В данной статье я опишу полную технологию производства печатных плат с шириной дорожки 0.07 мм и расстоянием между дорожками до 0.07 мм. Так как я по первому образованию технолог, то сам процесс я переделал под себя и в некоторых моментах улучшил.
Сами платы для часов я уже заказал на фабрике в Китае, а вот платы для кнопок придется делать самому.
Шаг 1. Проектирование
Первым делом я обращаюсь к проекту в программе Fusion360, чтобы сравнить размеры и спроектировать размещение элементов. На данный момент для Fusion360 дается бесплатная лицензия сроком на 1 год для частных лиц и на 5 лиц, если вы укажите что являетесь студентом.
Далее я уже перехожу в программу EasyEDA, в которой начинаю делать макет самой платы по размерам 3D модели. Сама EasyEDA бесплатна при работе онлайн и является вполне удобным инструментом
На плате будет 3 места под SMD кнопки и 4 точки для припаивания шлейфа.
Шаг 2. Подготовка текстолита
Первым делом берем наши заготовки под печатные платы и несем на мойку. Там зачищаем их с помощью железной железной губки для мытья посуды до блеска. Мощно воспользоваться и наждачной бумагой, но я считаю этот способ более варварским.
Шаг 3. Готовим щелочной раствор
Проще некуда - берем 150 мл холодной воды и 2 чайные ложки кальцинированной соды (не обычной, ее можно купить в Ашане за 16 рублей, говорят что вместо нее подойдет стиральный порошок, так как он содержит большое количество кальцинированной соды, но я не проверял). Все это добро растворяется за минут 10.
На самом деле концентрацию кальцинированной соды можно делать и меньше (1 чайная ложка на 250 мл), но стоит она копейки и более концентрированный раствор будет лучше снимать загрязнения.
Раствор получается не очень опасным, но все равно лучше не контактировать с ним без защитных перчаток или лучше использовать пинцет.
Шаг 4. Фоторезист, подготовка
Я использую китайский пленочный фоторезист за 200 рублей за рулон размером 30х100 см.
Теперь нам надо наклеить пленочный фоторезист на подложку, но сначала надо искупать заготовки в щелочи. Это надо для того, чтобы снять все следы органического загрязнения с плат. Можно и протереть спиртом, н зачем, если под рукой есть щелочь? Щелочь делает органические соединения водорастворимыми, поэтому после щелочи все надо хорошо промыть под струей воды в течении 20-30 секунд.
Очень удобно промывать платы с помощью кисти, но помните - кисть должна быть с синтетической щетиной, натуральная превратиться в сопли и раствориться в воде. И надолго кисть в щелочи лучше тоже не оставлять, алюминий тихо-тихо растворяется.
Дальше клеим аккуратно фоторезист, чтобы не оставалось пузырей. Пузыри будут, так что не заморачиваемся, всегда можно дорисовать линии маркером.
После наклейки фоторезиста необходимо его пропечь. Я делаю это следующим образом: прогреваю утюг на максимальной температуре, переворачиваю платы фоторезистом вниз, прокладываю между платами и утюгом 2 листа бумаги и грею в течении 10-11 секунд. Вполне достаточно чтобы хорошо припечь фоторезист и при этом не перегреть его.
После этого я сразу кидаю платы в морозилку. После морозилки защитная пленка фоторезиста очень легко отрывается.
Шаг 5. Засветка фоторезиста.
Засветку я делаю необычным образом. Я использую для этого переделанный гравировальный станок с лазером с длиной волны 405 нм. именно на этой длине волны и начинается ультрафиолет и для засветки он отлично подходит. С красным или зеленым лазером такое уже не получится, так что меняйте лазер на фиолетовый с мощностью в 100mw вполне хватит.
Многие используют маску для засвета УФ, напечатанную на прозрачной пленке, но с такой технологией трудно получить толщину линии в 0.07 мм.
Могу посоветовать делать мощность лазера как можно меньше для засветки, чтобы избежать засветки соседних областей. Так же следует следить за температурой, от перегрева фоторезист может полимеризоваться как и на ультрафиолете.
Первую засветку я делаю на большой подложке, чтобы проверить центровку.
После прожига рисунка кидаем всю плату в щелочь. Ранее я писал что фоторезист под действием щелочи становится водорастворимым. Полимеризованный фоторезист более устойчивый к щелочи и кальцинированная сода будет растворять его очень долго.
Наша задача растворить и смыть незасвеченный фоторезист. Я делаю это это так: Кладу плату на 10-20 секунд в щелочь, дальше промываю ее под краном в проточной воде в течении 30 секунд (или пока не смоется весь прореагировавший с щелочью фоторезист, его отлично видно). Повторяю процедуру около 4-6 раз. В последние 2 раза протираю в щелочи платы кисточкой, чтоб точно удалить весь фоторезист из щелей менее 0.1 мм.
После того как все ненужное смыто, оставляем платы закрепляться на окне под солнцем на 1 час или под УФ лампой на минут 20-30. После это фоторезист становится просто дубовым.
Проверяю подходят ли площадки под кнопки
Теперь повторяю процедуру для всех плат
Шаг 5. Подготовка раствора для травления.
Для раствора нам понадобится:
1. 30 грамм лимонной кислоты
2. 5 грамм соли (катализатор)
3. Перекись водорода аптечная 100 мл
Все следует смешать и нагреть. Это можно делать либо феном либо положив банку с нашей бурдой в горячую воду.
Налет на платах переодически надо смахивать кисточкой или встряхивать платы пинцетом.
Шаг 6. После травления
Как только вся ненужная медь ушла, закидываем платы после промывки в воде снова в щелочь на 10 минут.
Далее ищем плотную пластиковую банку и кидаем туда платы с ацетоном, пока весь фоторезист не уйдет.
Шаг 7. Лужение плат
Для защиты меди от коррозии можно либо покрыть ее каким-то металлом, либо покрыт лаком. Я буду делать и то другое, но начну с лужения.
В качестве флюса я использую самодельный флюс из спирта, канифоли, борной кислоты, ортофосфорной кислоты и глицерина. Можно использовать любой густой или жидкий флюс.
Я бы посоветовал ставить температуру паяльника пониже, желательно, около 200 градусов, так как есть шанс отвала дорожек от текстолита.
Шаг 8. Сверление отверстий
Шлейф для кнопок я буду использовать с проводами с сечением 0.2 мм, поэтому отверстия я буду сверлить с диаметром в 0.4 мм.
Советую сверлить текстолит с каплей воды и на низкой скорости, чтобы не перегреть сверло. Сверла в 0.4 мм перегреваются быстро и начинают плавить текстолит. В результате вершина сверла расплавляется и там образуется капелька металла.
Остается только сделать фасочки сверлом на 1 мм и плата готова.
Шаг 9. Итог
Подготовил 6 плат для кнопок для будущих часов. Сам текстолит я пока не обрезал, так как не уверен в нужных размерах, но эти платы точно пригодятся