Creación de prototipos de PCB con placas de cobre presensibilizadas

Actualmente estoy trabajando en mi primer prototipo de PCB utilizando una placa de PCB pre-sensibilizada, comprada en Maplins UK . Sin embargo, tengo problemas terribles para exponer y desarrollar el tablero, simplemente parece que nunca sale bien. Aún no he llegado a la etapa de grabado porque no estoy contento con los resultados de desarrollo presensibilizados. Estoy buscando consejos y trucos generales, y cómo seguir el "camino" correcto hacia el éxito. ¡Parece que estoy empeorando por alguna razón! ;-)

Estoy usando hojas de transparencia de inyección de tinta con el tono más oscuro aplicado para la máscara, y después de notar que puede ver la luz a través de las áreas impresas en la máscara, decidí duplicar y vendí dos transparencias idénticas alineadas una encima de la otra. Puede sostenerlo a la luz y aún ver una especie de brillo púrpura apagado, pero es principalmente opaco. ¡Reconozco que esta puede ser una de las causas de mis problemas!

Comencé usando una bombilla normal de 100 vatios, con poco éxito; Las exposiciones parecieron tomar 40 minutos y más para tener algún efecto, y se calentaron mucho. Solía ​​sostener la máscara sobre el tablero usando vidrio, pero después de darme cuenta de que el vidrio bloquea mucha luz UV, decidí cambiar a una lámina de acrílico transparente.

Luego encontré un esterilizador UV portátil barato, que en realidad dice que emite luz UV-C; Sé que UV-A es el tipo requerido para exponer la placa lo más lejos que puedo hacer ejercicio, pero parece tener un efecto mucho más rápido, veo un efecto incluso después de solo dos minutos de exposición. El manual establece que utiliza una "lámpara UV germicida de 4 vatios de larga duración", y sí, no es lo que llamarías brillante. La exposición más larga que he hecho hasta ahora es de unos seis minutos, y todavía vi el mismo problema (ver más abajo).

Según su sitio, los tableros se desarrollan supuestamente utilizando una solución de sosa cáustica.

En todos mis intentos, veo que aparece el patrón del circuito, pero el cobre desarrollado que se va a grabar no termina tan brillante como esperaba que fuera: espero que la capa fotorresistente se disipe por completo, lo que da como resultado cobre brillante expuesto, pasando por muchos de esos sitios de referencia de grabado de PCB en Internet. En cambio, termino con diversos grados de áreas aleatorias de cobre brillante pero principalmente cobre opaco (fotorresistencia parcialmente disuelta), y otras áreas completan la capa fotorresistente azul verdosa. Todavía no he probado el grabado, pero no es difícil ver por qué espero que una placa tan pobremente expuesta y desarrollada también se grabe mal. No puedo imaginar que las áreas de 'cobre casi opaco' se grabarán en absoluto dado que la fotorresistencia se disipa solo parcialmente.

Estoy cortando áreas pequeñas de mis dos tableros pre-sensibilizados de tamaño mediano para fines de prueba, ¡y me estoy quedando sin rapidez!

Así que no estoy claro y estoy avanzando muy lentamente debido a todas estas variables:

• No estoy seguro sobre el tiempo de exposición (para mi lámpara).
• No estoy seguro acerca de la posición y altura de la luz UV requerida.
• No estoy seguro si mi patrón de máscara es lo suficientemente opaco (a la luz UV).
• No estoy seguro acerca de las proporciones correctas de la soda cáustica al agua.
• No estoy seguro sobre el momento de dejar el tablero en la soda cáustica, si estoy yendo demasiado lejos en desarrollo.
• No estoy seguro de sumergirlo en agua para detener el desarrollo: ¿puede volver a colocarlo en la soda cáustica para continuar el desarrollo si no lo dejó en el tiempo suficiente? Además, ¿cómo puedes saberlo?
• Tampoco sé si una placa pre-sensibilizada desarrollada se mantiene así y no se desvanecerá, ya que se deja a la luz del día con el tiempo. ¿Cuánto tiempo antes de que la luz del día normal afecte a una placa desarrollada previamente sensibilizada?

Cualquier ayuda que alguien pueda darme sería apreciada. No he mantenido un registro decente de mis actividades, para aprender de manera efectiva, ¡porque pensé que ya lo habría logrado! Sin embargo, puedo proporcionar imágenes de mis esfuerzos hasta ahora, si es necesario.

• No estoy seguro sobre el tiempo de exposición (para mi lámpara).
• No estoy seguro acerca de la posición y altura de la luz UV requerida.

Con estos solo tiene que experimentar, le sugiero que coloque la placa bastante cerca de la lámpara (20-50 mm más o menos).

Le sugiero que tome una tira larga de PCB fotorresistente y coloque algo encima que bloquee la luz UV, luego exponga la tira mientras aleja el bloqueador UV a intervalos predefinidos (por ejemplo, cada 10 segundos). Lo que terminará con es una PCB expuesta en pasos para diferentes tiempos de exposición (10s, 20s, 30s, 40s, 50s, etc.), luego simplemente elija el tiempo de exposición que ofrezca el mejor resultado.

• No estoy seguro si mi patrón de máscara es lo suficientemente opaco (a la luz UV).

Si es una hoja de transparencia normal, debería estar bien. Imprimir en estos con una impresora láser funciona, pero esto depende de su impresora. Grandes áreas de negro pueden sobreexponerse, pero esto depende de su impresora. Si su calidad de negro es mala, puede imprimir dos hojas y alinearlas una encima de la otra.

• No estoy seguro de las proporciones correctas de la soda cáustica al agua

He estado usando una solución de NaOH al 3% (KOH también funciona) que parece funcionar bien.

• No estoy seguro sobre el momento de dejar el tablero en la soda cáustica, si estoy yendo demasiado lejos en el desarrollo.

Básicamente, simplemente lo mueve en la solución hasta que parece desarrollado (las cosas negras salen del tablero), generalmente se desarrolla bastante rápido (menos de 30 años), pero esto depende de su solución. Si su solución es demasiado fuerte o la desarrolla demasiado, eliminará toda la fotorresistencia si la mantiene en la solución demasiado tiempo. Una solución no lo suficientemente concentrada no desarrollará con éxito el tablero (nuevamente, la solución del 3% parece funcionar bien). Lavar el tablero debajo de un grifo luego funciona bien. Puede continuar desarrollando después de quitarlo de la solución. Incluso puede continuar desarrollándose después de grabar un poco la placa, solo recuerde lavar la placa. Poner la placa en la solución de grabado muestra muy bien dónde la placa tiene fotorresistencia y dónde no, el cobre expuesto a la solución de grabado va a esto "

• Tampoco sé si una tabla pre-sensibilizada desarrollada permanece así, y no se desvanecerá a medida que se deja a la luz del día con el tiempo. ¿Cuánto tiempo antes de que la luz del día normal afecte a una placa desarrollada previamente sensibilizada?

Una placa con el escudo de plástico NO DEBE verse afectada por la luz del día, pero para asegurarme de mantenerlos en un lugar protegido de la luz (como un cajón).

Por cierto. Te sugiero que trates de exponer tus tableros con una lámpara de mesa fluorescente de 11W (los que tienen una lámpara en forma de "U", deberían ser bastante comunes y costar como 10e de Ikea). Coloque la lámpara bastante cerca del tablero (como 50 mm de cierre y coloque una placa delgada de vidrio sobre el tablero para mantener la máscara cerca del tablero). Puede obtener una placa de vidrio adecuada de los marcos de cuadros (nuevamente, Ikea es un buen lugar para obtenerlos), solo asegúrese de que sea de vidrio real y no de plástico. Exponer durante 12-15 minutos (he usado 13,5 minutos para mis tableros y configuración). He estado usando este método con éxito durante mucho tiempo. No funcionará para tableros grandes debido a que la lámpara es tan estrecha, pero para tableros pequeños funciona bien.

Yo uso una impresora de inyección de tinta y funciona muy bien. Necesita papel transparente de inyección de tinta de 3M porque tiene textura. Tengo un instructable ubicado en: http://www.instructables.com/id/Creating-Printed-Circuit-Boards-with-a-INKJET-Prin/

Obtengo excelentes resultados con una impresora HP DeskJet 5940 barata y una película Mega Electronics JetStar Premium, usando tableros pre-recubiertos positivos en una unidad de exposición UV hecha en casa hecha de MDF y algunas tiras de madera. Utilizo una lámina de vidrio en la unidad de exposición: es transparente a los rayos UV de onda larga. Sigo con la intención de agregar otro tubo para disminuir el tiempo de exposición, lleva 11 minutos.

Es mejor tener los tubos UV a cierta distancia de la obra de arte / PCB, ya que aumenta la resolución debido al efecto de colimación. He hecho 5 mil pistas como experimento, pero usualmente uso 10 mil.

La inyección de tinta sobre transparencia es de hecho débil para esta aplicación. Debe utilizar una impresora láser o imprimirla en su chorro de tinta a 2X y positivo en papel. Llévelo a una imprenta local y pueden reducirlo 2: 1 y hacer un negativo por $ 10 o menos.

La página web de su proveedor dice claramente 1 cucharadita de hidróxido de sodio (sosa cáustica) a 0,5 litros de agua para la solución de revelador. Como usted dice que no conoce la concentración, me dice que no ha leído sus instrucciones con suficiente cuidado, por lo que ese es su próximo paso.

Buena suerte.

También uso un chorro de tinta barato con película JetStar y obtengo excelentes resultados. Para desarrollar y eliminar la resistencia al grabado, utilizo los aplicadores de estilo de pulido de arranque de Seno de Mega UK. La exposición me lleva 3 minutos (por lado) debajo de 2 bombillas UV de 8W.

Alguna información adicional que vino a mi mente después de leer la respuesta de @ SiliconFarmer:

• No asuma que una impresora láser imprimirá mejores negros que una de inyección.
• El diseño resultante dependerá de muchos factores, principalmente de la calidad de la impresora (resolución máxima, precisión de registro, tipo de tóner / tinta) y del tipo de material de impresión utilizado (hoja de transparencia, papel de calco ...)
• Vea la "negrura" que puede obtener con su impresora y la combinación de medios de impresión. Pruebe diferentes medios de impresión y combinaciones de configuraciones de impresora. Luego verifique la obra de arte impresa contra una bombilla incandescente y quédese con la combinación que da como resultado un negro más opaco para líneas y vertidos.
• Verificando la obra de arte resultante bajo una buena lente de aumento o (mejor) microscopio le dará una buena pista sobre la calidad de los "negros" impresos. ¡Es posible que se sorprenda de que muchas impresoras láser impriman vertidos negros "más pobres" que los inyectores de tinta!
• Si cualquiera de los anteriores le da una buena calidad de "negro", siempre puede recurrir a imprimir su obra de arte dos veces y luego superponer y pegar ambas impresiones para obtener una mejora de 2 veces en la opacidad de la tinta negra impresa.

Puede consultar esta referencia, que me resultó útil en el pasado, donde se tratan algunos de los temas anteriores:

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