В предыдущей статье мы дошли до этапа начала травления платы. Теперь настало время рассмотреть этот процесс подробнее. Для начала - нам надо смыть не засвеченный фоторезист. Делается это с помощью раствора карбоната натрия (он же - сода кальцинированная). Температура обработки - комнатная. Нам нужен раствор с концентрацией примерно 10 г. на литр. Концентрация может быть взята достаточно примерно. Я поступаю достаточно просто - две трети чайной ложки на 0.5 литра воды. Раствор лучше каждый раз готовить свежий.
Перед началом смыва аккуратно удаляем защитную пленку, которой фоторезист покрыт сверху. Наливаем в ванночку раствор соды, кладем в него плату и выдерживаем примерно 10 минут при постоянном покачивании. Признаком окончания смывки является очень простой критерий - цвет меди на не засвеченных областях должен стать точно таким же, как и на областях, где фоторезист не был наклеен. Важно! Та сторона платы, которая была в ванночке снизу отмывается хуже. Поэтому, когда верхняя сторона полностью отмыта, плату надо перевернуть и домыть нижнюю сторону. Если плата была правильно экспонирована, то передержка в растворе соды на 10-15 минут ей не повредит. В процессе отмывки допустимо проходить по плате мягкой кисточкой. не вынимая ее из раствора. Это будет способствовать лучшей отмывке, особенно в тех областях, где проводники расположены близко друг к другу. Вообще, эти области надо контролировать особенно тщательно, так как даже неполностью отмытый фоторезист приведет к появлению паразитных соединений, от которых избавиться будет очень трудно.
Подсказка: Если фоторезист смывается с трудом и имеет тенденция не растворяться. а превращаться в хлопья - плата сильна пересвечена. Надо остановить работу, полностью удалить фоторезист, и повторить процесс фотопечати снизив время засветки, ориентировочно раза в полтора. Если плата недосвечена - фоторезист начнет слезать, особенно с тонких дорожек. Останавливаемся и повторяем фотопечать. увеличив время засветки.
По окончании смыва фоторезиста сливаем раствор соды (он не ядовит и не вызывает коррозии, так что его можно слить прямо в раковину) и немедленно наливаем в ванночку с платой чистую воду. Важно! До окончания травления плате категорически нельзя давать высыхать!
Не вынимая плату из воды внимательно рассматриваем ее, желательно под лупой, на предмет дефектов дорожек, или возможных замыканий. (см фото 1).
На этом этапе стоит принять решение - продолжать ли работу с платой дальше, или смыв фоторезист повторить процедуру печати. чтобы не губить текстолит почем зря. На представленном фото видно, что одна из дорожек имеет разрыв. Не заметил я таки маленький пузырек при наклейке фоторезиста. Поскольку сама по себе дорожка не является критически важной (идет к выводу GPIO) и разрыв расположен в таком месте, где его можно легко вылечить кусочком тонкого медного провода, я принял решение продолжить работу с платой. На нижней стороне платы (фото 2) дефектов нет
Теперь можно заняться собственно травлением. Для этого нужно приготовить насыщенный раствор хлорного железа. Делается это весьма просто - берем примерно 100 мл (полстакана) воды, и небольшими порциями, взбалтывая, сыпем туда хлорное железо до тех пор, пока оно не начнет растворяться с трудом. Сливаем из ванночки воду и наливаем приготовленный раствор хлорного железа.
Важно! Во многих статьях рекомендуют брать невысокую концентрацию раствора, мотивируя это тем, что чем медленнее идет процесс - тем лучше результат. Это не верно, и я рекомендую брать раствор как раз высокой концентрации. Дело в том, что медь с платы стравливается неравномерно. Легче всего она стравливается по краям, медленнее всего - в центре. Чем больше время обработки, тем заметнее эта разница. Поэтому, в разбавленных растворах хлорного железа к моменту когда медь будет полностью стравлена в середине платы, краевые дорожки уже будут "съедены". В концентрированных растворах хлорного железа, при хорошем перемешивании, такого эффекта не будет.
Важно! Раствор хлорного железа обладает заметной коррозионной активностью. Поэтому, не стоит допускать его контакта с металлическими предметами, которые вам дороги... И использованный раствор нельзя сливать прямо в раковину (если Вы конечно не хотите регулярно менять трубы). Перед сливом раствор надо развести в 10-15 раз водой. И после слива - хорошо промыть канализацию.
Для слоя меди 35 мкм хватает примерно 15 минут, но процесс надо все время контролировать визуально. Надо иметь ввиду, что та сторона платы, которая в ванночке оказалась снизу будет травиться хуже. Поэтому, как только верхняя сторона готова, переворачиваем плату и заканчиваем травление второй стороны. На фото 3 и 4 показаны верхняя и нижняя сторона платы после окончания травления.
Как видно, травление прошло успешно - все дорожки в целости и сохранности. По окончании травления НЕМЕДЛЕННО сливаем раствор хлорного железа с платы и очень хорошо промываем ее водой.
Итак, процесс почти завершен. Теперь надо удалить остатки фоторезиста. Для этого нам понадобиться раствор едкого натра. Это единственное вещество во всем процессе, которое требует осторожного обращения. Концентрация раствора не имеет существенного значения. Я поступаю достаточно просто - наливаю в ванночку 200 мл. воды и аккуратно высыпаю в воду 8-10 гранул едкого натра. Растворяется он быстро. После растворения - кидаем в раствор плату и оставляем на 30-60 минут. На всякий случай напоминаю - доступ к этому раствору тем, кто может захотеть попробовать его на вкус должен быть исключен. При попадании в глаза или внутрь он может вызвать серьезные ожоги. Работать с едким натром надо в резиновых перчатках.
Примечание: Точно так же смывается фоторезист, если на предыдущих этапах Вы нашли дефекты и нужно повторить процесс фотопечати.
Выдерживать плату в растворе едкого натра нужно до тех пор, пока фоторезист с нее не облезет. Опять, та сторона, которая в ванночке оказалась сверху, отмоется быстрее. Поэтому, когда она готова, пинцетом переворачиваем плату, и ждем, когда очистится вторая сторона. Раствор для платы опасности не представляет, и передержка не грозит ровным счетом ничем.
Когда фоторезист смыт, раствор сливается (можно сливать непосредственно в канализацию) и плата очень хорошо промывается водой. Результат показан на фото 5 и 6.
Плата практически готова. Осталось сделать две вещи - просверлить отверстия и покрыть плату оловом. Я предпочитаю выполнять их именно в такой последовательности, но это не существенно.
На сверлении отверстий останавливаться не буду - для меня это больная тема :)
Несколько слов о покрытии оловом. Я предпочитаю выполнять химическое лужение. В магазинах можно найти так называемое "Жидкое олово", или приготовить нужный раствор самостоятельно. Я предпочитаю следующий состав (г/л):
- Двухлористое олово - 5.5
- Тиомочевина - 50
- Винная кислота - 35
Естественно, делать сразу целый литр никакой необходимости нет. Вполне хватит 100 - 200 мл. Раствор можно использовать многократно. Его особенностью является то, что при комнатной температуре из него выпадает осадок. Поэтому, перед началом лужения раствор надо нагреть и добиться растворения осадка. Само лужение проводится при нагревании на водяной бане (в простейшем случае - ванночка ставится на верх кастрюли, в которой не сильно кипит вода).
Перед лужением плату хорошо промыть, используя мягкую губку с средство для мытья посуды. Время лужения - около 1 часа.
По окончании - дать остыть, раствор слить, плату очень хорошо промыть чистой водой и вытереть насухо.
Поздравляю! Плата Wizardino готова к сборке
