Введение.

Современное производство электронного оборудования невообразимо без использования печатных плат, в производстве которых методика, использующая фотолаки является одной из основных. Это в равной степени относится и к индустриальному производству и к штучному изготовлению прототипов плат или небольших серий, ежедневно разрабатываемых и изготовляемых для электронной промышленности. Для этих целей и было важно разработать фотолак, отвечающий следующим требованиям:

• простота использования;
• всегда готовый к использованию;
• легко-удаляемый и при этом устойчивый к травильным кислотам;
• высокие экспозиционные свойства;
• невысокие затраты при производстве

Всем перечисленным качествам в полной мере соответствует продукт KONТAKT CHEMIE лак-фоторезист POSITIV 20.

Забудьте про все проблемы, с которыми вы сталкивались раньше при изготовлении печатных плат. Использование средства Positiv 20 в производстве плат упрощает процесс их изготовления до уровня детской игры. С Positiv 20 экспозиция изображения производится с позитива напрямую без промежуточного изготовления негативных отображений, и после проявки вы получаете качественное контрастное изображение дорожек, дающее все преимущества совершенства копии. Независимо от размера или формата вы можете покрывать материалы самостоятельно свето-чувствительным фотолаком фоторезистом. Сама процедура несложна, практична и относительно недорога при подготовке штучных или мелкосерийных изделий. Аэрозольной упаковки 200 мл - обычно достаточно для покрытия 4 м² (43 кв.фута) медного покрытия. Из упаковки меньшего объема - 75 мл можно обработать приблизительно 2 м² метра (21 кв.фута).

Следующие ниже пункты памятки позволят техникам-специалистам и любителям изготовить печатные платы без предшествующего опыта.

1. Предварительная обработка - очистка поверхности.

Поверхность, на которую будет наноситься фоторезист должна быть абсолютно чистой. Применяйте для обезжиривания только качественные моющие средства. Протирайте медное покрытие тряпкой смоченной моющим составом. После обработки составами типа VIM, ATA или подобных медь приобретает яркий цвет, удаляются все окислы и загрязнения. После обработки моющим составом промойте плату в большом количестве воды для удаления любых остатков и абразивных включений. Качество обработки можно проверить направив на поверхность воду из крана - капли влаги не должны задерживаться на чистой поверхности. После обработки, не допускайте контакта поверхности с любыми другими растворителями (типа Ацетон, спирт). После промывания пластины необходимо сушить между листами гигроскопичной бумаги, принимая во внимание особую осторожность при обращении с платами во избежание оставления отпечатков пальцев на очищенной поверхности. Перед нанесением фотолака, поверхность должна быть абсолютно чистой и сухой. Фотолак нужно наносить сразу после очистки поверхности, с тем чтобы исключить появление оксидной пленки.

2. Применение.

Для применения фоторезиста Positiv 20 нет необходимости в темной комнате, так как в жидком состоянии фоторезист малочуствителен к свету, но работы должны проводиться при рассеяном свете, исключая возможность прямого попадания на поверхность солнечных лучей или близкого расположения с местом проведения работ источников яркой освещенности. Также, очень важно, чтобы в помещеннии где производятся работы не было движения воздуха (сквозняки и пр.) и работа велась в свободной от пыли атмосфере. Содержимое баллонов - фоторезист должен применяться при комнатной температуре, так что из места хранения (+8-12⁰С) его необходимо доставать за 4-5 часов до применения.

Расположите плату на горизонтальной или слегка наклоненной поверхности и наносите состав из аэрозольной упаковки с расстояния примерно 20 см. Чтобы создать однородное покрытие, распыляйте аэрозоль непрерывными зигзагообразными движениям начиная из верхнего левого угла. Не применяйте аэрозоль в избыточных количествах так как это приводит к образованию нежелательных подтеков и образованию неоднородного по толщине покрытия, требующих более длительного времени экспозиции (см. пункт 5). Летом при высокой температуре окружающей среды может потребоваться повторная обработка, либо распыляйте аэрозоль с меньшего расстояния, для уменьшения потерь от испарения. При распылении не наклоняйте баллон сильно - это приводит к повышенному расходу газа-пропелента и как следствие аэрозольный балон прекращает работу хотя в нем остается еще фоторезист. В случае, если вы получаете неудовлетворительные результаты при аэрозольном нанесении фоторезиста - используйте центрифужное покрытие. В этом случае фоторезист наносится на платы закрепленные на вращающихся столах с приводом 90-100 оборотов в минуту. После окончания нанесения покрытия, платы не должны более подвергаться воздействию света.

По цвету покрытия можно приблизительно определить толщину полученного слоя.:

светло серый - синий 1 - 3 микрона

темно-серый - синий 3 - 6 микрон

синий 6 - 8 микрон

темно-синий более чем 8 микрон

На меди цвет покрытия может иметь зеленоватый оттенок.

3. Сушка

После распыления состава, платы должны быть немедленно перенесены для сушки в темное место. Сушка производится для выпаривания из покрытия элементов растворителя. Степень светочуствительности покрытия растет в процессе просыхания. При отсутствии сушильного оборудования, платы покрытые лаком-фоторезистом могут быть просушены при комнатной температуре, по крайней мере в течении 24 часов. Ускорить сушку можно в сушильном шкафу или печи, управляемой термостатом. Если для сушки вы предполагаете использовать, например, электрогриль, удостовертесь в затемнении места сушки а также нагревательного элемента. Медленно поднимайте температуру сушки от температуры предварительного прогрева максимум до 70⁰C и сушите при этой температуре в течении 20 минут.

Предостережение : Производство сушки при температурах выше 70⁰C может привести к повреждению плат

Запас высушенных плат до нанесения русунка должен хранится в темном и прохладном месте.

4. Оригинал-макет.

Оригинал изображения для переноса должен быть подготовлен наиболее тщательным образом. В противном случае все недостатки отразятся на качестве копии. Для рисования изображений печатных плат используйте тушь и прозрачную бумагу/пленку с плотностью 90 гр/м². Чтобы провести перенос изображения с высоким качеством сам рисунок должен быть полностью непроницаем для света, и иметь основу - материал с высокой прозрачностью без изгибов и складок и имеющий способность плотно ложиться на плату с тем, чтобы исключить вероятность боковых засветок. Лучшие оригиналы рисунков печатных плат могут быть подготовлены только на специальной прозрачной пленке. Пленка должна допускать проникновение ультрафиолетовых лучей (ни в коем случае не должна иметь желтого оттенка). Рекомендуется при наличии особенно мелких деталей - рисунок узких и близко-расположенных дорожек располагать пленку рисунком к плате. Это позволит свести до минимума эффект от бокового освещения, уменьшить потери в толщине экспонируемых дорожек достигающие порой до двойной толщины основы рисунка и получить ровный, «контрастный» край даже на самой узкой дорожке. Рисунок, выполняемый тушью рекомендуется наносить на абсолютно сухую основу для исключения подтеков и уменьшения контрастности. Для получения лучшего результата можно добавить в тушь немного желтого цвета, препятствующего проникновению UV-лучей.

Некоторые каталоги издают рисунки печатных плат в масштабе 1:1. Посредством аэрозоля-транспарента с маркой TRANSPARENT 21, разработанного KONTAKT-CHEMIE, вы можете делать такие схемы, прозрачными для света и проницаемыми для ультрафиолета. Таким образом становится возможным прямое копирование рисунков плат прямо с каталожных страниц на поверхности обработанные составом POSITIV 20. TRANSPARENT 21 избавит вас от утомительной работы по перекопированию схем.

5. Экспонирование (засветка).

Время, требуемое для экспонирования зависит, и от толщины покрытия и интенсивности источника света. Лак-фоторезист Positiv 20 чувствителен к ультрафиолетовым лучам, поэтому для экспонирования можете использовать, например ртутную лампу Philips HPR 125W или кварцевые лампы мощностью 300W. Наилучшие результаты достигаются при ультрафиолетовом излучении с длиной волны 360-410nm. У обычных ламп имеется недостаток - некоторая доля составляющей синего цвета в излучении, хотя, из опыта достаточно удовлетворительные результаты были получены при использовании в качестве источника света обыкновенной лампы мощностью 200W с экспонированием с расстояния 12см. Не начинайте засветку до момента получения стабильности источника освещения. Необходимо чтобы лампа прогрелась в течении 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 во время экспозиции пластины стекла могут поглощать до 65% ультрафиолета. Поэтому, в таких случаях необходимо увеличивать время экспозиции. Лучшие результаты достигаются при использовании плексигласовых пластин. При использовании для нанесения светочувствительного слоя фоторезиста с длительным сроком хранения, время экспонирования может быть увеличено вдвое.

Примеры использования различных источников света:

6. Проявка.

Проявка уже экспонированных плат может производится при рассеяном дневном свете.

Приготовление проявителя: добавьте 7 грамм каустической соды (NaOH) к одному литру холодной воды. Каустическая сода обычно доступна в любом магазине химикатов. Важно соблюсти правильную концентрацию раствора, поэтому необходимо взвесить каустическую соду точно. Поместите плату с экспонированным рисунком в контейнер проявитель. Для получения лучших результатов слегка активируйте движение раствора в емкости доступным способом. Для правильно экспонированных поверхностей на слоях фоторезиста 4-6 микрон время проявки в свежем растворе составляет обычно 30-60 сек и максимально не превышает 2-х минут. Температура раствора должна быть в пределах 20-25⁰С. Не держите плату в растворе время более, чем достаточное для проявления. В этом случае раствор начнет действовать и на участки не предназначенные для травления (не экспонированные участки). Обычно проявленные участки в последствии будут подвергнуты травлению. В случае 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.

Предостережение: После извлечения плат из раствора тщательно промойте их в проточной холодной воде, чтобы остановить химическую реакцию. Также тщательно мойте ваши руки после работы с раствором каустической соды.

7. Травление

Лак-фоторезист Positiv 20 устойчив к кислотным растворам, содержащим трехвалентный хлорид железа - Fe₃Cl, персульфат аммония-(NH₄)₂S₂O₈, соляной и фтористоводородной кислоте. Последние две используются для травления на стекле, использующих обычные методы изготовления.

Для травления медных плат рекомендуется раствор хлорида железа при рабочей температуре приблизительно 45⁰C и концентрации 35-40% в течении 30-60 мин. Для ускорения травления слегка перемешивайте раствор.

Для проведения быстрого травления широкое распространение получила практика применения смеси следующего состава:

• 200 мл соляной кислоты (HCl - 35%)
• 30 мл гидрогеноксида (H₂O₂ - 30%)
• 770 мл воды (H₂O)

Время травления примерно 10 мин. Регенерация раствора при увеличивающемся времени травления последующих плат производится добавлением гидрогеноксида Эта смесь имеет острый запах и имеет легкие испарения. Поэтому работа с ней производится с большой осторожностью. Избегайте попадания на кожу, но если это произошло, место попадания необходимо немедленно тщательно промыть. При работе с раствором используйте защитные очки и средства защиты одежды.

Травление персульфатом аммония (NH₄)₂S₂O_8. Белый кристаллический порошок растворяется в воде в соотношении: 35г персульфата на 65мл воды. Травление идет приблизительно 10 мин, в зависимости от толщины слоя меди. Применять раствор нагретый до 40^ОC.

После окончания травления промойте платы мыльным раствором Раствор должен храниться в светонепроницаемых емкостях и укупорен пробками, позволяющими осуществлять стравливание газа образующегося при разложении гидрогеноксида и образующего избыточное давление.

8. Окончательная чистка.

После проведения травления и промывки плат необходимо провести окончательнуя очистку остатков слоев фоторезиста. Это допускается делать любыми органическими растворителями, например Ацетон. После проведения чистки, для эффективной защиты поверхности от образования окислов и упрощения процесса пайки мы рекомендуем обработать плату продуктом KONTAKT CHEMIE разработанным специально для этого средством - FLUX SK 10.

9. Хранение.

Лак-Фоторезист Positiv 20 может храниться в течении одного года в прохладном месте (+8-12^ОC). Не подвергайте фоторезист заморозке в морозильных камерах. POSITIV 20 может использоваться не только в производстве печатных плат, но и гальванопластике, а также везде, где требуется точное перенесение изображений на любые поверхности.

10. Другие продукты.

После проведения паяльных работ на изготовленных вами платах для защиты их от воздействия окружающей среды (попадание влаги между дорожками, насекомые и т.п.) рекомендуем провести защитную обработку средством PLASTIK SPRAY 70. Аэрозоль Plastik 70 является лаком на основе акриловой резины, образующим после распыления на поверхности плат прозрачное покрытие пленку с высокими диэлектрическим свойствами и высокой сопротивляемостью к агрессивной среде. Немаловажно то, что защитная пленка этого типа позволяет проводить последующую пайку металлических поверхностей.

12.Торговые марки, права.

Все аэрозольные средства, перечисленные в этой инструкции являются продуктами KONTAKT CHEMIE - Европейского лидера по производству аэрозольных химических препаратов высочайшего качества для нужд электроники. KONTAKT CHEMIE является зарегистрированной торговой маркой KONTAKT GmbH, 1986 входящего в концерн CRC Industruies.

Торговым партнером CRC Industries Europe n.v. с дистрибуторскими правами по распространению и поддержке продуктов KONTAKT CHEMIE является фирма ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ, Москва