Jak poprawić jakość PCB metodą fotochemiczną w domowych warunkach?

Witam serdecznie,
od bardzo długiego czasu próbuję opracować w domu metodę wytwarzania pcb. Cały czas mam problemy zarówno z termotransferem jak i metodą fotochemiczną. Termotransferu zaniechałem, gdyż nie lubię naprawiać ścieżek na płytce i zbyt wiele razy toner odszedł mi od laminatu przy odrywaniu papieru. Metoda fotochemiczna natomiast kosztowała mnie już sporo czasu, nerwów i pieniędzy. Zbudowałem już drugą naświetlarkę a w zanadrzu mam jeszcze halogen 500 W. Posiadam również własną wytrawiarkę, wprawdzie nie jest sterowana mikroprocesorem, ale potrafi podgrzać kwas i jest zaopatrzona w system napowietrzający.
Mój problem polega na tym, że nie jestem zadowolony z efektów metody fotochemicznej. Wykonałem dużo płytek tą metodą, ale na uczelni gdzie emulsję naświetla się domowym solarium, wywołuje w krecie i wytrawia w garnku na kuchence. W taki sposób wychodzą elegancko ścieżki 10 milsów i odstępy również 10 milsów. Dzisiaj próbowałem dobrać doświadczalnie czas naświetlania i jestem rozczarowany. Poniższe zdjęcie przedstawia płytkę z testów.

Moja druga naświetlarka którą naświetlałem tę płytkę zbudowana jest na bazie ośmiu lamp uv każda po 9W, pochodzą one z lamp do paznokci. Żarówki zawieszone są na wysokości ok 18 cm nad laminatem. Mozaikę ścieżek wydrukowałem na kalce technicznej, wydruk niestety jakością nie powala ale jest dobrze zaczerniony i widoczne są wszelkie odstępy. Do dociskania wydruku używam plexi przeźroczystej dokręcanej śrubami dla lepszego efektu. Emulsję wywołuję w roztworze Kreta do przeczyszczania rur. Temperatura kwasu w trakcie wytrawiania nie przekracza 45 stopni.
Będę bardzo wdzięczny za porady, które mogą pomóc w poprawieniu wyników.

brzydal91 napisał:

Termotransferu zaniechałem, gdyż nie lubię naprawiać ścieżek na płytce i zbyt wiele razy toner odszedł mi od laminatu przy odrywaniu papieru.

Jeśli toner odchodził od płytki to najprawdopodobniej coś nie tak robiłeś, np. brudna płytka, za słabo/mocno nagrzewałeś, kiepska jakość wydruku, kiepski papier, przy odrywaniu za słabo namoczyłeś płytkę.

Metodę termotransferową porzuciłem już dawno. Chciałbym teraz dopracować metodą fotochemiczną.

Ja do swoich płytek używam emulsji światłoczułej Kontakt. Kliszę wykonuję drukując na drukarce laserowej na bezbarwnej folii do drukarek laserowych (do nabycia w sklepach papierniczych). Do naświetlania stosuję domową lampę do opalania UV (kupiłem tanio używaną na Allegro). Trawię płytki w chlorku żelazowym (z przyzwyczajenia zawsze tak trawiłem choć bardzo brudzi). Efekt profesjonalny precyzyjny i bez podtrawień. Ważna jest czystość (nie dotykać palcami) dobre oczyszczenie laminatu np wata stalowa.

W domowych warunkach najsłabszym elementem jest "szablon". Profesjonalnie używa się specjalnych kliszy wysokokontrastowych które całkowicie różnią się od zwykłych klisz fotograficznych - pozwalają zaczernić wymagane miejsca praktycznie w 100%. Prawdopodobnie można zlecić naświetlenie i wywołanie takiej kliszy w zakładach poligraficznych - oprócz samej kliszy potrzebna jest fotonaświetlarka. Przy takiej kliszy czasy naświetlania emulsji są mało krytyczne. W przypadku wydruków laserowych lepiej użyć zwykły papier biały, a nie folie, ustawić jak najlepsze zaczernienie i zastosować preparat Transparent.
Najlepsza naświetlarka to wersja z dociskiem podciśnieniowym i oknem z folii dobrze przepuszczającej UV (warto przetestować!). Trzeba zbudować szczelną skrzynię z wbudowanym wlotem dla rury odkurzacza (wystarcza niewielkie podciśnienie wewnątrz). Pod wpływem różnicy ciśnienia folia idealnie dociśnie rysunek do płytki - oczywiście ma to być lustrzane odbicie skierowane tonerem do płytki. Jak ktoś jest zainteresowany to mogę zrobić fotki skrzyni.
Ze względu na jakość domowej "kliszy" najlepiej użyć klasycznej, punktowej lampy do opalania ustawionej dość daleko - co najmniej 30...40cm (zależy również od wielkości płytki). Siła naświetlania maleje z kwadratem odległości. Aby zmniejszyć wpływ czasu rozgrzewania lampy włączałem ją, a po kilkunastu minutach odsłaniałem płytkę.
Uwaga na oczy przy pracy z UV!

Przepraszam ale nie wywołuje sie w krecie tylko w szkle wodnym. Kret służy do usuwania pozostałości nienaświetlonej foli po trawieniu. Ja do naświetlania używam diody uv 1W a drukuje atramentówką na foli transparentnej. Pozdrawiam

Dziś robiłem kolejne testy. Jest lepiej, a wszystko to za sprawą zmiany źródła światła. Postanowiłem, że przetestuję inne rozwiązanie otóż postawiłem halogen 500W na półce i naświetlałem laminat przez kalkę techniczną. Wyniki przedstawiam na poniższym zdjęciu.

Nie zmieniałem projektu płytki i tak 55 to 15 minut naświetlania i potem co minutę w dół. Wg mnie najlepiej prezentuje się fragment naświetlany 14 minut. Robiłem jeszcze jeden test gdzie zaprojektowałem długie ścieżki 10, 14, 16 i 20 mils po trzy dla każdej grubości i w odstępach równych 5, 10 i 15 mils. Do projektu dodałem przeróżne obudowy smd oraz tht. Naświetlałem z odległości ok 55 cm i tym razem do docisku użyłem szyby z antyramy (1,6 mm grubości), czas naświetlania to 14 minut. Efekt był zdecydowanie lepszy niż w przypadku lamp uv w naświetlarce niestety teraz chyba jedyną słabą stroną całego procesu jest wydruk szablonu. Moja drukarka laserowa drukuje z maksymalną rozdzielczością 1200 x 600 dpi. Na folii odstępy 5 mils są widoczne i dało by się je naświetlić niestety drukarka nie zaczernia dobrze ścieżek itd. Próbowałem oparów Nitro niestety wtedy pady od obudów smd zlewały się ze sobą. Moja drukarka to Samsung ml1860 która niby może drukować na folii ale kiepsko jej to wychodzi. Drukując na kalce technicznej otrzymuję dobre zaczernienie niestety odstępy 5 milsów są prawie niewidoczne a 10 milsów miejscami się zlewają. Nie oczekuję cudów, ale z doświadczenia wiem że odstęp 10 milsów czasem by się przydał i fajnie by było gdyby wychodził a już na pewno muszą bez zarzutu wychodzić obudowy. Być może problemem też jest zamiennik zamiast oryginalnego toneru... Dręczy mnie to wszystko, bo kolega z roku opanował metodę fotochemiczną tak że wychodzą mu ścieżki 6 mils i odstępy 4 mils, nie wszystkie ale jednak. Mozaikę drukuje też na Samsungu ale starszym bo ml1660 i wydruki wychodzą mu super zaczernione nawet na zamienniku. Czy myślicie, że odstępy mogą lepiej wychodzić na drukarce atramentowej, która drukuje w rozdzielczości 2400 x 1200? Efekt może być uzależniony od tego czy naświetlam przez folię czy przez kalkę?

Zaczernienie jest kluczowe, ale ideał osiąga się tylko na kliszach wysokokontrastowych. Przy małych rozmiarach ścieżek kluczowy jest również docisk wydruku lub kliszy do PCB. Dodatkowo pogarsza sprawę fakt że przechodząc przez papier światło ulega rozproszeniu i biegnie pod różnymi kątami wzmacniając niedoskonałości wydruku. Folie natomiast "łapią" mniej tonera. Naprawdę warto zrobić sobie skrzynkę z dociskiem podciśnieniowym - żadne inne rozwiązanie nie zapewni prawidłowego docisku na całej powierzchni, a szczególnie dla większych płytek. Dlatego potem są lepsze i gorsze miejsca na PCB. Miałem kiedyś ćwiczenia z wykonywania PCB - żadnych zaawansowanych technologii: porządna klisza, płytka wyszorowana domowym proszkiem do szorowania, kropelka emulsji rozprowadzona na płytce przy użyciu prymitywnej wirówki, prosta kaseta z dociskiem podciśnieniowym przez folię i z zamontowanymi świetlówkami UV, standardowe wywołanie i trawienie - efekt końcowy perfekcyjny. Podobną kasetę, bez większego trudu wykonałem w domu z wstępnie przyciętych u stolarza sklejek i listewek w dwa dni.
Drugim kluczowym elementem w przypadku używania wydruków laserowych jest czas naświetlania - trzeba "wstrzelić się" w optimum, czyli minimum czasu niezbędne dla powierzchni odsłoniętych tak by nie zostawały "śmieci". Niestety jest on zależny od grubości warstwy emulsji, przepuszczalności papieru itd.

Najlepsze efekty uzyskuje się folią Dry Film opisywaną kilka razy na elektrodzie i dostępną na znanym portalu aukycyjnym.

Naświetlanie zwykłą żarówką halogenową (bez filtra UV) , dawno porzuciłem termotransfer a nakładanie positiva nigdy nie wychodziło poprawnie.