Prototypage de PCB avec des cartes en cuivre présensibilisées

Je travaille actuellement sur mon premier prototype de PCB en utilisant une carte PCB pré-sensibilisée, achetée chez Maplins UK . Cependant, j'ai de gros problèmes pour exposer et développer la carte, elle ne semble jamais tourner correctement. Je n'ai même pas encore atteint le stade de la gravure car je ne suis pas satisfait des résultats de développement présensibilisés. Je suis à la recherche de trucs et astuces générales, et comment suivre le bon «chemin» vers le succès - il semble que je m'empire pour quelque raison! ;-)

J'utilise des feuilles de transparence pour jet d'encre avec le ton le plus sombre appliqué pour le masque, et après avoir remarqué que vous pouvez voir la lumière à travers les zones imprimées sur le masque, j'ai décidé de doubler et de vendre deux transparents identiques alignés les uns sur les autres. Vous pouvez le tenir à la lumière et voir toujours une sorte de lueur pourpre terne, mais il est principalement opaque. Je reconnais que cela peut être l'une des causes de mes problèmes!

J'ai commencé par utiliser une ampoule normale de 100 watts, avec peu de succès; les expositions semblaient prendre 40 minutes et plus pour avoir un effet, et devenaient très chaudes. J'avais l'habitude de maintenir le masque sur la planche avec du verre, mais après avoir réalisé des blocs de verre beaucoup de lumière UV, j'ai décidé de passer à une feuille d'acrylique transparent.

J'ai ensuite trouvé un stérilisateur UV portable bon marché, qui prétend émettre une lumière UV-C; Je sais que UV-A est le type requis pour exposer la carte autant que possible, mais cela semble avoir un effet beaucoup plus rapide, je vois un effet même après seulement deux minutes d'exposition. Le manuel indique qu'il utilise une "lampe UV germicide à longue durée de vie de 4 watts", et oui, ce n'est pas ce que vous appelleriez brillant. La plus longue exposition que j'ai faite jusqu'à présent est d'environ six minutes, et j'ai toujours vu le même problème (voir ci-dessous).

Selon leur site, les panneaux sont censés être développés à l'aide d'une solution de soude caustique.

Lors de toutes mes tentatives, je vois le motif du circuit apparaître, mais le cuivre développé qui doit être gravé loin finit loin d'être aussi brillant que je m'attendais à ce qu'il soit - je m'attends à ce que la couche de résine photosensible se dissipe complètement, résultant en exposé cuivre brillant, passant par un grand nombre de ces sites de gravure de PCB de référence sur Internet. Au lieu de cela, je me retrouve avec des degrés variables de zones aléatoires de cuivre brillant mais principalement de cuivre terne (photorésist partiellement dissous), et d'autres zones complètent la couche de photorésist bleu-vert. Je n'ai pas encore essayé de graver, mais ce n'est pas difficile de voir pourquoi je m'attends à ce qu'une planche aussi mal exposée et développée se grave aussi mal. Je ne peux pas imaginer que les zones de «cuivre principalement terne» vont graver du tout étant donné que la résine photosensible n'est que partiellement dissipée.

Je coupe de petites zones de mes deux planches pré-sensibilisées de taille moyenne à des fins de test, et je m'épuise rapidement!

Je ne suis donc pas clair et je progresse très lentement à cause de toutes ces variables:

• Pas sûr du temps d'exposition (pour ma lampe).
• Pas sûr de la position de la lumière UV et de la hauteur requise.
• Je ne sais pas si mon motif de masque est suffisamment opaque (aux rayons UV).
• Je ne suis pas sûr des proportions correctes de soude caustique dans l'eau.
• Je ne sais pas trop de temps pour laisser la planche dans la soude caustique - si je vais trop loin en développement.
• Pas sûr de tremper dans l'eau pour arrêter le développement - Pouvez-vous le remettre dans la soude caustique pour continuer le développement si vous ne l'avez pas laissé assez longtemps? Et comment savoir!?
• Je ne sais pas non plus si une planche pré-sensibilisée développée le reste et ne se décolore pas à sa gauche en plein jour. Combien de temps avant que la lumière du jour n'affecte une carte développée pré-sensibilisée?

Toute aide que quelqu'un pourrait me donner serait appréciée. Je n'ai pas gardé un journal décent de mes activités, pour apprendre efficacement, parce que je pensais l'avoir cloué maintenant! Cependant, je peux fournir des photos de mes efforts jusqu'à présent, si besoin est.

• Pas sûr du temps d'exposition (pour ma lampe).
• Pas sûr de la position de la lumière UV et de la hauteur requise.

Avec ceux-ci, vous n'avez qu'à expérimenter, je suggère de placer la carte assez près de la lampe (environ 20 à 50 mm).

Je vous suggère de prendre une longue bande de PCB de résine photosensible et de mettre dessus quelque chose qui bloque la lumière UV, puis d'exposer la bande tout en éloignant le bloqueur d'UV à des intervalles prédéfinis (disons, toutes les 10 secondes). Vous vous retrouverez avec un PCB exposé par étapes pour différents temps d'exposition (10s, 20s, 30s, 40s, 50s etc.), puis choisissez simplement le temps d'exposition qui donne le meilleur résultat.

• Je ne sais pas si mon motif de masque est suffisamment opaque (aux rayons UV).

Si c'est une feuille de transparence normale, ça devrait aller. L'impression sur ceux-ci avec une imprimante laser fonctionne mais cela dépend de votre imprimante. De grandes zones de noir peuvent être surexposées mais cela dépend de votre imprimante. Si votre qualité de noir est mauvaise, vous pouvez imprimer deux feuilles et les aligner l'une sur l'autre.

• Pas sûr des proportions correctes de soude caustique dans l'eau

J'utilise une solution à 3% de NaOH (KOH fonctionne aussi) qui semble bien fonctionner.

• Je ne sais pas trop de temps pour laisser la planche dans la soude caustique - si je vais trop loin en développement.

Vous le déplacez simplement dans la solution jusqu'à ce qu'il semble développé (du noir se détache de la carte), il se développe généralement assez rapidement (moins de 30 ans), mais cela dépend de votre solution. Si votre solution est trop forte ou que vous la développez trop longtemps, elle retirera toute la résine photosensible si vous la conservez trop longtemps dans la solution. Une solution pas assez concentrée ne développera pas la carte avec succès (encore une fois, une solution à 3% semble bien fonctionner). Laver ensuite la planche sous un robinet fonctionne bien. Vous pouvez continuer à développer après l'avoir retiré de la solution. Vous pouvez même continuer à développer après avoir gravé un peu la planche, n'oubliez pas de laver la planche. Mettre la carte dans la solution de gravure vous montre assez bien où la carte a une résine photosensible et où elle n'en a pas, le cuivre exposé à la solution de gravure y va "

• Je ne sais pas non plus si une carte pré-sensibilisée développée le reste et ne se fanera pas à sa gauche en plein jour. Combien de temps avant que la lumière du jour n'affecte une carte développée pré-sensibilisée?

Une planche avec le bouclier en plastique NE DEVRAIT PAS être affectée par la lumière du jour mais pour être sûr je les garderais dans un endroit à l'abri de la lumière (comme un tiroir).

Btw. Je vous suggère d'essayer d'exposer vos planches avec une lampe de table fluorescente 11W (celles avec une lampe en forme de "U", elles devraient être assez courantes et coûter comme 10e d'Ikea). Placez la lampe assez près de la planche (comme 50 mm près, et ayez une fine plaque de verre sur la planche pour garder le masque près de la planche). Vous pouvez obtenir une plaque de verre appropriée à partir de cadres photo (encore une fois, Ikea est un bon endroit pour les obtenir), assurez-vous simplement que c'est du vrai verre et non du plastique. Exposez pendant 12-15min (j'ai utilisé 13,5min pour mes cartes et configuration). J'utilise cette méthode avec succès depuis longtemps. Ne fonctionnera pas pour les grandes planches car la lampe est si étroite mais pour les petites planches, elle fonctionne bien.

J'utilise une imprimante à jet d'encre et cela fonctionne très bien. Vous avez besoin de papier transparent jet d'encre 3M car il est texturé. J'ai un instructable situé à: http://www.instructables.com/id/Creating-Printed-Circuit-Boards-with-a-INKJET-Prin/

J'obtiens d'excellents résultats avec une imprimante HP DeskJet 5940 bon marché et un film Mega Electronics JetStar Premium, en utilisant des planches pré-enduites positives dans une unité d'exposition UV faite maison en MDF et quelques bandes de bois. J'utilise une feuille de verre dans l'unité d'exposition - elle est transparente aux UV à ondes longues. Je continue à vouloir ajouter un autre tube pour diminuer le temps d'exposition, cela prend 11 minutes.

Il est préférable d'avoir les tubes UV à une certaine distance de l'illustration / PCB, car cela augmente la résolution en raison de l'effet de collimation. J'ai fait des pistes de 5 mil à titre expérimental, mais j'utilise généralement 10 mil.

Le jet d'encre sur la transparence est en effet faible pour cette application. Vous devez utiliser une imprimante laser ou l'imprimer sur votre jet d'encre à 2X et positif sur papier. Apportez-le à une imprimerie locale et ils peuvent le réduire 2: 1 et faire un négatif pour 10 $ ou moins.

La page Web de votre fournisseur indique clairement 1 cuillère à café d'hydroxyde de sodium (soude caustique) à 0,5 litre d'eau pour la solution de développement. Puisque vous dites que vous ne connaissez pas la concentration, cela me dit que vous n'avez pas lu leurs instructions suffisamment attentivement, c'est donc votre prochaine étape.

Bonne chance.

J'utilise également un jet d'encre bon marché avec un film JetStar et j'obtiens d'excellents résultats. Pour développer et supprimer la résistance à la gravure, j'utilise les applicateurs de style de vernis à chaussures Seno de Mega UK. L'exposition me prend 3 minutes (par côté) sous 2 ampoules UV 8W.

Quelques informations supplémentaires qui me sont venues à l'esprit après avoir lu la réponse de @ SiliconFarmer:

• Ne présumez pas qu'une imprimante laser imprimera de meilleurs noirs qu'une imprimante intégrée.
• L'illustration obtenue dépendra de nombreux facteurs, principalement de la qualité de l'imprimante elle-même (résolution maximale, précision d'enregistrement, type de toner / encre) et du type de support d'impression utilisé (feuille transparente, papier calque ...)
• Découvrez la "noirceur" que vous pouvez obtenir avec votre imprimante et votre combinaison de supports d'impression. Essayez différents supports d'impression et combinaisons de paramètres d'imprimante. Ensuite, vérifiez l'illustration imprimée par rapport à une ampoule à incandescence et restez avec la combinaison qui se traduit par un noir plus opaque pour les lignes et les coulées.
• La vérification de l'illustration obtenue sous une bonne loupe ou un (meilleur) microscope vous donnera un bon indice sur la qualité des "noirs" imprimés. Vous serez peut-être surpris de constater que de nombreuses imprimantes laser imprimeront des coulées noires "plus pauvres" que les jet d'encre!
• Si l'un des éléments ci-dessus vous donne une bonne qualité "noire", vous pouvez toujours recourir à l'impression de votre illustration deux fois, puis superposer et coller ensemble les deux impressions afin d'obtenir une amélioration 2x de l'opacité de l'encre noire imprimée.

Vous pouvez vérifier cette référence, qui m'a été utile dans le passé, où certains des sujets ci-dessus sont couverts:

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