Prototipagem de PCBs com placas de cobre pré-sensibilizadas

Atualmente, estou trabalhando na minha primeira prototipagem de PCB usando uma placa de PCB pré-sensibilizada, adquirida da Maplins UK . No entanto, estou tendo problemas terríveis para expor e desenvolver o quadro, mas isso nunca parece dar certo. Ainda nem cheguei ao estágio de gravação porque não estou feliz com os resultados em desenvolvimento pré-sensibilizados. Estou procurando dicas e truques gerais e como seguir o 'caminho' certo para o sucesso - parece que estou piorando por algum motivo! ;-)

Estou usando folhas de transparência para jato de tinta com o tom mais escuro aplicado à máscara e, depois de perceber que você pode ver a luz através das áreas impressas na máscara, decidi dobrar e vendi duas transparências idênticas alinhadas umas sobre as outras. Você pode segurá-lo contra a luz e ainda ver uma espécie de brilho roxo opaco, mas é principalmente opaco. Eu reconheço que isso pode ser uma das causas dos meus problemas!

Comecei usando uma lâmpada normal de 100 watts, com pouco sucesso; as exposições pareciam levar 40 minutos e mais para ter algum efeito e ficavam muito quentes. Eu costumava segurar a máscara na placa usando vidro, mas depois de perceber que os blocos de vidro emitiam muita luz UV, decidi mudar para uma folha de acrílico transparente.

Encontrei um esterilizador UV portátil barato, que na verdade alega emitir luz UV-C; Sei que o UV-A é o tipo necessário para expor o quadro o máximo que posso descobrir, mas parece ter um efeito muito mais rápido, vejo um efeito mesmo após apenas dois minutos de exposição. O manual afirma que ele usa uma "lâmpada UV germicida de longa duração de 4 watts" e sim, não é o que você chamaria de brilhante. A exposição mais longa que fiz até agora é de cerca de seis minutos e ainda vi o mesmo problema (veja abaixo).

Segundo o site, as placas são supostamente desenvolvidas usando uma solução de soda cáustica.

Em todas as minhas tentativas, estou vendo o padrão do circuito aparecer, mas o cobre desenvolvido a ser gravado acaba nem tão brilhante quanto eu esperaria - espero que a camada fotorresistente se dissipe completamente, resultando em cobre brilhante exposto, passando por muitos desses sites de referência de gravação de PCB na Internet. Em vez disso, acabo com graus variados de áreas aleatórias de cobre brilhante, mas principalmente cobre opaco (fotorresiste parcialmente dissolvido), e outras áreas completam a camada fotorresistente azulada e esverdeada. Ainda não tentei gravar, mas não é difícil ver por que espero que uma placa tão mal exposta e desenvolvida também tenha uma gravação ruim. Não consigo imaginar que as áreas de “cobre quase opaco” gravem, dado que o fotorresistente é apenas parcialmente dissipado.

Estou cortando pequenas áreas das minhas duas placas pré-sensibilizadas de tamanho médio para fins de teste e estou acabando rapidamente!

Portanto, não estou claro e estou procedendo muito lentamente por causa de todas essas variáveis:

• Não tenho certeza sobre o tempo de exposição (para minha lâmpada).
• Não tenho certeza sobre a posição da luz UV e a altura necessária.
• Não tenho certeza se meu padrão de máscara é opaco o suficiente (à luz UV).
• Não tenho certeza sobre proporções corretas de soda cáustica na água.
• Não tenho certeza da hora de deixar o conselho no refrigerante cáustico - se estou indo longe demais.
• Não tenho certeza de mergulhar na água para interromper o desenvolvimento - Você pode colocá-lo de volta no refrigerante cáustico para continuar o desenvolvimento se não o deixar por tempo suficiente? Além disso, como você pode dizer !?
• Também não sei se uma placa pré-sensibilizada desenvolvida permanece assim, e não desaparece como é deixada à luz do dia ao longo do tempo. Quanto tempo antes da luz do dia normal afetar uma placa desenvolvida pré-sensibilizada?

Qualquer ajuda que alguém pudesse me dar seria apreciada. Não mantive um registro decente das minhas atividades, para aprender de forma eficaz, porque pensei que já teria acertado! No entanto, posso fornecer fotos dos meus esforços até agora, se necessário.

• Não tenho certeza sobre o tempo de exposição (para minha lâmpada).
• Não tenho certeza sobre a posição da luz UV e a altura necessária.

Com estes você só precisa experimentar, eu sugiro colocar a placa bem perto da lâmpada (20-50mm ou mais).

Sugiro que você pegue uma tira comprida de PCB fotorresistente e coloque algo em cima dela que bloqueie a luz UV, depois exponha a tira enquanto afasta o bloqueador de UV em intervalos predefinidos (digamos, a cada 10 segundos). O que você acabará com é uma PCB exposta em etapas para diferentes tempos de exposição (10s, 20s, 30s, 40s, 50s etc.) e escolha o tempo de exposição que produz o melhor resultado.

• Não tenho certeza se meu padrão de máscara é opaco o suficiente (à luz UV).

Se for uma folha de transparência normal, tudo ficará bem. Imprimir com uma impressora a laser funciona, mas isso depende da sua impressora. Grandes áreas de preto podem ficar superexpostas, mas isso depende da sua impressora. Se a qualidade do preto estiver ruim, você pode imprimir duas folhas e alinhá-las umas sobre as outras.

• Não tenho certeza sobre proporções corretas de soda cáustica na água

Eu tenho usado uma solução de NaOH a 3% (o KOH também funciona) que parece funcionar bem.

• Não tenho certeza da hora de deixar o conselho no refrigerante cáustico - se estou indo longe demais.

Você basicamente o move na solução até que pareça desenvolvido (coisas pretas saem do quadro), geralmente ele se desenvolve rapidamente (menos de 30 anos), mas isso depende da sua solução. Se sua solução for muito forte ou você a desenvolver por muito tempo, ela removerá todo o fotorresistente se você a mantiver na solução por muito tempo. Uma solução não concentrada o suficiente não desenvolverá o quadro com êxito (novamente, a solução a 3% parece funcionar bem). Lavar a tábua debaixo de uma torneira depois funciona bem. Você pode continuar desenvolvendo depois de retirá-lo da solução. Você pode até continuar desenvolvendo depois de gravar um pouco a placa, lembre-se de lavá-la. Colocar a placa na solução de gravação mostra muito bem onde a placa possui fotorresistência e onde não, o cobre exposto à solução de gravação vai para isso "

• Também não sei se uma placa pré-sensibilizada desenvolvida permanece assim, e não desaparece como é deixada à luz do dia ao longo do tempo. Quanto tempo antes da luz do dia normal afetar uma placa desenvolvida pré-sensibilizada?

Uma placa com o escudo de plástico DEVE ser afetada pela luz do dia, mas para ter certeza de que eu as manteria em um local protegido da luz (como uma gaveta).

Btw. Eu sugiro que você tente expor suas placas com uma lâmpada de mesa fluorescente de 11W (aquelas com uma lâmpada em forma de "U", elas devem ser bastante comuns e custar 10e da Ikea). Coloque a lâmpada bem perto da prancha (a 50 mm de distância e uma placa fina de vidro sobre a prancha para manter a máscara próxima à prancha). Você pode obter um prato de vidro adequado a partir de molduras (novamente, a Ikea é um bom lugar para obtê-las), apenas verifique se o vidro é real e não o plástico. Expor por 12 a 15 minutos (usei 13,5 minutos para minhas placas e configurações). Eu tenho usado esse método com sucesso por um longo tempo. Não funciona para pranchas grandes devido ao fato de a lâmpada ser muito estreita, mas para pranchas pequenas funciona bem.

Eu uso uma impressora jato de tinta e funciona muito bem. Você precisa de papel de transparência para jato de tinta 3M, porque é texturizado. Eu tenho um instrutável localizado em: http://www.instructables.com/id/Creating-Printed-Circuit-Boards-with-a-INKJET-Prin/

Consigo excelentes resultados com uma impressora barata HP DeskJet 5940 e um filme Mega Electronics JetStar Premium, usando placas pré-revestidas positivas em uma unidade de exposição UV feita em casa feita de MDF e algumas tiras de madeira. Uso uma folha de vidro na unidade de exposição - é transparente aos raios UV de ondas longas. Eu continuo querendo adicionar outro tubo para diminuir o tempo de exposição, leva 11 minutos.

É melhor manter os tubos UV a alguma distância da obra de arte / PCB, pois aumenta a resolução devido ao efeito de colimação. Eu fiz 5 mil faixas como um experimento, mas geralmente uso 10 mil.

O jato de tinta na transparência é realmente fraco para este aplicativo. Você precisa usar uma impressora a laser ou imprimi-la em seu jato de tinta em 2X e positiva em papel. Leve-o para uma gráfica local e eles podem reduzi-lo em 2: 1 e fazer um negativo por US $ 10 ou menos.

A página do fornecedor indica claramente 1 colher de chá de hidróxido de sódio (soda cáustica) a 0,5 litros de água para a solução do desenvolvedor. Como você diz que não conhece a concentração, isso me diz que você não leu as instruções com atenção suficiente, e esse é o seu próximo passo.

Boa sorte.

Também uso um jato de tinta barato com o filme JetStar e obtenho ótimos resultados. Para desenvolver e remover o etch-resist, eu uso os aplicadores de polimento de botas da Seno da Mega UK. A exposição leva 3 minutos (de cada lado) sob 2 lâmpadas UV de 8W.

Algumas informações adicionais que vieram à minha mente depois de ler a resposta da @ SiliconFarmer:

• Não assuma que uma impressora a laser imprime em preto melhor do que na impressora.
• O trabalho artístico resultante dependerá de vários fatores, principalmente da qualidade da impressora (resolução máxima, precisão de registro, tipo de toner / tinta) e do tipo de mídia de impressão utilizada (folha de transparência, papel vegetal ...)
• Verifique a "escuridão" que você pode obter com a combinação de impressora e mídia de impressão. Tente diferentes mídias de impressão e combinações de configurações da impressora. Em seguida, verifique a arte impressa contra uma lâmpada incandescente e mantenha a combinação que resulta em um preto mais opaco para linhas e derramamentos.
• A verificação do trabalho artístico resultante sob uma boa lente de aumento ou (melhor) microscópio fornecerá uma boa dica sobre a qualidade dos "pretos" impressos. Você pode se surpreender ao saber que muitas impressoras a laser imprimem derramamentos de tinta "mais pobres" do que os jatos de tinta!
• Se qualquer uma das opções acima fornecer uma boa qualidade "preto", você sempre pode recorrer à impressão de seu trabalho artístico duas vezes e, em seguida, se sobrepor e colar as duas impressões para obter uma melhoria de 2x na opacidade da tinta preta impressa.

Você pode verificar esta referência, que se mostrou útil para mim no passado, onde alguns dos tópicos acima são abordados:

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