно храниться до одного года при температурах от + 8 до +12 °C. Не кладите POSITIV RESIST в морозильное отделение холодильника.

Перед употреблением фоторезистивный лак должен быть прогрет до комнатной температуры. Это требует приблизительно 4-х — 5-ти часов перед использованием лака. Шероховатая поверхность при нанесении лака указывает на то, что лак является устаревшим и непригодным для использования. Свежий лак POSITIV RESIST при нанесении дает блестящую поверхность.

ПРОИЗВОДСТВО ФАСАДНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ ПЛАСТИН

Нанесение фотолака на очищенные от грязи и смазок пластины алюминия выполняется, как описано выше. То же самое с экспонированием.

При изготовлении оригинал-макета необходимо иметь в виду следующие две возможности фотокопирования.

  1. Экспонируется полностью только желаемая надпись.
  2. Экспонируется вся пластина, кроме надписи.

В первом случае, в процессе проявления лака вымывается надпись. В результате надпись можно гравировать в последующей кислотной ванне в процессе травления. Надпись, таким образом, вытравливается в алюминиевой пластине. По желанию надпись может быть дополнительно подкрашена краской.

Во втором случае, проявитель снимает лак со всех участков пластины, кроме не экспонированного участка лака, то есть надписи. Оставшийся на поверхности слой лака (надпись) может быть нагрета в печи в течение 20 минут при температуре приблизительно ~ 220 °C. Такая надпись будет иметь, к сожалению, темно — коричневый цвет, а не черный цвет, как этого хотелось бы. Однако надпись при этом, абсолютно устойчива и прочна и, кроме того, отпадает необходимость в стадии травления пластины.

Алюминий можно химически травить с помощью хлорида железа (FeCl3) при комнатной температуре в следующем растворе: 40-45 г хлорного железа растворяется в 200 см3 воде.

Можно применять для этой цели раствор, ранее использованный и почти насыщенный для травления меди.

Лучше, однако, использовать процесс с соляной кислотой, описанный выше. Этот процесс уменьшает время травления. Это также относится к производству медных плат, фотогравировке, изготовлению декораций на стенах силуэтными символами, изготовлению дверных пластин.

Описанный выше позитивный литографический процесс, который обеспечивает фотолак POSITIV RESIST, дает в руки мощное средство любому профессионалу или любителю. Возможные области применения этой технологии практически безграничны. Безупречные литографические изображения с передачей мельчайших элементов, видимых только в микроскоп, удовлетворят самый изысканный вкус.

Возможные проблемы, причины их возникновения и их устранение

Обычно, получение литографических изображений и печатных схем с использованием фоторезиста POSITIV RESIST не вызывает проблем, если аккуратно соблюдаются все стадии вышеприведенной инструкции. Иногда, однако, без определенного навыка не удается получить сразу необходимый результат. Это может происходить даже с профессионалами и не должно вас разочаровывать. Напротив, попытайтесь локализовать проблему. Далее приведены некоторые подсказки по возможным источникам проблем и их преодолению.

Возможная проблема Причина Решение
Рисунок не проявляется Пленка лака недостаточно экспонирована Проверьте, достаточно ли оригинал-макет прозрачен.
Рисунок не проявляется Пленка лака недостаточно экспонирована Проверьте, достаточно ли оригинал-макет прозрачен. Проверьте, имеет ли источник света излучение в ультрафиолете. Удлините время экспонирования.
Рисунок не проявляется, несмотря на прозрачность оригинал-макета в ультрафиолете, правильный источник света и нормальное время экспонирования. Температура сушки пленки лака превышала 80 °C с потерей в результате этого фоточувствительности. Не превышайте температуру сушки 80 °C.
Проколы Недостаточная сушка пленки или избыточное время экспонирования Агломерация, из-за различия температур лака, в особенности, если лак хранился в холодильнике. Сушите пленку лака, по крайней мере, 15-20 минут при температуре максимум 70 — 80 °C. Не проявляйте свыше 2 минут. Перед применением лака выньте его из холодильника, по крайней мере, за пять часов, чтобы он постепенно прогрелся до комнатной температуры.
Лак наносится плохо, формируется пористая поверхность Растворитель испаряется слишком быстро при высоких летних температурах Распыляйте лака больше, чем требуется при нормальной комнатной температуре или уменьшите расстояние распыления.
В процессе проявления лак вымывается из не засвеченных участков (обратный клин проявления) Недостаточная или очень быстрая сушка или избыточная концентрация каустической соды в проявителе. Сушите интенсивно в течение 15-20 минут при температуре 70-80 °C после предварительной сушки. Растворяйте максимум 7 гр. каустической соды (NaOH) в одном литре воды для приготовления проявителя.
Остаточная вуаль лака на подложке Пленка лака недостаточно экспонирована Увеличьте время экспонирования.
Линии рисунка или схемы подтравливаются Линии рисунка на оригинал-макете не достаточно плотные и пропускают свет, вызывая нежелательную засветку слоя лака. Рисунок на оригинал-макете должен быть абсолютно непроницаем для света. Если рисунок чертится черными чернилами, то добавьте к черным чернилам небольшое количество желтых чернил. Желтый цвет является дополнительным к синему цвету и в результате смесь чернил непроницаема для ультрафиолета.
Темно-фиолетовые ребра на слое лака Распыляемый раствор сильно насыщен Удвойте время экспонирования. Таким образом, даже темно-фиолетовые ребра могут быть удалены в процессе проявления.
Различные времена экспонирования для разных участков пленки лака Неоднородное покрытие Поместите подложку в горизонтальное положение и распыляйте лак с расстояния 20 см серпантином, начиная с верхнего левого угла. Как только покрытие становится похожим на апельсиновую корку, прекращайте распыление Лак должен распыляться быстро для образования однородного слоя, покрывающего всю поверхность подложки. Тонкая, одноцветная пленка является подходящим фоторезистивным слоем, (ориентировочная толщина слоя определяется по таблице 1).
Большое время экспонирования Оригинал-макет поглощает слишком много УФ — света Используйте прозрачную пленку.
Большое время экспонирования Источник света имеет низкий выход ультрафиолета Используйте кварцевую или ртутную лампу.
Большое время экспонирования Слой лака пересушен Не используйте температуру сушки свыше 70-80 °C.
Большое время экспонирования Толстое прижимное оконное стекло Используйте кварцевое стекло или плексиглаз.
Лак выбрасывается сильной струей из головки для распыления, с большим выходом аэрозольного газа Баллоны при опорожнении сильно наклонены во время распыления Поверните головку для распыления на 180 градусов, затем направьте форсунку вновь на подложку, или закрепите подложку в наклонной позиции, а баллон держите вертикально.
Неоднородный пористый слой лака. Недостаточная сушка Не помещайте пленку лака сразу же в горячий сушильный шкаф, нагретый до 70 °C, не нагревайте сушильный шкаф прежде, чем подложка с пленкой лака помещена внутри. Поместите подложку с лаком в сушильный шкаф, и постепенно поднимайте температуру до 70 °C. Сушите в течение 15 минут.

 

По материалам:

http://www.frast.ru

ATX донор

ATX блок питания — вторая жизнь


 

ATX (Advanced Technology Extended) форм-фактор подавляющего большинства современных (на 2005 — 2009 гг.) персональных настольных компьютеров.

 

Power Supply Unit (PSU) — блок питания

 

 

Цоколевка:

 

 

Блок схема ATX

 

В настоящее время в сети Интернет можно найти много различных статей о ремонте, переделке старых или неисправных блоков питания.

Надо отметить, что существуют несколько основных типов схемных решений этих устройств. Управляющим каскадом устройства является источник дежурного напряжения или просто «дежурка».

Источник дежурного напряжения.

Напряжение +5VSB, вырабатываемое этим источником, поступает на разъём блока питания для материнской платы (фиолетовый провод, 9-й контакт 20-ти контактного разъема ATX). Используется для питания материнской платы, USB (не всегда), а также для питания всей остальной начинки БП.

Существуют различные способы реализации данного узла БП: на дискретных элементах или интегральных микросхемах.

 

Блокинг-генератор

 

Вариант 1

 

Вариант 2

 

 

Вариант 3

 

Вариант 4

 

Вариант 5

 

 

Частота преобразования обычно 70-100кГц. Сам трансформатор «дежурки» согласно требованиям ATX 2 должен пропускать ток +5VSB не менее 2 ампер.

 

Standby трансформатор (10W)

 

Электрическая спецификация:

  • Электрическая прочность — (1 мин. 60Hz с пинов 1-4 на пины 5-10) — 3 kV.
  • Индуктивность первичной обмотки — 2.3 uH.
  • Минимальная резонансная частота — 800 KHz.
  • Индукция рассеяния первичной обмотки (пины 6-
  • 10 закорочены — 130 uHn (Max.)

Материалы:
[1] Core: EE16
[2] Bobbin: BE-16
[3] Magnet Wire: #35 AWG Heavy Nyleze
[4] Triple Insulated Wire: #26 AWG
[5] Magnet wire #30 AWG heavy Nyleze
[6] Tape: 3M 1298 Polyester Film (white) 9.0 mm wide by 2.2 mils thick
[7] Varnish

 

Каскад «дежурки» можно повторно использовать в малогабаритных радиолюбительских конструкциях.

Например можно просто выпилить фрагмент сгоревшей платы, где «дежурка» в рабочем состоянии

 

 

Получается вот такой симпатичный малогабаритный «импульсник» (без переделки 5В 1-2А).

Можно просто переразвести плату в редакторе схем, внести изменения по регулировке тока и напряжения.

 

***

 

Выходной трансформатор и его каскад также может быть использован вторично.

 

Основной силовой трансформатор (200-400вт)

 

Электрическая спецификация:

  • Электрическая прочность (1 мин. 60Hz с пинов 1-7 на пины 10-14)- 3kV.
  • Индуктивность первичной обмотки — 3.0 mH.
  • Минимальная резонансная частота — 0.2 MHz.
  • Индукция рассеяния первичной обмотки (пины 1-2 при закороченных пинах 8,9,10-11, 12,3-4,13-14, измеренная при 100kHz — 8 uHn (Max.)

Материалы:
[1] Core: PC40 EER28L-Z (TOK)
[2] Jinn Bo Bobbins: #JB-0039
[3] Magnet Wire: #26 AWG Heavy Nyleze
[4] Magnet Wire: #30 AWG Heavy Nyleze
[5] Magnet Wire: #20 AWG Heavy Nyleze
[6] Copper ribbon (foil) 0.670″ wide x 0.008″ thick
[7] Tape: 3M 1298 Polyester Film (white) 21.8 mm wide by 2.2 mils thick
[8] Tape: 3M 1298 Polyester Film (white) 15.8 mm wide by 2.2 mils thick
[9] Tape: 3M 44 Margin tape (cream) 3.0 mm wide by 5.5 mils thick

 

 

Например схема малогабаритного мощного блока питания

 

 

Подробная статья и фотошаблон платы.

 

Однако эта схема не имеет защиты от К.З. в нагрузке, но в целом практичное и простое схематичное решение для повторения.

Эта конструкция может быть дополнена схемой регулятора тока, и тогда получится малогабаритное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов.

 

 

Конечно же все работы с такими устройствами требуют от радиолюбителя знания и соблюдения норм техники безопасности при работе с силовыми цепями, имеющими потенциалы опасные для жизни человека.

 


 

По материалам:

www.ROM.by

www.qrz.ru

elwo.ru

www.miliamper.narod.ru

Импульсное 12в зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Несмотря на наличие в магазинах зарядных устройств (ЗУ) для автомобильных аккумуляторов, любители продолжают разрабатывать и изготавливать собственные версии ЗУ, основные преимущества перед серийными у которых — бросовые комплектующие. Схема у этих зарядников обычно состоит из силового трансформатора, диодного моста, и балластного сопротивления. В некоторых случаях в качестве балластного сопротивления используется управляемый выпрямитель на тиристорах, балластная емкость в высоковольтной части схемы, а то и просто активное сопротивление самой обмотки трансформатора. При этом зарядное устройство получается тяжелым (один только трансформатор на 15В*5А=75 Вт весит около двух килограммов) и громоздким.

Импульсные источники питания, по сравнению с классическими трансформаторными, имеют меньшие массу и габариты.

Данное устройство представляет попытку перевести достаточно мощное зарядное устройство (рассчетная мощность — 100 Вт) на современную элементную базу. Со схемотехнической точки зрения зарядное устройство — всего лишь специализированный блок питания. И если в настоящее время все шире нам встречаются импульсные БП, почему бы не быть импульсным ЗУ?

В основу предлагаемого устройства положен инверторный каскад на микросхеме IR2153.


Микросхема разработана и выпускается фирмой International Rectifier ([1]) для использования в недорогих электронных балластах, основных и дежурных БП и зарядных устройствах. Широкому распространению данного семейства микросхем способствуют встроенные генератор по типу NE555 (КР1006ВИ1), встроеные драйверы управления мощными полевыми транзисторами в полумостовой схеме, схема контроля нижнего порога питающего напряжения с гистерезисом, малое количество внешних деталей, низкое собственное потребление

В данном случае к базовой схеме, помимо входных фильтра и выпрямителя, добавлены схемы контроля потребляемого тока и выходного напряжения. Поскольку данная микросхема не умеет регулировать длительность импульса (не имеет ШИМ), регулировка производится снижением напряжения питания микросхемы ниже порогового, до отключения преобразователя. Таким образом, преобразователь работает в релейном режиме, что приводит к большим пульсациям выходных напряжения и тока, но для зарядного устройства, работающего на аккумулятор достаточно большой емкости, это допустимо.

 

 

 

При подаче сетевого напряжения через ограничительный резистор R1 и диодный мост VD1-VD4 заряжается конденсатор C3 до напряжения примерно 310 В. От него через резистор R4 начинает заряжаться конденсатор C4, при напряжении на котором выше напряжения запуска включается микросхема DA1. Начинает работать полумостовой инвертор, появляется высокочастотное переменное напряжение на трансформаторе Т1, выпрямляется диодами, сглаживается фильтром L2-С9 и попадает на выходные клеммы X2, к которым подключена аккумуляторная батарея (на схеме не показана). С увеличением тока в нагрузке соотвественно увеличивается и ток, потребляемый инвертором. В цепи прохождения этого тока находится измерительный резистор R8, при повышении напряжения на котором до примерно 0.7 В открывается транзистор VT1, частично разряжающий конденсатор C4. Инвертор при этом останавливается, и после небольшой задержки запускается снова. Таким образом ограничивается средний максимальный выходной ток.

Ограничение напряжения производится по типовой схеме с иcпользованием микросхемы DA3 TL431: резисторы R10 и R11 образуют измерительный делитель таким образом, чтобы напряжение на выводе ОС управляемого стабилитрона было 2.5В при напряжении на выходе устройства 14.4 В. Передачу управляющего сигнала со вторичных цепей к первичным осуществляется транзисторным оптроном DA2, транзистор которого подключен и работает аналогично транзистору VT1, описанному выше.

Светодиоды VD5 «Ток» и VD7 «Напряжение» предназначены для индикации режима работы. Первый ярко мигает при ограничении выходного тока, второй — при ограничении выходного напряжения. Это крайние режимы, а в промежуточных при зарядке разряженой аккумуляторной батареи наблюдается уменьшение мигания индикатора «Ток», свечение обоих индикаторов с небольшой равной яркостью при напряжении на АКБ около 13 В, и мигании светодиода «Напряжение» по окончании зарядки, что определятся по достижению напряжения на аккумуляторе 14.4 В.

Обидно будет, если при первом включении выйдут из строя относительно дорогие микросхема и транзисторы (но все равно их суммарная стоимость меньше стоимости трансформатора ТН-61, рекомендуемого в [2], например). Для первого включения желателен регулируемый низковольтный (5-15 В) источник питания с ограничением тока на уровне 0.5-1 А, осциллограф, регулируемый источник переменного напряжения (в крайнем случае — ЛАТР с гальванической развязкой).

Нужно замкнуть резистор R4, подключить низковольтный источник ко входу устройства. При плавном увеличении напряжения до 8-9В должен запустится внутренний генератор микросхемы DA1, что можно контролировать по появлению импульсов на ее выходах LO и HO (5 и 7 выводы соотв.). Повышать напряжение выше 15 В на данном этапе недопустимо, поскольку при этом может выйти из строя стабилитрон внутри микросхемы IR2153. На первичной обмотке силового трансформатора T1 должно появиться переменное напряжение в форме меандра с небольшой полочкой посередине (dead time — пауза между открытиями плечей полумоста). Так же необходимо убедиться в появлении небольшого (несколько вольт) напряжения на выходном конденсаторе C9.

Если работа соответствует вышеописаному, можно пробовать включение от сети.

Снимаем перемычку с резистора R4. Подключаем вход устройства к регулируемому источнику переменного напряжения. Плавно подаем напряжение, контролируя потребляемый ток. При входном напряжении 30-50 В на выходе LO должны появится импульсы, меандр на трансформаторе и заниженное выходное напряжение. Теперь повышаем входное напряжение, контролируя вольтметром выходное напряжение — при достижении на выходе 14.4 В должны появится срывы генерации и вспышки светодиода VD7.

Далее увеличиваем ток нагрузки (лучше всего это делать реостатом) и убеждаемся, что при выходном токе около 5 А генерация так же срывается.

Дроссель: два сложеных вместе кольца К24х13х7, МП140, 50 витков Ф0.56х3 (500 мкГн).
Микросхему IR2153 можно заменить на IR2151, IR2155, IR21531, IR2153D, IR21531D (в двух последних случаях не требуется установка диода D6).
Транзистор VT1 — КТ3102, КТ315 с любой буквой.
Транзисторы VT2, VT3 — IRF830, IRFBC40, BUZ91
Резистор R1 желательно использовать проволочный, мощностью не менее 2 Вт. (2 по 2вт в параллель)
Конденсаторы C1, C2, C7, C8 — пленочные (например, типа К73-17) на напряжение не менее 400 В.
Диоды VD1-VD4 — диодная сборка или отдельные диоды на 400 В, 5 А.
Диод VD6 — высоковольтный высокочастотный выпрямительный (400 В, 100 кГц, 1 А).
Диодную сборку VD8 можно заменить на два отдельных высокочастотных выпрямительных диода (100 кГц, 70 В, 10 А), например КД213.
Оптрон 4N32 можно заменить на 4N35 или на отечественный АОТ128.

 

Ссылка

Технология изготовления печатных плат дома. Часть 2

Технология изготовления печатных плат дома. Часть 2

Лужение погружением: сплав Розе.

Если нужно облудить дорожки на ПП, можно воспользоваться паяльником, мягким низкоплавким припоем, спиртоканифольным флюсом и оплеткой коаксиального кабеля. При больших объемах лудят в ванных, наполненных низкотемпературными припоями с добавлением флюсов.

Начнем с материалов.

Нам понадобится сплав Розе. Его можно найти в радиомагазинах, на радиорынке или заказать по Интернету. Покупать много не нужно – расходуется он экономично (50ти граммов сплава Вам хватит надолго).

 

 

 

Еще нужно немного пищевой лимонной кислоты, она будет выступать в качестве обезжиривателя-флюса.

Из инструментов нужен:

 

Кусок нефольгированного текстолита (размером примерно с нашу плату) и резиновый шпатель. Резиновым шпателем мы будем лудить плату.  Шпатель нужно немного подрезать, чтобы он был меньшего размера – так удобней.

 

 

Как нужно лудить печатную плату сплавом Розе.

Наливаем воду в эмалированную или алюминиевую емкость. Дно емкости должно быть плоским. Насыпаем чайную ложку лимонной кислоты. Доводим воду до кипения.

Дальше бросаем небольшой кусочек сплава в воду. Много не нужно – достаточно одной таблэтки  . Ждем, когда он расплавиться.

 

После того как расплавился сплав, бросаем плату. Дорожки платы, под действием лимонной кислоты, станут розовыми и сплав легко к ним пристает. При помощи шпателя нужно «вымазать» сплавом дорожки с обеих сторон платы. Возьмите пинцет или еще что, чтобы было удобней вертеть плату.

Дальше под плату нужно подложить кусок текстолита без фольги и шпателем тщательно «счистить» излишки сплава с дорожек. Без подложки текстолита счищенный сплав будет прилипать на нижний слой (если плата односторонняя подложку можно и не класть).

Вынимаем плату, промываем водой, протираем платочком – готово!

Напоследок – сравнение дорожек «на просвет» до и после лужения.

Видно, что после лужения дорожки стали намного лучше, «дырок» стало меньше.
Улучшилась эстетика платы, паять на ней будет в удовольствие.

 

Из радиолюбительской практики:

  • Берем палочку от старой кисточки для рисования длиной около 30см, желательно лакированую, чтобы не намокала. На конец палочки наматываем бинт, чтобы образовался тампон и закрепляем все это ниткой. Этой палочкой мы будем наносить сплав на плату. Также берем такую-же палочку, только без бинта. Ею мы будем придерживать плату.
  • Берем следующие вещи: лимонную кислоту, глицерин и миску, которую после лужения в ней платы, для приготовления пищи использовать категорически запрещается! Я вот использую миску с небольшим сколом эмали.
  • Идем на кухню. Ставим миску на плиту. Наливаем в миску воды, бросаем сплав, засыпаем щепотку лимонной кислоты и сверху пару капель глицерина. Кладем туда тщательно очищеную от окислов плату. Воду доводим до кипения.
  • В кипящей воде, придерживая плату, набрасываем на нее сплав. Если сплав плохо пристает к плате, значит нужно добавить еще щепотку лимонной кислоты. На этом этапе толщина слоя сплава неважна, главное покрыть им всю плату.
  • Уменьшаем подачу газа до такого состояния, при котором сплав будет кипеть, а вода будет оставаться спокойной, то есть плату будет хорошо видно. Далее уже внимательно наблюдая, смахиваем палочкой лишний сплав с платы. Когда требуемый результат будет достигнут, переходим к пункту 7.
  • Берем плату за край пинцетом, и вертикально достаем ее из воды так, чтобы она плавно прошла через слой глицерина. Остужаем на воздухе, моем и радуемся своим творением. Плата после такого лужения паяется отлично, и выглядит красиво.
  • Воду, в которой лудили, можно использовать несколько раз, но перед каждым разом надо добавлять глицерин и лимонную кислоту, так как все это испаряется. Работать желательно при включеной вытяжке.

Электроплита радиолюбителя


 

 

Химическое лужение

Прежде всего, плату необходимо декапировать, чтобы удалить образовавшийся окисел меди: 2-3 секунды в 5-процентном растворе соляной кислоты с последующей промывкой в проточной воде.

Достаточно просто осуществлять химическое лужение погружением платы в водный раствор, содержащий хлорное олово. Выделение олова на поверхности медного покрытия происходит при погружении в такой раствор соли олова, в котором потенциал меди более электроотрицателен, чем материал покрытия. Изменению потенциала в нужном направлении способствует введение в раствор соли олова комплексообразующей добавки — тиокарбамида (тиомочевины). Такого типа растворы имеют следующий состав (г/л):

1 2 3 4
Двухлористое олово SnCl2*2H2O 5,5 5-8 20 10
Тиокарбамид CS(NH2)2 50 35-50
Серная кислота H2SO4 30-40
Винная кислота C4H6O6 35
Каустическая сода NaOH 6
Молочнокислый натрий 200
Сернокислый алюминий-аммоний (алюмоаммонийные квасцы) 300
Температура, °C 60-70 50-60 18-25 18-25

Среди перечисленных наиболее распространены растворы 1 и 2. Иногда в качестве поверхностно-активного вещества для 1-го раствора предлагается использование моющего средства «Прогресс» в количестве 1 мл/л. Добавление во 2-й раствор 2-3 г/л нитрата висмута приводит к осаждению сплава, содержащего до 1,5% висмута, что улучшает паяемость покрытия (препятствует старению) и многократно увеличивает срок хранения до пайки компонентов у готовой ПП.

Для консервации поверхности применяют аэрозольные распылители на основе флюсующих композиций. Нанесенный на поверхность заготовки лак после высыхания образует прочную гладкую пленку, которая препятствует окислению. Одним из популярных веществ является «SOLDERLAC» фирмы Cramolin. Последующая пайка проводится прямо по обработанной поверхности без дополнительного удаления лака. В особо ответственных случаях пайки лак можно удалить спиртовым раствором.

Искусственные растворы для лужения ухудшаются с течением времени, особенно при контакте с воздухом. Поэтому если у вас большие заказы бывают нечасто, то старайтесь приготовить сразу небольшое количество раствора, достаточное для лужения нужного количества ПП, а остатки раствора храните в закрытой емкости (идеально подходят бутылки типа используемых в фотографии, не пропускающие воздух). Также необходимо защищать раствор от загрязнения, которое может сильно ухудшить качество вещества.

***


Сверловка

Сверление и металлизация отверстий в ПП на заводах производится в первую очередь — перед всеми фотохимическими процессами.

В домашних условиях радиолюбители сверлят платы уже после травления ПП, так как на вытравленных площадках уже есть отцентрованные места.

 

Цанги

 

Электродвигатель ДПМ

Простая ручная радиолюбительская микродрель

 

 

 

 

 


 

По материалам:

IXBT

Форум РадиоКот

BSVi’s homepage

ЧП Ворон

www.GetChip.net

Технология изготовления печатных плат дома. Чаcть 1

Технология изготовления печатных плат дома. Чаcть 1

Прогресс не стоит на месте.  Появление на рынке общедоступной химии для фотолитографии открывает перед нами совсем иные перспективы производства печатных плат без металлизации отверстий в домашних условиях.

***


Основные варианты получения рисунка на фольгированном материале для последующего травления:

  • Фотоспособ (фоторезисты -пленка или лак)
  • Лазерно-утюжная технология (ЛУТ)
  • Печать (переделанным) струйным принтером пигментными чернилами сразу на текстолит
  • Краска или перманентный спиртовый маркер (старый и самый первый способ — рисуется от руки или при помощи линеек рейсфедером)

Необходимо отметить, что изготовление печатных плат (далее ПП) в домашних условиях преимущественно целесообразно для односторонних ПП содержащих, в основном, SMD-элементы. Изготовление двусторонних плат, а тем более многослойных, требует множества ухищрений, знаний и навыков от радиолюбителя, и самое главное дорогое дополнительное оборудование и материалы.

***

Подготовка листового фольгированного материала — обычно текстолит

Для производства ПП используются листовые материалы с нанесенной медной фольгой. Самые распространенные варианты — с толщиной меди 18 и 35 мкм. Чаще всего для производства ПП в домашних условиях используются листовые текстолит (прессованная с клеем ткань в несколько слоев), стеклотекстолит (то же самое, но в качестве клея используются эпоксидные компаунды) и гетинакс (прессованная бумага с клеем). Реже — ситтал и поликор (высокочастотная керамика — в домашних условиях применяется крайне редко), фторопласт (органический пластик). Последний также применяется для изготовления высокочастотных устройств и, имея очень хорошие электротехнические характеристики, может использоваться везде и всюду, но его применение ограничивает высокая цена.

Итак первое что понадобиться это приобрести фольгированный текстолит и подготовить его. Вырезается фрагмент необходимых размеров, который необходимо механически очистить от окислов или грязи («наждачкой») и отмыть. В промышленности обычно ипользуется «пескоструйка».

Прежде всего, необходимо убедиться в том, что заготовка не имеет глубоких царапин, задиров и тронутых коррозией участков. Далее желательно до зеркала отполировать медь. Полируем не особо усердствуя, иначе сотрем и без того тонкий слой меди (35 мкм) или, во всяком случае, добьемся разной толщины меди на поверхности заготовки. А это, в свою очередь, приведет к разной скорости вытравливания: быстрее стравится там, где тоньше. Да и более тонкий проводник на плате — не всегда хорошо. Особенно, если он длинный и по нему будет течь приличный ток. Если медь на заготовке качественная, без грехов, то достаточно обезжирить поверхность.

Лучше всего испльзовать средства современной бытовой химии. Надеваем гигиенические перчатки (тонкие такие, чтобы движениям не мешали). Драим Кометом с тряпочкой — снимает все окислы. Хорошо промываем горячей водой (холодной вообще лучше не пользоваться, в ней хлор, он нам не друг). Драим Пемолюксом, без тряпочки, просто пальцами, смываем. С этого момента руками поверхность не трогаем. На жир фоторезист не ложится. Плата настолько обезжирена после Пемолюкса, что скрепит. Вода с платы не скатывается, пристает к поверхности. На вид должна быть блестящая, светлая.

Сушим феном на самой маленькой температуре, сгоняя воду.

Из радиолюбительской практики:

Одна из самых сложных задач в “фоторезистивной” технологии – равномерно нанести лак-фоторезист на плату. Это легко организовать с помощью ПАВов (поверхностно-активных веществ). Ищем моющее средство после которого вода будет а держаться на меди равномерной пленкой, а не скатываться как с обезжиренной меди. Когда мы брызнем фоторезистом, он будет распределяться равномерной пленкой, как бензин на воде. Для себя такое моющее средство я нашел и это, cif.

Плата готова

 


 

В данной статье рассмотрим способ получения рисунка на фольге с помощью аэрозольного позитивного лака-фоторезиста POSITIV 20.

Можно использовать жидкий или пленочный фоторезист. Пленочный в данной статье рассматривать не будем.  Коротко рассмотрим химию, используемую сегодня для производства ПП.

***

Фоторезист

POSITIV 20 — позитивная светочувствительная эмульсия Назначение:
POSITIV 20 — фоточувствительный лак-аэрозоль. Используется при мелкосерийном изготовлении печатных плат, гравюр на меди, при проведении работ, связанных с переносом изображений на различные материалы.
Свойства:
Высокие экспозиционные характеристики обеспечивают хорошую контрастность переносимых изображений.
Применение:
Применяется в областях, связанных с переносом изображений на стекло, пластики, металлы и пр. при мелкосерийном производстве. Способ применения указан на баллоне.
Характеристики:
Цвет: синий
Плотность: при 20°C 0,87 г/см3
Время высыхания: при 70°C 15 мин.
Расход: 15 л/м2
Максимальная фоточувствительность: 310-440 нм

В инструкции к фоторезисту написано, что хранить его можно при комнатной температуре и он не подвержен старению.  Хранить его нужно в прохладном месте, например, на нижней полке холодильника, где обычно поддерживается температура +2…+6°C. Но ни в коем случае не допускайте отрицательных температур! Если использовать фоторезисты, продаваемые «на розлив» и не имеющие светонепроницаемой упаковки, требуется позаботиться о защите от света. Хранить нужно в полной темноте и температуре +2…+6°C.

Примечание:

Современная стоимость 200мл балончика этого лака весьма высокая, что конечно же сказывается на его популярности повседневного применения в радиолюбительской практике.

жидкий лак фоторезист позитивный  CRAMOLIN

 

Жидкий CRAMOLIN POSITIV — относительно дешево и хватит надолго. Наносится методом полива или краскораспылителем.

***

Просветитель

TRANSPARENT 21 — просвечивающий препарат в аэрозоле Назначение:
Позволяет непосредственно переносить изображения на поверхности, покрытые светочувствительной эмульсией POSITIV 20 или другим фоторезистом.
Свойства:
Придает прозрачность бумаге. Обеспечивает пропускание ультрафиолетовых лучей.
Применение:
Для быстрого переноса контуров рисунков и схем на подложку. Позволяет значительно упростить процесс репродуцирования и сократить временные затраты.
Характеристики:
Цвет: прозрачный
Плотность: при 20°C 0,79 г/см3
Время высыхания: при 20°C 30 мин.
Примечание:
Вместо этого просветлителя можно использовать прозрачное масло или уайт-спирит и т.п.

***

Зачернитель

Спрей KRUSE Density Toner применяется для увеличения оптической плотности тонера лазерных принтеров, при печати на матовых и прозрачных пленках. Оптическая плотность увеличивается при этом приблизительно на единицу, что соответствует снижению прозрачности в десять раз. Это позволяет использовать монохромный принтер в качестве недорогого фотонаборного автомата. Состав наносится на поверхность пленки после печати с помощью пульверизатора и высыхает менее чем за минуту.

Спрей поставляется в аэрозольной упаковке емкостью 400 мл. Этого хватает на обработку приблизительно ста (100) листов формата А4.

 

 

Примечание:

Альтернативное решение — подержать фотошаблон в парах ацетона или дихлорэтана (ватка не должна касаться тонера, выдержка по времени — чтобы не потек тонер, а разбух ). В качестве зачернителя также можно использовать уайт-спирит. Смазать фотошаблон мягкой кисточкой (если распечатан лазерником). Делать это нужно быстро, без повторных прохождений по шаблону. Сушим шаблон в теплом месте около часа и получаем контрастный рисунок.

***


Изготовление качественного фотошаблона

Это самый важный и ответсвенный этап при фотохимическом способе изготовления ПП. Наличие струйного или лазерного принтера позволяет получить высококачественные фотошаблоны — почти заводского качества.

Получаем чертеж будущего фотошаблона из той программы (рассматривать программы не будем: каждый волен выбирать сам — от PCAD до Paintbrush), в которой рисовался фотошаблон. Чем выше разрешение при печати, и чем качественнее пленка/бумага, тем выше будет качество фотошаблона. Рекомендуется не ниже 600 dpi. Если у вас бумага, то она не должна быть сильно плотной. При печати учитываем, что той стороной листа, на которую наносится краска, шаблон будет класться на заготовку ПП. Если сделать иначе, края у проводников ПП будут размытыми, нечеткими. Даем просохнуть краске, если это был струйный принтер.

 

Печатаем лазерным принтером на пленке фомата А4 (для струйного принтера свой тип пленки). Учитывая, что мы используем в рамках данной статьи позитивный фоторезист, — там, где на ПП должна остаться медь, принтер должен рисовать черным. Где не должно быть меди — принтер ничего не должен рисовать. Очень важный момент при печати фотошаблона: требуется установить максимальный полив красителя (в настройках драйвера принтера). Чем более черными будут закрашенные участки, тем больше шансов получить великолепный результат.

Если будете использовать лазерную печать, обязательно сделайте «сухой» прогон листа пленки перед печатью — просто прогоните лист через принтер, имитируя печать, но ничего не печатая. Зачем это нужно? При печати фьюзер (печка) прогреет лист, что неизбежно приведет к его деформации. Как следствие — ошибка в геометрии ПП на выходе. При изготовлении двусторонних ПП это чревато несовпадением слоев со всеми вытекающими… А с помощью «сухого» прогона мы прогреем лист, он деформируется и будет готов к печати шаблона. При печати лист во второй раз пройдет сквозь печку, но деформация при этом будет куда менее значительной.

После печати необходимо «довести до ума» наш фотошаблон на пленке зачернителем  Density Toner,  так как толстые дорожки и полигоны могут иметь полупрозрачные места в тонере после печати.

Бумажный же фотошаблон после печати рекомендуются подержать в духовке чтобы немного оплавился тонер, а лишь потом использовать осветлитель — пропитываем бумагу TRANSPARENT 21, даем просохнуть.

Из радиолюбительской практики:

В качестве носителя фотошаблона я использую кальку. Во-первых, она совершенно прозрачна для ультрафиолета, во-вторых, она прозрачна для видимого света, из-за чего очень удобно совмещать слои в двусторонних платах. Калька – штука очень тонкая. И поэтому принтер любит ее зажевывать. Чтобы этого не происходило, я использую обычную бумагу как подложку для кальки. Загибаем краешек обычной офисной бумаги А4 и мажем в месте сгиба клеящим карандашом, в этот сгиб вставляем кальку.

***


Нанесение фоторезиста на поверхность заготовки

Располагаем плату на горизонтальной или слегка наклоненной поверхности и наносим состав из аэрозольной упаковки с расстояния примерно 20 см. Помним, что важнейший враг при этом — пыль. Каждая частица пыли на поверхности заготовки — источник проблем. Чтобы создать однородное покрытие, распыляем аэрозоль непрерывными зигзагообразными движениями, начиная из верхнего левого угла. Не применяйте аэрозоль в избыточных количествах, так как это вызывает нежелательные подтеки и приводит к образованию неоднородного по толщине покрытия, требующего более длительного времени экспозиции. Летом при высокой температуре окружающей среды может потребоваться повторная обработка, либо необходимо распылять аэрозоль с меньшего расстояния — для уменьшения потерь от испарения. При распылении не наклоняйте баллон сильно — это приводит к повышенному расходу газа-пропеллента и как следствие — аэрозольный баллон прекращает работу, хотя в нем остается еще фоторезист. Если вы получаете неудовлетворительные результаты при аэрозольном нанесении фоторезиста, используйте центрифужное покрытие. В этом случае фоторезист наносится на плату, закрепленную на вращающемся столе с приводом 300-1000 оборотов в минуту. После окончания нанесения покрытия плата не должна подвергаться воздействию сильного света. По цвету покрытия можно приблизительно определить толщину нанесенного слоя:

  • светло-серый синий — 1-3 микрона;
  • темно-серый синий — 3-6 микрон;
  • синий — 6-8 микрон;
  • темно-синий — более 8 микрон.

На меди цвет покрытия может иметь зеленоватый оттенок.

1 микрон = 0,001 мм.

Чем тоньше покрытие на заготовке, тем лучше результат.

Из радиолюбительской практики:

Я всегда наношу фоторезист на центрифуге. В моей центрифуге скорость вращения 500-600 об/мин. Крепление должно быть простым, зажим производится только по торцам заготовки. Закрепляем заготовку, запускаем центрифугу, брызгаем на центр заготовки и наблюдаем, как фоторезист тончайшим слоем растекается по поверхности. Центробежными силами излишки фоторезиста будут сброшены с будущей ПП, поэтому очень рекомендую предусмотреть защитную стенку, чтобы не превратить рабочее место в свинарник. Я использую обыкновенную кастрюлю, в днище которой по центру сделано отверстие. Через это отверстие проходит ось электродвигателя, на которой установлена площадка крепления в виде креста из двух алюминиевых реек, по которым «бегают» уши зажима заготовок. Уши сделаны из алюминиевых уголков, зажимаемых на рейке гайкой типа «барашек». Почему алюминий? Маленькая удельная масса и, как следствие, меньше биения при отклонении центра массы вращения от центра вращения оси центрифуги. Чем точнее отцентрировать заготовку, тем меньше будут биения за счет эксцентриситета массы и тем меньше усилий потребуется для жесткого крепления центрифуги к основанию.

Радиолюбительский вариант центрифуги из вентилятора от компьютера — очень практично

1. Вентилятор на 220в с обкусаными лопастями, чтоб не засасывало брызги;
2. У корпуса вентилятора где-то на 8 мм обрезан по кругу бортик;
3. Привинчен кусок жести 135х135 мм;
4. По диагонали припаяны пружинки для растяжки и центровки платы, также плата приподнята на 5-8 мм за счёт толщины пружинок, т.е. удобно для нанесения на обе стороны. В плате 4 технологических отверстия для пружинок (единственное неудобство);

Фоторезист нанесен. Даем ему просохнуть в течение 15-20 минут, переворачиваем заготовку, наносим слой на вторую сторону. Даем еще 15-20 минут на сушку.

Не забываем о том, что попадание прямого солнечного света и пальцев на рабочие стороны заготовки недопустимы!

Дубление фоторезиста на поверхности заготовки

Помещаем заготовку в духовку, плавно доводим температуру до 60-70°C. При этой температуре выдерживаем 20-40 минут. Важно, чтобы поверхностей заготовки ничто не касалось — допустимы только касания торцов.

Печь с досточно точным регулятором температуры (+/-1С)

Примечание:

Для повышения защитных свойств жидкого фоторезиста после экспонирования и проявления проводят его термическое дубление. Для этой цели используют шкафы с электрокалорифером. При температуре нагрева камеры до 150 0 С цикл дубления длится 4-4,5 ч. Более эффективным является применение установок дубления фоторезиста в расплаве солей.

 

***


Фотоэкспонирование (УФ-засветка)

Время, требуемое для экспонирования, зависит от толщины слоя фоторезиста и интенсивности источника света. Лак-фоторезист POSITIV 20 чувствителен к ультрафиолетовым лучам, максимум чувствительности приходится на участок с длиной волны 360-410 нм.

Прижимаем фотошаблон напечатанной стороной к фоторезисту

 

Лучше всего экспонировать под лампами, диапазон излучения которых находится в ультрафиолетовой области спектра, но если такой лампы у вас нет — можно использовать и обычные мощные лампы накаливания, увеличив время экспозиции. Не начинайте засветку до момента стабилизации освещения от источника — необходимо, чтобы лампа прогрелась в течение 2-3 минут. Время экспозиции зависит от толщины покрытия и обычно составляет 60-120 секунд при расположении источника света на расстоянии 25-30 см. Используемые пластины стекла могут поглощать до 65% ультрафиолета, поэтому в таких случаях необходимо увеличивать время экспозиции. Лучшие результаты достигаются при использовании прозрачных плексигласовых пластин. При применении фоторезиста с длительным сроком хранения время экспонирования может потребоваться увеличить вдвое — помните: фоторезисты подвержены старению!

Примеры использования различных источников света:

Источник света Время Расстояние Примечание
ртутная лампа Philips HPR125 3 мин. 30 см покрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
ртутная лампа 1000W 1,5 мин. 50 см покрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
ртутная лампа 500W 2,5 мин. 50 см покрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
кварцевая лампа 300W 3-4 мин. 30 см покрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
солнечный свет 5-10 мин. лето, в полдень, безоблачно покрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
лампы Osram-Vitalux 300W 4-8 мин. 40 см покрытие из кварцевого стекла толщиной 8 мм


Лампы УФ-излучения

Каждую сторону экспонируем по очереди, после экспозиции даем выстояться заготовке 20-30 минут в затемненном месте. Это позволяет завершиться фотохимическим реакциям в слое фоторезиста после УФ-облучения.  Затем снова помещаем (соблюдайте темноту!) в печь для дубления. Термообработка после экспонирования сильно разносит границы стойкости засвеченного и незасвеченного лака к химическим реактивам проявителя. Разница в реакции между засвеченым и незасвечеными зонами станет 10 -15 минут!!! Дубление лака — обязательный процесс. Заключается в прогреве платы до +120С, в течении 10 -15 минут.

УФ светоустановки радиолюбителей

 

 

Подбор УФ-ламп

Подбор времени экспозиции осуществляется вручную 1, 2, 3..5..10…30мин, на маленьких кусочках ПП.

***


Проявитель фоторезиста

Существует много различных растворов для проявления фоторезиста.

Из инструкции POSITIV20

Проявка
Проявка уже экспонированных плат может производиться при рассеянном дневном свете. Приготовление проявителя: добавьте 8 грамм каустической соды (NaOH) к одному литру холодной воды. Для правильно экспонированных поверхностей на слоях фоторезиста 4-6 микрон время проявки в свежем растворе составляет, обычно 30-60 сек и не превышает 2-х минут. Температура раствора должна быть в пределах 20-25°С. Если экспонирование было избыточным, либо чернила, которыми был выполнен рисунок, не были непрозрачными, — изображение токопроводящих дорожек появится на некоторое время, но будет, в конечном счете, удалено проявителем.

 

Из радиолюбительской практики:

Советуют проявлять с помощью раствора «жидкое стекло» ( обычный канцелярский клей ). Его химический состав: Na2SiO3*5H2O. Это вещество обладает огромным числом достоинств. Наиболее важным является то, что в нем очень трудно передержать ПП — вы можете оставить ПП на не фиксированное точно время. Раствор почти не изменяет своих свойств при перепадах температуры (нет риска распада при увеличении температуры), также имеет очень большой срок хранения — его концентрация остается постоянной не менее пары лет. Отсутствие проблемы передержки в растворе позволит увеличить его концентрацию для уменьшения времени проявления ПП. Рекомендуют смешивать 1 часть концентрата с 180 частями воды (чуть более 1,7 г силиката в 200 мл воды), но возможно сделать более концентрированную смесь, чтобы изображение проявлялось примерно за 5 секунд без риска разрушения поверхности при передержке. При невозможности приобретения силиката натрия используйте углекислый натрий (Na2СO3) или углекислый калий (K2СO3).

 

Купить клей «натриевое жидкое стекло» можно в магазинах стройматериалов

Проявка силикатным  клеем актуальна для пленочных ФР.


Также рекомендуют бытовое средство для прочистки сантехники — «Крот».

Проявитель готовится очень просто. Берем 400мл воды и 30мл “крота”. Для удобства я даже сделал такую вот мерную бутылочку. Воду наливаю по метке, 400мл, а потом добавляю 6 штук 5мл шприцов “крота”.

Проявка «КРОТОМ» актуальна для жидких ФР.

 

Поцесс проявки фоторезистивного слоя

 

 

Резултаты проявки — слева неверная засветка


Примечание:

В процессе проявки фоторезиста, следует периодически, кисточкой, смазаывать поверхность медной фольги слабым раствором хлорного железа, чтобы было видно качество проявки. При правлиьной экспозиции — проявка не более 2минут.


***


Повторное дубление фоторезиста

Помещаем заготовку в духовку, плавно поднимаем температуру и при температуре 60-100°C выдерживаем 60-120 минут — рисунок становится прочным и твердым.

Травление

Травление (растворение) медных и латунных поверхностей рекомендуется производить в растворе треххлорного железа (400 гр. / литр). Требуемое на процедуру время составляет от 30 до 60 минут. Облегчить процесс травления меди поможет подогрев раствора до 40°С и его помешивание (потряхивание ванночки). После окончания травления необходимо тщательнейшим образом промыть изделия под струей проточной воды!

 

Радиолюбительская технология травления


Лучший способ травления ПП в вертикальных кюветах с микропузырьковым компрессором воздуха. Еще лучше использовать эжекторный насос. Обычно радиолюбители вырезают и склеивают кювету из оргстекла, пластика или оконного стекла.

Оконное стекло склеивается силиконовым клеем для бассейнов — продается в строительных магазинах. Можно просто купить в аквариумном магазине емкость 10-12л и там же воздушный компрессор.

 


 

Вытравленная плата

 

 

Удаление оставшегося лака:

После травления платы необходимо удалить остатки светочувствительного лака с поверхности. Сделать это можно с помощью ацетона при комнатной температуре. Еще лучше удалять остаток ФР, после травления, неразведенным средством «Крот» .

Производитель рекомендует после удаления остатков лака покрыть плату слоем флюса Flux SK10, если после обработки плата не сразу поступает в производство. Флюс Flux SK10 защищает проводники печатной платы от окисления и в то же время служит высокоэффективным флюсом для последующей пайки.

 

Вместо FLUX SK10 можно использовать спиртовый  раствор канифоли

 

После окончания производственного процесса рекомендуется покрыть печатную плату изделия слоем лака PLASTIK 70 для защиты от пыли и влажности окружающей среды.

 

***



Продолжение следует….

 

По материалам:

IXBT

Форум РадиоКот

BSVi’s homepage

ЧП Ворон