При изготовлении печатных плат, как промышленном, так и самостоятельном, часто применяются светочувствительные лаки. Одним из лучших является лак-фоторезист POSITIVE 20 фирмы KONTAKT CHEMIE.Он прост в применении, легко удаляется, высокочувствительный и относительно недорогой.
При работе с этим лаком изображение экспонируется с фотошаблона-позитива напрямую, без изготовления промежуточных негативов. Аэрозольной упаковки в 200 мл достаточно для покрытия 4 м² медной фольги.
Рассмотрим основные этапы изготовления печатной платы. Поверхность фольги, на которую будет нанесен фоторезист, должна быть абсолютно чистой и обезжиренной. После удаления окислов и загрязнений медь приобретает яркий розовый цвет. Затем заготовка платы промывается в большом количестве воды для удаления остатков моющего состава и абразивных частиц. В дальнейшем рабочая поверхность заготовки уже не должна контактировать с другими растворителями (ацетон, спирт), ее нельзя касаться руками.
После промывки плата сушится теплым воздухом при помощи фена. Наносить лак нужно сразу после сушки, чтобы на фольге не успела образоваться оксидная пленка. POSITIV 20 не обязательно наносить в полной темноте — в жидком состоянии фоторезист малочувствителен к свету. Работу можно проводить при слабом освещении, исключая прямое попадание на поверхность заготовки солнечных лучей или яркого света, Важно также, чтобы на месте работы не было сквозняков и пыли.
Наносится фоторезист при комнатной температуре. Заготовка платы размещается на горизонтальной поверхности, лак распыляется из аэрозольной упаковки с расстояния примерно 20 см. Чтобы создать равномерное покрытие, распылять состав нужно непрерывными зигзагообразными движениями, начиная с верхнего левого угла. Не следует наносить слишком много аэрозоля, так как это приводит к образованию подтеков и неодинаковой толщине слоя, что потребует увеличения экспозиции.
Допустимо распылять аэрозоль с меньшего расстояния, это позволит сэкономить некоторое количество фоторезиста.
Толщину полученного слоя можно приблизительно оценить по его цвету — светлый оттенок стального цвета соответствует толщине 1-3 мкм, темный оттенок - 3-6 мкм, синий цвет - 6-8 мкм и темно-синий -более 8 мкм. На светлой меди цвет покрытия может иметь зеленоватый оттенок.
После распыления фоторезиста заготовка платы должна быть немедленно помещена для сушки в темное место. По мере просыхания фотолака степень светочувствительности покрытия, особенно к ультрафиолетовым лучам, возрастает. При комнатной температуре фотолак сохнет не менее суток. Для ускорения процесса можно использовать сушильный шкаф или термостат, но при этом необходимо убедиться в отсутствии подсветки снаружи и от нагревательного элемента. Поднимать температуру следует медленно. При 70 °С для сушки достаточно 20 мин. На: гревание заготовки выше 70 °С недопустимо, так как это может привести к порче фотослоя. Запас высушенных заготовок плат до экспонирования нужно хранить в темном, сухом и прохладном месте.
Оригинал изображения печатных проводников, используемый для переноса на фольгу, должен быть тщательно подготовлен и отретуширован, иначе все его недостатки отразятся на качестве копии. Важно, чтобы рисунок был контрастен, а темные участки полностью непрозрачны. Нельзя сгибать и складывать оригинал. Основа фотошаблона - пленка или бумага — должна пропускать ультрафиолетовые лучи, а краска - нет.
В некоторых журналах предлагаются чертежи печатных плат, специально предназначенные для описываемой технологии - обратная сторона таких чертежей оставлена чистой. После обработки страницы специальным аэрозолем TRANSPARENT 21 бумага становится прозрачной для ультрафиолетовых лучей, то есть пригодной для прямого копирования чертежа непосредственно со страницы на заготовку платы. Аэрозоль избавляет от утомительного копирования чертежей плат.
Полученный фотошаблон плотно прижимают к слою фоторезиста заготовки и интенсивно освещают. Время экспонирования зависит от толщины слоя фоторезиста на заготовке и силы света. Поскольку лак POSITIVE 20 чувствителен к ультрафиолетовым лучам, для экспонирования необходимо использовать ртутные или кварцевые лампы мощностью 300 Вт. Однако удовлетворительные результаты дает и обыкновенная лампа накаливания мощностью 200 Вт при расстоянии до платы примерно 12 см. До начала засветки лампа прогревается в течение 2-3 мин.
Время экспозиции ртутной лампой с расстояния 25-30 см обычно не превышает 1-2 мин. Разумеется, можно использовать и яркий солнечный свет, богатый ультрафиолетом (время экспозиции 5-10 мин). Прижимать фотошаблон к заготовке лучше листом органического стекла, так как обычное стекло поглощает до 65% ультрафиолета, что потребует соответствующего увеличения времени экспонирования.
Экспонированные заготовки можно проявлять при рассеянном дневном свете. Состав проявителя: 7.г порошковой каустической соды NаОН (можно и гидрооксид калия КОН) на один литр холодной воды. Заготовку следует поместить в сосуд
с проявителем, причем раствор периодически помешивать, Для правильно экспонированного слоя фоторезиста толщиной 4—6 мкм время проявления в свежем растворе обычно не превышает 0,5-—1 мин, максимальное - 2 мин. Температура проявителя должна быть в пределах 20-25 °С.
Проявитель полностью удаляет с заготовки фоторезист с засвеченных участков покрытия. Не следует держать заготовку в растворе дольше, чем нужно для проявления, иначе он начнет действовать и на незасвеченные участки. Если время экспонирования превысило допустимое или использовались прозрачные для ультрафиолета чернила, изображение токопроводящих дорожек появится на некоторое время, но затем будет удалено проявителем.
После извлечения заготовки из раствора необходимо тщательно ополоснуть ее в проточной холодной воде. После работы не забудьте вымыть с мылом руки.
Далее плата травится обычным способом. Слой лака-фоторезиста устойчив к кислотным растворам, содержащим хлорид железа, персульфат аммония, соляную и фтороводородную кислоты.
После окончания травления заготовка платы промывается мыльным раствором и очищается от остатков фоторезиста тканью, пропитанной любым органическим растворителем, например ацетоном.
