какая длина волны уф для фоторезиста
Ультрафиолетовые светодиоды для засветки фоторезиста.
Всем доброго времени суток!
Небольшой обзор светодиодов, которые можно использовать для изготовления печатных плат с помощью фоторезиста, а также для травления рисунка на ножах, молотках и пр.
(Альтернатива УФ-лампе.)
Готовых печатных плат в обзоре не будет, но будут результаты нескольких экспериментов, и пример готового устройства из этих светодиодов.
Решил перейти от метода изготовления печатной платы с помощью маркера к более продвинутому методу с использованием фоторезиста.
Кратко о технологии:
Фоторезист — светочувствительный материал, который реагирует на световые волны в определенном спектре, в данном случае на ультрафиолет.
Бывает в виде пленки, в жидком виде в аэрозольном баллончике, пастообразном, как например паяльная маска.
Кратко об изготовлении печатной платы:
1 — Берем покрытый медной фольгой текстолит и наносим на нее фоторезист (в моем случае пленку);
2 — изготавливаем фотошаблон (печатаем на принтере на прозрачной пленке или бумаге);
3 — прикладываем шаблон к заготовке и светим ультрафиолетом;
4 — проявляем в растворе проявителя (в моем случае кальцинированной соды);
В местах которые затенялись шаблоном фоторезист смывается (или наоборот только там и остается. Зависит от типа фоторезиста).
5 — травим плату в специальном растворе.
На участках не покрытых фоторезистом металл съедается, но остается под слоем фоторезиста, в соответствии с рисунком фотошаблона.
6 — смываем фоторезист.
Плата готова, можно лудить-паять.
Подробнее писать не буду, вот нагляднее:
Прочие металлические предметы:
В оффлайне ультрафиолетовой лампы я не нашел, а стоимость заказа в наших интернет-магазинах с учетом доставки приближалась к 500 рублям, поэтому было решено заказать пару сотен УФ-светодиодов в Китае для изготовления из них матрицы. По деньгам вышло примерно то же на то же, но применение светодиодов на мой взгляд имеет несколько преимуществ:
— более направленный световой поток, более мощный (т.к. светит в одну сторону, а не везде и вокруг как лампа), а значит меньше боковая засветка и меньшее время экспонирования,
— прочнее хрупкой стеклянной лампы.
На момент заказа данный лот был одним из самых дешевых. У продавца почти всегда стоит скидка на этот товар, поэтому если ее не увидите советую подождать пока он не поставит ее снова.
Итак. Заказывал в конце ноября, получил в начале января.
Было заказано 200 светодиодов, столько и пришло.
Как был упакован весь заказ уже не вспомню, но каждая сотня светодиодов была упакован в антистатический пакетик.
Вот так светит один светодиод:
Насколько он ультрафиолетовый и каков спектр его излучения я не знаю. Но работает он так, как мне нужно.
Светодиоды были установлены на панель из оргстекла, в отверстия диаметром 5 мм, закреплены термоклеем. 12 рядов по 16 светодиодов, 192 шт. всего. Расстояние между центрами отверстий 12,5 мм. Получается прямоугольная область 150 х 200 (мм).
Светодиоды имеют диаметр
5 мм возле юбки, со стороны «линзы» диаметр чуть меньше
5,5 мм. Светодиод вставляется до упора бортиком в поверхность панели, что позволяет установить его перпендикулярно ее поверхности.
Однако не во всех светодиодах кристалл располагается строго на оптической оси линзы.
Сделал корпус, запаял и получилось вот это:
Экспериментальным путем было установлено, что рабочее напряжение данных светодиодов 3,2 В, разброс между различными экземплярами невелик.
Продавцом заявляется рабочий ток в 20 мА.
Вся матрица работает от 12 В. Светодиоды подключены группами по 3 шт. плюс ограничительный резистор на 120 Ом.
Итого 64 группы. И расчетный суммарный ток 1,28 А.
После того, как я закупил все детали пришло понимание, что хорошо бы ограничить ток ниже 20 мА — кто его знает насколько описание продавца соответствует действительности? Хотел было подключать матрицу через диод, чтобы на нем падало некоторое напряжение и ток был бы поменьше, но оказалось, что напряжение на блоке питания, выделенном для работы с этой конструкцией, под нагрузкой просаживается до 11,6 В., и рабочий ток получается
16,6 мА. Так и оставил.
Для лучшего охлаждения светодиодов ножки у них укорачивать не стал. Сколь-нибудь сильного нагрева диодов я не заметил, сама панель с диодами чуть теплая, а корпус холодный. Правда дольше, чем на 10 минут устройство не включалось.
Сделал несколько фото для оценки равномерности освещения (но вот забыл установить ручные настройки и нащелкал все автоматом, немного поправил в редакторе):
Нарисованный на листе А4 прямоугольник имеет размеры 200х150 (мм).
Расстояние от матрицы до бумаги
Освоение всего процесса производил с помощью тестового шаблона. Шаблон был нарисован в графическом редакторе и распечатан на прозрачной пленке лазерным принтером (ссылка на шаблон в конце обзора). Самые тонкие линии на шаблоне должны были быть 0,1 мм. Но для принтера распечатать такой шаблон оказалось не по зубам — несколько линий 0,1 мм сливались в одну, да и размер более толстых линий наверняка немного ушел. Оценить качество шаблона мне нечем, довольствуюсь тем, что имею.
Использовал фоторезист Ardyl Alpha 340, пленочный негативный.
Плату перед наклейкой пленки очищал губкой для посуды (двуслойной), жестким слоем с моющим средством. Обезжиривал изопропиловым спиртом.
Наклеивал «на сухую», «прижигал» феном для волос.
Шаблон крепил к заготовке скотчем, а прижимался он прослойкой воды.
Вот каких результатов мне удалось добиться:
Время засветки составляло 20 секунд.
Цифры справа — толщина дорожек, расстояние между ними такое же (расчетное, не беря во внимание точность принтера).
Видно, что в одном месте перемычку между двумя линиями — скорее всего пылинка попала. Да, такая вот мелочь, попробую в следующий раз наклеивать фоторезист под струей воды.
Выше я привел самый лучший результат, которого я смог добиться.
И на нем видно, на что можно рассчитывать используя фоторезист.
Другие примеры моих экспериментов доступны по ссылке — тут.
В них то, что получалось при засветке с разного расстояния от заготовки и при различных значениях времени засветки.
Так как ни какого устройства в настоящее время я не собираю, то публикую в обзоре только эти результаты. А если ждать пока я чего-нибудь соберу, то увеличивается вероятность того, что продавец будет отправлять товар уже из совсем другой партии.
Ну что сказать? Товаром я доволен. К покупке рекомендую.
Несмотря на невысокую стоимость светодиодов сэкономить тут врят-ли получиться — стоимость светодиодов плюс стоимость остальных материалов скорее всего будет сопоставима со стоимостью ультрафиолетовой лампы и доставки (как в моем случае). Да и возится со всем этим еще. Я это устройство делал недели две, по вечерам после работы и остальных дел.
С лампой проще — купил, вкрутил (если есть куда) и используешь. Места занимает меньше.
Ну это если не рассматривать изготовление подобной «люстры» из ламп.
Зато время экспонирования при использовании диодов заметно меньше. И если при засветке фоторезиста разница может и не существенна, то при засветке маски эта разница должна быть заметнее (насколько мне известно маску засвечивать сильно дольше, чем фоторезист, сам не пробовал).
— принтер Xerox 3010 (тонер-картридж новый);
— пленочный фоторезист Ordyl Alpha 340;
— прозрачная пленка Lomond 0701415;
— проявитель — кальцинированная сода;
— раствор травления — лимонная кислота с перекисью.
Ну вроде все, о чем хотел поведать.
Топик на радиокоте, побудивший заняться изготовлением данного девайса.
Вдруг не все знают — растворы для травления плат — тут на радиокоте.
Один из способов увеличения контрастности фотошаблонов:
Способ работает не на всех принтерах, на старых черно-белых должен работать. Я проверял на HP 1200, HP P1505 — зачерняет только в путь, однако не использовал, т.к. печатать-то я буду на своем. У моего принтера тип тонера другой и к нему чернила от такого маркера не липнут практически.
UPD: Для уменьшения боковой засветки брал оргстекло потолще (5 мм, толще у меня нет), чтобы убрать свет от средней части светодиода, а внешнюю сторону окрасил черной краской.
UPD_2: Ножки у светодиодов не откусывал для лучшего охлаждения — дольше прослужат.
UPD_3: Светодиодные ленты не использовал из-за того, что на них устанавливаются диоды с широким углом рассеивания — боковая засветка будет больше, чем у обозреваемых. Во всяком случае других лент я не видел.
Выбор времени засветки пленочного фоторезиста
Автор: Владимир Васильев · Опубликовано 28 апреля 2017 · Обновлено 25 августа 2018
Приветствую вас дорогие друзья! Вы находитесь на блоге Владимира Васильева а за окном раннее утро! Это все потому, что я встал пораньше чтобы написать для вас полезный пост, так что поехали…
В прошлой статье я писал о том, что качество плат получаемых ЛУТ-м перестало меня удовлетворять поэтому я собираюсь отойти от всенародной технологии ЛУТ и перейти на фоторезистивную. Для этого я закупил инструменты и материалы в том числе пленочный фоторезист. Кстати вполне возможно что на моем блоге в скором времени появится статья о том как правильно изготавливать печатные платы фоторезистивным методом. Но это будет потом а сейчас я хочу вам рассказать свой опыт применения фоторезиста, в частности получения нужного времени засветки.
После того как был подготовлен фотошаблон а фоторезист благополучно нанесен на фольгированный стеклотекстолит приходит время выяснить требуемое время засветки. Для этого я сформировал «бутерброд», текстолит с нанесенным фоторезистом накрыл фотошаблоном и положил сверху лист оргстекла (в моем случае это прозрачная крышка от коробки CD — диска).
Далее было выбрано гипотетическое время засветки этого бутерброда — 2 минуты. На 2 минуты я включил ультрафиолетовую лампу и стал с трепетом ждать результата. Эти 2 минуты прошли быстро… Первое мое разочарование заключалось в том, что хотя фоторезист у меня индикаторный но почему-то фиолетовое очертание рисунка было чрезвычайно блеклым.
Чтож, далее эту красоту ожидало погружение в кальцинированную соду. Раствор представлял собой чайная ложка кальцинированной соды на литр воды. После омывания в растворе последовало второе разочарование — если рисунок вначале промывки еще имел место быть то к концу промывки (2-3 мин.) он окончательно смылся. Пришло время раздумий…
После анализа своих действий я пришел к выводу, что самым слабым местом в цепочке моих действий было именно время засветки фоторезиста и это время было недостаточным…
Время засветки не может быть каким-то универсальным потому, что здесь появляется несколько плавающих факторов, среди которых и качество фотошаблона, мощность УФ лампы и ее характеристики, материал прижимного стекла. Все это может очень сильно отличаться и не мудрено, что при выборе одного универсального времени засветки также сильно будет отличаться и результат!
Исходя из полученного опыта я перечитал очень много информации и нашел очень интересный прием с помощью которого можно достаточно точно определить требуемое время засветки. Хочу отметить, что этот прием будет работать только в том случае когда все эти факторы (УФ лампа, качество фотошаблона, прижимное стекло) низменны.
Для того, чтобы провести этот опыт и выяснить сколько времени нужно освещать фоторезист, предлагаю скачать файл калибровочного фотошаблона. Этот файл я нашел на одном из радиолюбительских форумов.
На изображении лишь фрагмент рисунка, если скачаете pdf файл то там будет 2 ряда по десять изображений.
Для проведения этого эксперимента вам понадобятся следующие инструменты:
Суть эксперимента
Для этих целей можно использовать утяжелители но я применяю канцелярские зажимы для бумаги. Следует заметить, что грузики или зажимы не должны препятствовать перемещению заслонки. Да, следующий слой нашего бутерброда это заслонка которая должна закрывать все элементы фотошаблона кроме крайнего (например 10-го). Один крайний элемент фотошаблона должен оставаться открытым.
Таким образом девять элементов будут находиться закрытыми заслонкой и следовательно УФ лучи от лампы на них попадать не будут.
Располагаем Ультрафиолетовую лампу над нашей композицией на расстоянии допустим 10 см (на данный момент это не так важно но этот момент может быть потом откорректирован по результатам эксперимента). Засекаем 5 минут и включаем УФ лампу.
Через каждые 30 секунд заслонку смещаем, открывая тем самым следующий элемент рисунка. Таким образом получится, что 10-ый элемент получит максимальное время засветки, 9-ый элемент будет засвечен 4 минуты 30 секунд, 8-ой — 4 ровно и т.д. Первый элемент рисунка будет светиться всего 30 секунд.
Уже после окончания засветки становится понятно, элементы которые были недосвечены будут проявляться меньше всего. Элементы которые получили достаточную дозу ультрафиолета изменят свой цвет на ярко фиолетовый. В тоже время следует обратить внимание, что участки рисунка, закрытые фотошаблоном не должны менять свой цвет. Если это происходит то это означает что рисунок фотошаблона не достаточно плотный и ультрафиолетовые лучи все-таки попадают на фоторезист. Но даже если ваш фотошаблон не идеален не все потеряно, можно найти компромисс между недосвеченными и пересвеченными участками. Но окончательное решение будем принимать только после проявления фоторезиста.
Проявление фоторезиста
Пришел этап проявления фоторезиста. Для этого примерно чайную ложку кальцинированной соды разводим в литре воды и хорошенько размешиваем. И теперь кладем в эту ванну наш засвеченный бутерброт.
В процессе проявки следует периодически вытаскивать плату из раствора и промывать в холодной проточной воде. При этом ситуацию нужно держать под контролем. Нужно дождаться момента когда защищенные элементы (элементы которые были закрыты фотошаблоном ) окончательно растворятся в растворе но при этом засвеченные участки будут четкими и контрастными. Таким образом мы находим элемент который нас больше всего устраивает. А так как мы знаем сколько времени светился каждый элемент то без труда определяем требуемую дозу облучения.
Для чистоты эксперимента стоит эту процедуру повторить еще раз и убедиться в повторяемости результата.
После проведения всей этой процедуры я выяснил, что в моем случае время засветки должно составлять 4 минуты. Честно сказать были некоторые огрехи при наложении фотошаблона. Когда фотошаблон распечатал он оказался на удивление длинным (простирался по всей длине листа А4). Это я потом обнаружил что рисунок распечатался в масштабе 212%. При наложении пришлось ограничиться 5-ю элементами из линейки фотошаблона так как прижимное стекло не могло охватить всей прощади.
Хотя фото получилось не очень качественное но по изображению можно заметить, что элементы под номером 1 и 2 более блеклые чем элементы под номерами 3 и 4. Время засветки элементов 3 и 4 соответствует 4 и 5 минут соответственно. Да, как видите, я перемещал заслонку через каждую минуту, всему виной неправильный масштаб.
Чтож дорогие друзья а на этом у меня все, желаю вам успехов во всех своих начинаниях и будьте в позитиве! Обязательно подписывайтесь на обновления и до новых встреч!
Ультрафиолетовая лампа для фоторезиста из ДРЛ-125. Подробная инструкция
Попробовать фоторезист и изготовить данную лампу мне пришло в голову, когда метод ЛУТа был мной освоен и неплохо себя зарекомендовал, но все же не хотелось останавливаться на достигнутом.
Подробно изучив многочисленные форумы и статьи по изготовлению плат с применением фоторезиста понял, что многие радиолюбители используют в качестве источника ультрафиолета (УФ) доработанную лампу ДРЛ-125, которая широко применяется в освещении производственных помещений и на фонарных столбах для освещения улиц. Такую лампу можно купить в магазине электрики, на рынке или попросить у знакомого электромонтера.
Содержание / Contents
↑ Добываем УФ-излучатель и дроссель
↑ Делаем корпус установки, слесарим
УФ сам по себе очень вреден и нельзя допускать, чтобы свет такой лампы попадал на живые биологические объекты, а тем более на человека. Можно получить ожоги глаз и кожи, растения завянут, обои выцветут. Для проведения процесса полимеризации фоторезиста была разработана конструкция корпуса, недопусающего распространения вредного излучения и удобного для экспозиции.
Материал для корпуса был выбран отвечающий некоторым требованиям:
— термоустойчивость
— светонепроницаемость
— прочность
Самым подходящим материалом оказалась листовая жесть, в моем случае толщиной 0,5 мм. Жесть мне принес приятель, работающий на металлопрофиле, она была обрезана по ширине как на фото, ну, а длину немного подравнял ножницами по металлу.
Ниже приведены все чертежи и размеры отдельных деталей:
Чем крепить? Проще простого ищем по знакомым заклёпочник (если нет своего), покупаем заклепки на 3 мм, устанавливаем сверло на 3,2 — 3,5 мм в дрель и через каждые 50 мм «сшиваем», просверливая отверстия и отступая от каждого края сверлимой детали на 8 мм.
Важно выдержать несколько рекомендаций по расположению облучаемой поверхности под лампой (расстояние между лампой и облучаемой поверхностью около 10-15 см), а объем короба не должен быть слишком мал, чтобы избежать перегрева конструкции и полимерного фоторезиста.
↑ Прижим и экпонирование
При изготовлении прижимного устройства необходимо учитывать, что оргстекло имеет гибкость и поэтому при завинчивании болтов оно может выгнуться дугой над печатной платой и трафарет не будет должным образом прижат к фоторезисту. Воизбежании такого эффекта лучше изготовить несколько вариантов прижимного устройства, один для маленьких плат (до 10 см), а другое для больших (более 10 см) имеющее большее количество прижимных болтов, чтобы распределить нагрузку по площади оргстекла.
Для удобства пользования я изготовил из того же металла что-то наподобие выдвижного ящичка-шуфлядки (как в письменном столе), в который помещается прижимное устройство и задвигается в корпус лампы.
↑ Итоги
Надеюсь, мой материал поможет вам изготовить рабочий и удобный инструмент в вашей лаборатории радиолюбителя.
Камрад, рассмотри датагорские рекомендации
🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать
Опробовано в лаборатории редакции или читателями.
Фоторезист. Инструкция. Памятка.
Материалов посвященных фоторезисту в сети Интернет огромное количество, но временные характеристики у всех свои, т.к. у всех разные условия и оборудование.
4 года назад я уже делал платы по методу ЛУТ и мне не понравилось, потом делал платы по методу Фоторезист и мне понравилось :), делал я тогда стабилизаторы тока для моторчиков заслонок для OPEL ASTRA H и даже какое-то их количество продал, люди до сих пор стучатся с просьбой продать или сделать 🙂
За не надобностью и 2 сменами места жительства я умудрился растерять все знания и материалы для фоторезиста, удалось найти только УФ Ерайзер и то с началом работ стало ясно, что он не канает и надо переходить на нормальную УФ Лампу.
Для восстановления процесса создания плат с применением фоторезиста было прочитано много материалов и просмотрено роликов на YouTube, сделано много ошибок и куплено оборудование, химия, материалы.
Не забываем про технику безопасности! Ну как всегда всё на свой страх и риск! Дома не повторять!
1. Фоторезист сухой пленочный ПФ-ВЩ, 300×1000мм
2. Cтеклотекстолит фольгированный, FR4 100х150мм 18/0 (1.5мм, 18мкм)
3. Сода кальцинированная (150-200гр.) (Для проявки фоторезиста)
4. Аммоний персульфат 250 г. (Для травления меди)
5. Сода каустическая (гидроксид натрия) 250 г. (Для снятия остатков фоторезиста)
6. Изопропанол (Для обезжиривания печатных плат)
7. Сплав «Розе» (Для лужения)
8. Плёнка A4 Lomond LazerFilm для лазерной печати 10л (Печатать на глянцевой стороне)
С помощью ламинатора приклеиваем фоторезист к плате.
Я использую подложку из бумаги, чтобы избыточный фоторезист не приклеился к валам. Сняв небольшую часть матовой плёнки, она обычно на внутренней стороне фоторезиста, приклеиваем его к бумаге, подкладываем текстолит, выравниваем и запускам в ламинатор, постепенно отклеивая остаток матовой подложки.
Прогоняем через ламинатор 3 раза. Остужаем, отрезаем излишки.
Собираем следующий бутерброд:
1. Подложка
2. Текстолит с фоторезистом
3. Шаблон распечатанный в негативе
4. Стекло
Скрепляем всё это скрепками, следим чтоб не что не куда не уехало.
Отправляем на засветку в УФ на 3,5 минуты. Время получено опытным путём. Расстояние
После кладём на бумажную подложку и прогоняем через ламинатор ещё раз, это нужно для закрепления эффекта засвечивания. Помогает, проверено 🙂
Далее сразу на проявку.
Я использую раствор из 1-2 грамм (чуть больше половины чайной ложки) кальцинированной соды и 100 мл воды.
Отклеиваем с фоторезиста глянцевую плёнки и опускаем в раствор. Спустя минуту начинает проявляться рисунок дорожек, можно брать кисточку и начинать стирать растворяющийся фоторезист, можно тереть не бояться.
Промываем плату под проточной водой.
Травим плату в растворе 30 гр персульфат аммония и 100 мл воды в течении 40 минут. Если платя хорошо проявлена, то через 2 минуты медный слой меняет цвет на более матовый. Для прохождения реакции нужна температура порядка 40-50 градусов. Для этого используем еще одну ванночку с только, что скипятившейя водой. С течением реакции вода начинает голубеть 🙂
Примечание. До это пользовался хлорным железом, надоели рыжие разводы и пятна на сантехнике, аммоний решает! никакого больше железа.
Спустя 40 минут должно прекратиться выделение кислорода, пропасть пузырики. Плату можно вынимать и промывать под проточной водой.
Для снятия засвеченного фоторезиста используем раствор 1-2 грамм каустической соды на 100 мл тёплой воды.
Когда всё отклеилось, промываем под проточной водой.
В маленькую кастрюльку наливаем воду, добавляем чайную ложку лимонной кислоты, кидаем пару гранул «Розе» кипятим. При 95 градусах гранулы начинают плавиться, опускаем плату дорожками вниз и юлозим по расплавленному сплаву. Когда дорожки покроются ровным слоем сплава вынимаем плату и остужаем.
Как-то так я теперь делаю печатные платы. Пока удавалось сделать дорожки 0,2 мм, меньше просто не пробовал, но думаю не проблема.