Dieser Artikel ist der Herstellung einer selbstgemachten Leiterplatte mit grüner Farbe gewidmet.
Allgemeine Fragen zur Herstellung von Leiterplatten zu Hause werden im Internet recht ausführlich behandelt. Ich werde nicht beschreiben, was andere schon hundertmal geschrieben haben. Stattdessen beschreibe ich kurz meine kleinen Tricks und Prozesse, insbesondere zu Vias und Maskierung.

Selbstgemachtes Brett mit 8-mil-Spuren, 6-mil-Abstand, Adaptern und Maske.

Ausrüstung

Laserdrucker (Kyocera FS-1100-Drucker, für Tonerübertragung), Laminator, Mikrokompressor.

Material
Alles ist wie gewohnt (Textolith, Eisenchlorid, Aceton usw.), bis auf die Glasfarbe (Pebeo Vitrea 160).

Verfahren

Swerlowka: Da ich zum Bohren CNC verwende, erfolgt der Vorgang vor der Tonerübertragung. In diesem Fall ist es einfacher, das Muster zu positionieren.

Toner auf die Platine übertragen:

Viele Menschen verwenden ein Bügeleisen, die besten Ergebnisse wurden jedoch mit einem Laminator erzielt. Wir rollen es 10-15 Mal durch den Laminator. Papier – auch hier kann jeder experimentieren, ich verwende 130 g/m Fotopapier. Meiner Meinung nach verlängert die Verwendung von Fotopapier die Lebensdauer des Druckers. Druckmodus, maximalen Tonerverbrauch wählen) Leider geht der Trend dahin, dass moderne Drucker immer sparsamer sind (oder glücklicherweise, je nachdem, auf welche Seite man schaut) und die Dicke des Toners nach der Übertragung tendenziell abnimmt. Folgendes geschah nach dem Laminator:

Radierung:

Der Ätzvorgang findet in einer Eisenchloridlösung statt und unterscheidet sich nicht von klassischen Methoden (wärmeres Wasser, mehr Eisen, öfter umrühren)

Durchkontaktierungen:

Durchkontaktierungen sind ein wesentlicher Bestandteil des Prozesses zur Herstellung einer selbstgemachten doppelseitigen Platine. Sie können mehrere Optionen für hausgemachte Übergänge in Betracht ziehen:

1. Verwendung spezieller Buchsen. Schwer zu finden oder herzustellen. Die Notwendigkeit eines ausreichend großen Durchmessers bei VIA.

2. Installation von Jumpern mit Draht. Es hat einen Nachteil: Der Adapter befindet sich unter dem Gehäuse des SMD-Chips. Dies erfordert etwas Erfahrung. (Überall ist Erfahrung erforderlich, aber Brücken in der erforderlichen Länge herzustellen und sie dann mit einer minimalen Menge Lot zu löten, ist manchmal nicht einfach.)

3. Drücken. Mit dieser Methode können Sie eine hochwertige Übergangsverbindung zwischen Ebenen erstellen. Zu diesem Zweck wurde eine spezielle Pressmaschine geschaffen. Details zur Presse können Sie hier nachlesen.

Es scheint, dass der nächste Schritt darin besteht, die Zahlung zu verdienen und weiterzumachen! Aber nein, es ist langweilig und hässlich. Wir suchen nicht nach einfachen Wegen. Ein Brett mit Grün basteln

Maske

Die Maske schützt die Platte vor Korrosion, schafft günstigere Bedingungen bei der Installation und verleiht der Platte ein „Marken“-Aussehen. Dies ist das erste Mal, dass jemand von einer selbstgemachten Maske liest. Sie basiert auf öffentlich erhältlicher Glasmalerei. Pébéo Vitrea 160. Farbe auf Wasserbasis hat eine Besonderheit: Sie muss 40 Minuten lang in einem Ofen bei einer Temperatur von 160 °C gebrannt (getrocknet) werden. Tatsächlich habe ich nicht versucht, das Brett über 130 Grad zu braten. Für eine normale Lackpolymerisation reicht eine Temperatur von 130 völlig aus.

Zuerst drucken wir auf demselben Laserdrucker eine Schicht, um die an der Installation beteiligten Pads zu schützen. Vereinfacht gesagt decken wir die notwendigen Bereiche mit der Maske ab. Legen Sie es auf das Brett und legen Sie es wieder in den Laminator ein:

Anschließend tragen wir Farbe mit unserem Mini-Sprühgerät auf. Ich füge vor dem Auftragen 1 Teil Wasser zu 4 Teilen Farbe hinzu. Warten Sie nach dem Auftragen 24 Stunden, bis die Farbe getrocknet ist. Es besteht kein Grund zur Eile – wir werden immer Zeit haben, das Brett zu verbrennen. Danach werfen wir meine Frau aus der Küche und besetzen den Herd für 40 Minuten. Tatsächlich ist es für diese Zwecke besser, sich eine Art Mini-Ofen zu besorgen oder einen Toaster zu verwenden. In jedem Fall müssen Sie die Temperatur jedoch sorgfältig überwachen. Nach 40 Minuten den Kuchen aus dem Ofen nehmen:

Die aus Toner bestehende Schutzschicht wird mit einem Lösungsmittel oder Aceton durch leichte mechanische Krafteinwirkung mit den Händen entfernt. Aufgrund der schlechten Haftung des Toners löst sich der Lack an den geschützten Stellen. Jetzt können Sie die Pads verzinnen und einen SDR-Transceiver oder ein anderes Schmuckstück anlöten. Im Allgemeinen ist die gesamte Methode recht arbeitsintensiv und meiner Meinung nach für sehr wichtige Schmuckstücke notwendig. Nun, oder für echte Ästheten, die es nicht gewohnt sind, in China 1000 Rubel für ein doppelseitiges Markenbrett zu zahlen (wenn jemand Interesse hat, schreiben Sie, ich gebe Ihnen die Adresse der Website, auf der Sie tatsächlich normale Bretter für 1000 bestellen können Rubel)

Die Qualität eines selbstgebauten elektronischen Geräts hängt stark davon ab, wie gut es hergestellt wurde (Ja, das ist ein nützlicher Satz, es ist schon klar! Nun ja... Aber irgendwo muss ich anfangen?). Dabei spielt die Leiterplatte eine große Rolle (falls man keine hat, geht das mit aufwändiger Installation). Je komplexer das Gerät, desto komplexer ist das Leiterplattendesign und desto hochwertiger muss es hergestellt werden. Über einen der Wege DIY-Leiterplattenherstellung Die Rede wird gehen.

Vorwort

Es gibt mehrere Möglichkeiten Leiterplatten zu Hause herstellen. Als ich gerade anfing, die Herstellung von Leiterplatten zu beherrschen (das war damals, als ich in der Schule Elektroniker lernte), bemalte ich die Wege mit Nagellack (die Leiterplatten erwiesen sich als sehr brutal), Dann bin ich auf einen wasserfesten Marker umgestiegen (die Tafeln sahen schon viel besser aus). Aber erst, als ich umgestiegen bin Laser-Bügeltechnologie(LOOT) (und das geschah vor relativ kurzer Zeit) Ich habe endlich angefangen, Leiterplatten herzustellen, die optisch ansprechend sind. Mein Hobby ist das Entwerfen und Herstellen verschiedener elektronischer Geräte. Ist es wirklich interessant, etwas auf eine gruselige Leiterplatte zu löten? Doch nach einiger Zeit war ich mit dieser Technologie nicht mehr zufrieden. Trotz der Vorteile von LUT als Technologie zur Herstellung von Leiterplatten, und davon gibt es ziemlich viele::

Mithilfe der Laser-Eisen-Technologie war es sogar möglich, Beschriftungen anzubringen, was ich in einigen Fällen auch tat.
Aber LUT ergab eine Genauigkeit von nicht mehr als 0,3 mm. Das ist die praktische Decke. Ich habe versucht, die Spuren dünner zu machen, und es hat funktioniert, obwohl gleichzeitig der Prozentsatz der Fehler deutlich gestiegen ist. Im Allgemeinen habe ich das Vorwort zum Artikel bereits skizziert, also kommen wir zum Lötstopplack selbst.

Was ist eine Lötmaske?

FSR8000— Zweikomponentenzusammensetzung, die gegenüber ultravioletter Strahlung empfindlich ist. Hat drei Staaten.
1. „Roher Staat“. Nachdem die beiden Komponenten vermischt wurden. In dieser Form kann es entweder mit Aceton oder einer Sodalösung abgewaschen werden.
2) „Verhärteter Zustand“.
2a) Keinem ultravioletten Licht ausgesetzt. Löst sich mit Aceton und Sodalösung auf.
2b) Nach Einwirkung von ultraviolettem Licht wird die Maske beständig gegen Sodalösung, kann aber weiterhin mit Aceton abgewaschen werden.
3) „Gebackener Zustand“. Es wird nach Erhitzen auf 160 Grad und anschließender Belichtung für mehrere zehn Minuten erhalten. Es ist in Aceton nicht löslich und weist eine hohe mechanische Beständigkeit auf.
Vereinfacht ausgedrückt: Eine Maske ist eine Schutzschicht, die häufig auf werkseitig hergestellten Leiterplatten zu sehen ist. Sehr oft grün. In diesem Artikel wird die nicht standardmäßige Verwendung dieser Maske als Fotolack erläutert.
Dazu müssen Sie die ersten beiden Zustände verwenden, d.h. Erstellen Sie mithilfe von Beleuchtung und anschließender Entwicklung ein Leitermuster auf der Leiterplatte. Und nach dem Ätzen dieses Muster mit Aceton abwaschen.
Anschließend kann die Maske bestimmungsgemäß verwendet werden, indem der Bereich der gesamten Platine mit Ausnahme der zum Abdichten von Teilen vorgesehenen Kontaktpads mit einer Maske abgedeckt wird. Anschließend wird die Maske in den dritten Zustand überführt. Und jetzt ungefähr das Gleiche, aber im Detail und mit Fotos.

Liste dessen, was für den PCB-Herstellungsprozess benötigt wird

Technologischer Prozess zur Herstellung einer Leiterplatte zu Hause

Fotomaske (Fotosatzfilm). Dies kann in einer Druckerei erfolgen, die über eine Ausrüstung zum Fotosatz von Filmen verfügt. Oftmals wird dieser Service von Druckereien nicht beworben, da es sich um einen rein internen Service handelt. Aber in der Regel sind sie damit einverstanden, Ihre Taschentuchzeichnungen problemlos auf Fotosatzfolie zu drucken. Das Dateiformat und die Abmessungen der Zeichnungen sind mit der jeweiligen Druckerei abzuklären.
Um ein Platinenmuster zu erhalten, muss die Vorlage umgedreht werden (weiße Spuren auf schwarzem Hintergrund). Für eine Schutzmaske – gerade (schwarze Kreise auf weißem Hintergrund).

Die Fotos zeigen die Fotomaske selbst für die Leiterplatte. Eine Seite scheint geprägt zu sein, die andere sollte glänzend und glatt sein. Es ist wichtig, die Seiten nicht zu verwechseln – die Fotoschicht befindet sich auf der Seite, auf der sich das Relief befindet.
Ein Holzrahmen (aus Balsaholz, geklebt mit dünnflüssigem Sekundenkleber!) mit gespannter Babyschleife. Im Allgemeinen ist es am besten, spezielle Gitter zu verwenden. Anschließend habe ich die Schleife aufgegeben und bin auf Organza umgestiegen (gefunden, wo alle möglichen Vorhänge und Gardinen für Fenster genäht werden. Man hat mir zum Beispiel Reste dieses Organzas kostenlos geschenkt)

Wir schneiden den Rohling aus der Leiterplatte aus. Wir geben etwas Spielraum an den Seiten. Sie können keine Reserve geben, sondern auf einmal einen Leiterplattenrohling in der erforderlichen Größe ausschneiden, müssen dann aber darauf achten, dass sich die Maske nicht am Rand ansammelt (d. h. versuchen, sie gleichmäßig zu verteilen).

Reinigen Sie die Oberfläche mit Schleifpapier. Sie müssen sich nicht anstrengen, entfernen Sie einfach den Schmutz – die Maske haftet sehr gut auf der Leiterplatte.
Das Foto zeigt gereinigten Textolith. Metallspäne mit Wasser abwaschen.
Mit Thermometer bügeln. Es ist nicht notwendig, den Prozess immer so zu kontrollieren. Jetzt kenne ich die Position des Reglers für 60–80 Grad, und wenn ich ihn auf diese Position stelle, bin ich sicher, dass ich die gewünschte Temperatur erreiche. Seien Sie vorsichtig, die Temperatur des Bügeleisens sollte 100 °C nicht überschreiten! Wenn Sie diese Temperatur überschreiten, verliert Ihre Maske die Fähigkeit, sich in Soda zu entwickeln.
Wir sammeln die Maskenbestandteile in kleinen Spritzen. Alles, was Sie zur Herstellung einer Leiterplatte benötigen
- Komponenten in Spritzen maskieren
- rahmen
- Fotovorlage
- Zahnstocher
- ein Stück Polystyrolschaum.
Drücken Sie die erforderliche Menge an Reagenzien auf den Textoliten.
Für einen solchen Schal sind das 3 ml Maske (grüne Komponente) und 1 Teil Härter (weiße Komponente). Diese. das Verhältnis sollte 3 zu 1 betragen.
Mit einem Zahnstocher umrühren. Wir versuchen, gut zu rühren, denn von der Qualität des Rührens hängt viel ab.
Gemischte homogene Maske
Mit dem Netz oben nach unten drücken. An dieser Stelle ist es vielleicht erwähnenswert, dass es in manchen Fällen (insbesondere wenn die Maske bereits abgelaufen ist) besser ist, große Portionen für mehrere Schals auf einmal zu mischen. Platzieren Sie dann einen Rahmen mit einem Netz auf dem Schal und tragen Sie die erforderliche Menge der gemischten Maske auf das Netz auf. Dann verhindert das Netz, dass dichte (verdickte) Klumpen der Maske auf die Leiterplatte gelangen und dadurch das Gesamtbild ruinieren.
Wir verteilen die Maske über den Textolithen. Der Punkt ist, dass die Maske nur in den Gitterzellen verbleibt. Wenn wir dann das Netz entfernen, erhalten wir eine gleichmäßig verteilte Maske. Daher versuchen wir, überschüssige Maske mit einem Stück Polystyrolschaum wie auf dem Foto (oder einer Kreditkarte) von der Oberfläche des Netzes zu entfernen. Ohne Fanatismus! Zerreißen Sie das Netz nicht
Ergebnis
Entfernen Sie vorsichtig das Netz
Die Maske verteilt sich schnell über die gesamte Oberfläche und bildet eine gleichmäßige Schicht
Wir legen die zukünftige Leiterplatte auf das Bügeleisen
Decken Sie den Schal mit etwas ab, um ihn vor Staub zu schützen. Und warten Sie ein paar Minuten (oder mehrere zehn Minuten). In der Zwischenzeit werfen wir das Netz mit Resten der Maske in Soda.
Es ist wichtig, den Moment zu erfassen, in dem die Maske fast vollständig trocken ist. Sie können versuchen, die Maske mit dem Finger am Rand des Schals zu überprüfen (wo Sie die Toleranz gelassen haben. Haben Sie die Toleranz gelassen?! Ja, übrigens, wenn Sie sie nicht gelassen haben, ist es egal – Sie Sie können die Maske dort berühren, wo definitiv kein Muster vorhanden ist. Und bei gedruckten Leitern sind Ihre Fingerabdrücke kaum ein Hindernis). Wenn beim Überstreichen mit dem Finger keine Spuren auf der Oberfläche zurückbleiben und die Maske leicht an den Fingern klebt, brauchen wir das.
Schal mit einer Maske mit ausgeschnittenem Muster.
Wir tragen die Vorlage mit einer Fotoschicht auf die Maske auf und glätten sie vorsichtig am Schal. VERWECHSELN SIE DIE SEITE NICHT! Sollte die Oberfläche etwas klebrig sein, haftet die Schablone problemlos am Schal. Wenn die Oberfläche bereits fast trocken ist, macht das nichts. Versuchen Sie entweder, die Oberfläche mit Wasser zu befeuchten, damit die Schablone haftet, oder drücken Sie die Schablone mit etwas auf den Schal (Sie können es mit Klebeband festkleben. Aber seien Sie vorsichtig!) Generell sollte die Schablone eng am Schal anliegen.
Wir bringen es ins Licht. Die Belichtungszeit wird experimentell ermittelt. Ich kann Ihnen die Modi meiner Beleuchtung verraten: 70 (oder sogar 80) Minuten bei einem Abstand von 7 cm, unter einem 22-Watt-Energiesparmodus. Mit einer UV-Lampe ergibt sich eine wesentlich kürzere Belichtungszeit, gleichzeitig verringern sich aber auch die Zeittoleranzen entsprechend.
Wir bereiten die Lösung für die Entwicklung vor (im Voraus haben wir nur den Rahmen hineingeworfen). Wasser bei Raumtemperatur. Gereinigt, weich. Dosierung – experimentell, auf dem Foto ist die Dosierung für weiches St. Petersburger Wasser zu sehen (Wie Sie vielleicht erraten haben, wurden die Fotos von Termite aufgenommen). Bei hartem Wasser sollte mehr Soda vorhanden sein. Die Lösung sollte sich leicht seifig anfühlen. Bei zu viel Natron geht die Entwicklung schnell vonstatten, die leicht unterbelichtete Maske löst sich jedoch während der Entwicklung. Und wenn zu wenig Soda vorhanden ist, wird die Entwicklung sehr langsam sein. Darüber hinaus beeinträchtigt das Erhitzen der Lösung nur die Entwicklung.

Nachdem die für die Belichtung erforderliche Zeit abgelaufen ist, entfernen Sie die Folie und werfen Sie den Schal in die Lösung
Schal in Lösung.
Wenn alles korrekt ist, sollten Sie innerhalb einer Minute ein helles Leitermuster sehen.
Wenn der Schal vollständig entwickelt ist, waschen Sie ihn, um alle Sodarückstände zu entfernen, und legen Sie ihn zum Trocknen auf das Bügeleisen.
Was ist passiert. Klare PCB-Zeichnung
Eine der unangenehmen Eigenschaften der Maske sind die unterentwickelten Bereiche. Auf einem trockenen Schal sind sie als weißliche Flecken sehr deutlich sichtbar. Sie sollten nicht existieren! Sie verhindern, dass die Ätzlösung das Kupfer erreicht. Dann werfen wir den Schal zurück in die Lösung und reinigen diese Stellen leicht mit einem Wattestäbchen. Nochmals abwaschen, trocknen, kontrollieren. Und wenn alles in Ordnung ist, dann...
Wir vergiften den Schal.
Während des Ätzvorgangs prüfen wir, dass keine Luftblasen vorhanden sind. Oft liegen sie zwischen den Gleisen.
Wir vergiften, wir vergiften...


Das ist, was passiert ist.
Waschen Sie die Maske mit Aceton ab. Sie können den Schal und den Ring auf Brüche und Kurzschlüsse überprüfen. Schließlich werden wir jetzt eine Schutzmaske aufsetzen, und dann wird es sehr schwierig, Brüche und insbesondere Kurzschlüsse zu beheben.
Im Prinzip kann man löten, aber wir haben eine Maske! Wir brauchen eine Schutzmaske! Deshalb wiederholen wir den gesamten Vorgang. Anwendung von Komponenten
Mischen und Verteilen
Trocknen Diesmal dauert das Trocknen länger. Damit die Maske überhaupt nicht mehr klebt. Schließlich müssen Sie die Vorlage jetzt sehr genau mit den vorgefertigten Spuren kombinieren, und wenn die Vorlage an der Maske haftet, wird dies sehr schwierig.

Wenden Sie die Maskenvorlage an. Die Genauigkeit der Registrierung kann gegen Licht überprüft werden (wenn der Schal einseitig ist)
Nochmals in die Belichtung (ja, ja, noch einmal für 70-80 Minuten, wenn Sie kein UV-Licht haben. Aber Sie können mehrere Leiterplatten gleichzeitig herstellen!) Und dann in die Entwicklung in derselben Sodalösung. Im Prinzip hält es lange. Allerdings müssen Sie ihn trotzdem ändern, denn in der grünen Lösung sieht man den Schal selbst nicht und wie er immer schöner wird
Ich beobachte zum Beispiel gerne, wie nach und nach glänzende Kupferpads auf einer grünen Oberfläche entstehen
Ergebnis. Eine sehr schöne handgefertigte Leiterplatte.
Und das Ergebnis ist eindeutig. Wir haben die Gleise ein wenig vermisst
Als nächstes trocknen wir den Schal. Bei gleicher Temperatur (60...80). Dies ist notwendig, damit das Wasser nicht kocht und die Maske nicht aufquillt.
Danach erhöhen wir die Temperatur auf 160 Grad und trocknen den Schal noch etwa eine Stunde lang. Und hier ist das Ergebnis. Bereits beschnitten, gebohrt, verzinnt und gelötet. Ist es nicht – sehr ähnlich einer Leiterplatte, die in einer Fabrik hergestellt wird?
Also, Profis Verwenden Sie diese Methode selbst Leiterplattenherstellung:

• Sehr, sehr technologisch fortschrittlich und schön
• Hohe Genauigkeit. 0,15 mm sind kein Problem. Zwei Spuren zwischen den Beinen des DIP-Pakets? Wenn Sie es versuchen, ist es kein Problem.
• Fast 100 % Wiederholgenauigkeit(Natürlich ist dies der Fall, wenn Sie bereits wissen, in welcher Entfernung und für wie lange Sie andere kleine Dinge beleuchten müssen, die Sie bei den ersten Versuchen, einen Schal herzustellen, experimentell ermittelt haben.)
• Schutzmaske. Das ist ein sehr gutes Plus, schließlich wird das Löten mit einer Schutzmaske ganz einfach – SMD-Bauteile fallen einfach von selbst an ihren Platz.

Und jetzt die Nachteile.

• Sehr lang. Bei Verwendung herkömmlicher Energiespargeräte dauert es SEHR LANGE. Aber wer hindert Sie daran, Schals in großen Mengen herzustellen?
• Sie benötigen einen Fotosatzfilm. (Sie können natürlich auch Vorlagen aus einem Drucker verwenden. Aber... ehrlich gesagt, ich empfehle es nicht. Denn dann werden die Toleranzen bei der Belichtungszeit sehr, sehr klein)
• Nun, das Wichtigste: Die FSR8000-Maske ist schwer zu bekommen.

Sicherheitstechnik.

Bedenken Sie, dass die Beschreibung des FSR8000 viele unangenehme Dinge über die toxischen Eigenschaften der Maskendämpfe enthält. Arbeiten Sie mindestens bei geöffnetem Fenster. Und das Beste: unter der Haube. Nun zu meinem Rat: „Berühren Sie es mit dem Finger, um zu sehen, ob es trocken ist“ – es ist immer noch besser, dies nicht zu tun. Wenn Sie die Maske an Ihre Hände bekommen, waschen Sie sie schnell ab.
Aceton. Auch schädlich. Es löst Fett auf, was bedeutet, dass es mit dem Unterhautfettgewebe etwas Unangenehmes anrichten kann. Es ist besser, längeren Kontakt zu vermeiden.

Eisenchlorid. Es ist besser, die Dämpfe nicht einzuatmen. Im Allgemeinen findet mein gesamter Prozess auf dem Balkon bei geöffnetem Fenster statt. Ich gehe nur dann auf den Balkon, wenn meine Anwesenheit notwendig ist. Und wenn ich fertig bin, lüfte ich es gut.

Schlussfolgerungen

Machen DIY-Leiterplatte fast Fabrikqualität zu Hause- vielleicht und nicht einmal sehr schwierig! Auch die hochwertige Herstellung von Vias möchte ich beherrschen...

Vielen Dank an Termite für die bereitgestellten Fotos, die Beschreibung der Technologie selbst (er war der Erste, der sie ausprobiert hat) und für die gespendete Maske

Bei jedem Factory-Board fällt sofort der Hauptunterschied ins Auge: Bei fast allen Factory-Boards sind die Leiterbahnen mit einer Art Schutzschicht überzogen, nur die Kontaktpads bleiben außen. Diese Schicht kann grün, rot, blau und manchmal sogar schwarz oder weiß sein. Was ist das also und warum wird es benötigt?

Diese Beschichtung wird als Lötmaske bezeichnet und soll die Leiterbahnen vor Oxiden, unbeabsichtigten Kurzschlüssen und Überhitzung der Leiterplatte während der Installation von Elementen schützen. Darüber hinaus ist die Installation von Elementen auf einer mit einer Lötmaske bedeckten Platine wesentlich komfortabler: Das Lot dehnt sich nicht entlang der Leiterbahnen aus. Wenn die Teile mit einem Haartrockner versiegelt werden, ist dies umso wichtiger. Und das Board mit Maske sieht viel attraktiver aus.

Derzeit stehen dem Funkamateur drei Arten von Lötstopplacken zur Verfügung:

• Einkomponentig (UV-härtend).
• Zweikomponentig.
• Trockener Film.

Die von unseren kleinen chinesischen Freunden angebotene Einkomponentenmaske ist eigentlich eine Reparaturfarbe. Zum Beispiel ist es für sie sehr praktisch, den Bereich abzudecken, in dem die Wege wiederhergestellt werden. Nein, es wird auch als Maske verwendet; in diesem Fall ist kein Ofen erforderlich (und UV-Lampen sind auf jeden Fall erforderlich), aber von der Festigkeit her ist es einem Zweikomponentenprodukt immer noch unterlegen. Es gibt auch eine echte Einkomponenten-Lötmaske, diese ist jedoch weitaus seltener.

Die Filmmaske ist dem Fotolack sowohl im Aussehen als auch im Prinzip der Verarbeitung sehr ähnlich. Ja, ja, eine Schutzschicht kann auch aus Fotolack hergestellt werden, aber in Wirklichkeit ist es nur ein Schein, der weder chemische noch mechanische Festigkeit aufweist. Es ist auch ziemlich selten, ziemlich teuer und vor allem ist für den vollen Betrieb ein Vakuumlaminator erforderlich (damit die Maske vollständig auf der Plattenoberfläche haftet).

Das optimale Preis-Leistungs-Verhältnis bietet ein Zweikomponenten-Lötstopplack. Es ist möglich, die Maske nach Gewicht zu kaufen, was die Maske noch günstiger macht.

Ja, das Anbringen einer Lötstoppmaske macht den Platinenherstellungsprozess noch arbeitsintensiver und zeitaufwändiger und erfordert neue Werkzeuge und Materialien. Aber ein echter Funkamateur sollte nicht stillstehen; es ist immer gut, sich neue Fähigkeiten und Kenntnisse anzueignen.

Teilen wir den Platinenherstellungsprozess wie üblich in Phasen ein:

Werkstück bohren, Fotolack auftragen, belichten, entwickeln, ätzen. Wir haben alle diese Phasen zuvor behandelt. Vielleicht wird es jemanden überraschen, dass der erste Schritt das Bohren ist, normalerweise haben wir das fast ganz am Ende gemacht, aber in diesem Fall werden die Löcher von einer CNC-Maschine gebohrt, und die Reihenfolge wird genau so sein. Wir werden über das Vorbereiten von Dateien für die Maschine und die Herstellung einer Platine damit sprechen, gehen aber vorerst davon aus, dass dies eine Selbstverständlichkeit ist.

Gebohrter Rohling mit aufgetragenem Fotolack.

Vorbereitung vor dem Freilegen der Spuren.

Auf dem zweiten Foto können Sie sehen, dass sich neben der Gleisvorlage eine weitere Vorlage befindet (tatsächlich gibt es mehr als eine). Dies ist die Vorlage für die Lötstoppmaske. Nach dem Arbeitsprinzip unterscheidet sich die Maske nicht wesentlich vom Fotolack. Dabei handelt es sich um genau das gleiche lichtempfindliche Material mit geringfügigen Unterschieden: Es besteht aus zwei Komponenten und ist flüssig.

Mischen der Maske. Vor dem Auftragen der Maske werden Komposit und Härter in einem bestimmten Verhältnis gemischt, zum Beispiel für die FSR-8000-Maske – 3:1. Das Komposit hat die Farbe der Beschichtung und der Härter ist weiß.

Die Situation, dass bei der Anwendung nicht genügend Maske vorhanden ist, wirkt sich sehr deprimierend auf die Psyche aus, weshalb eine Berechnung der Menge erforderlich ist. Eigentlich ist hier alles einfach: Für 1 Quadratdezimeter Brett (10*10 cm) reichen 2 Gramm Maske mit Rand. Natürlich hängt alles von der Konsistenz und der Art des Auftragens ab, aber ich spreche von einer Situation, in der die Maske mit nichts verdünnt (dick genug) und mit einem Rakel durch ein spezielles Netz aufgetragen wird. Ja, ein ziemlich kleiner Aufwand.

Unser Werkstück misst beispielsweise 6,5 cm x 4,5 cm. Die Fläche berechnen wir in Dezimetern: (6,5 cm * 4,5 cm) / 100 = 0,2925 dm². Wir gehen davon aus, dass 0,3 dm² in unserem Fall besser aufrunden. Wir zählen die Maskenmenge: 0,3 dm² * 2 g. = 0,6 g. Dies ist die Menge der fertigen Maske. Da wir im Verhältnis 3 zu 1 mischen, dann 0,6 g. / 4 Teile = 0,15 Gramm – das Gewicht eines Teils. Das bedeutet, dass 3 Teile des Verbundwerkstoffs 0,45 Gramm und ein Teil des Härters 0,15 Gramm wiegen. Wir mischen uns ein.

Es ist nichts Falsches daran, dass ein Hundertstel Gramm mehr Komposit vorhanden ist, als es sein sollte. Aber wenn wir über eine Situation sprechen, in der mehr von etwas vorhanden ist, dann ist es sehr wünschenswert, dass es sich um einen Verbundwerkstoff und nicht um einen Härter handelt. Auch hier müssen nicht mehr Hundertstel-Proportionen beachtet werden. Mischen Sie anschließend die Maske gründlich durch und lassen Sie sie einige Minuten einwirken. Bereiten wir in der Zwischenzeit das Raster vor.

Auftragen einer Lötmaske. Für das Auftragen der Maske gelten zwei Voraussetzungen: Die Schicht muss dünn und unbedingt gleichmäßig sein. Sie können natürlich versuchen, mit improvisierten Mitteln zurechtzukommen (hier werden meist Farbroller, Spachtel zum Abdichten von Fugen und andere Gartengeräte verwendet), aber der einzig richtige Weg ist dennoch, es durch eine Schablone aufzutragen.

Schablonennetz ist ein Material, das sich perfekt zum Auftragen einer Maske eignet. Ich verwende Netze der Marke LM-PRINT (den Link zum Shop finden Sie in der Tabelle oben). Die Maschenmarkierungen geben die Anzahl der Fäden pro cm und den Durchmesser der Fäden in Mikrometern an. Zum Beispiel LM-PRINT PES 61/60 PW – 61 Fäden pro cm, Fadendurchmesser 60 Mikrometer. Je geringer die Anzahl der Fäden ist, desto dicker ist die Maske auf der Plattenoberfläche. Umgekehrt.

Für das Netz sind spezielle Rahmen im Angebot, auf die das Netz gespannt wird. In meinem Fall handelt es sich um ein normales 18 mm Profilrohr. Für das Netz gibt es einen speziellen Kleber, der dort gekauft wird, wo das Netz gekauft wird. Lesen Sie hier, wie Sie das Netz spannen: Die Pfosten an den Ecken des Netzes heben es um 3 mm über das Werkstück.

Der Umfang des Werkstücks wird mit Kreppband auf das Netz geklebt. Bereiten wir zwei Fenster gleichzeitig vor: für die Maske und für den Siebdruck. Auch das Rakelgummi ist etwas Besonderes und wurde am gleichen Ort wie das Netz gekauft.

Die vorbereitete Maske wird in einer gleichmäßigen Schicht auf eine Seite der Platte aufgetragen. Anschließend wird es in einer sicheren Bewegung mit der schräg gestellten Rakelkante über das Werkstück gezogen. Die Hauptsache ist, bei der Bewerbung nicht aufzuhören. Hier ist natürlich Erfahrung gefragt und mit der Zeit wird das Ergebnis nur noch besser. Und zum Training können Sie zum Beispiel Zahnpasta verwenden.

Trocknen der Lötstoppmaske. Eine sehr wichtige Phase. Bei der Herstellung einer Lötstoppmaske hat der Platinenrohling Zeit, zweimal durch den Ofen zu gehen. Das erste Mal dient der Vortrocknung und das zweite Mal der endgültigen Aushärtung. Und es gibt nur einen Unterschied – die Temperatur. Erfolgt die Trocknung bei einer Temperatur von 75-85°C, erfolgt die Gerbung bei 150-160°C. Können Sie sich vorstellen, was passiert, wenn Sie die Vortrocknungstemperatur überschreiten? Ja, die Maske härtet vollständig aus und kann mit Entwicklungslösungen nicht mehr abgewaschen werden. Wir erhalten eine Platine mit einer schönen und gleichmäßigen Maske, die zum Löten völlig ungeeignet ist, da die Maskenschicht fest ist. Es bleibt nur noch, es wegzuwerfen, und das ist der gesamte Zyklus vom Auftragen des Fotolacks bis zur im Wesentlichen fertigen Platine. Es ist eine Schande? Natürlich. Deshalb legen wir großen Wert auf die Trocknung. Natürlich ist es besser, eine solche Aufgabe den dafür vorgesehenen Einheiten anzuvertrauen. Ich habe dafür einen Ofen, in dem ein PID-Regler eingebaut ist. Das Vortrocknen dauert in der Regel 30–55 Minuten. Hauptsache, die Maske darf nach dem Trocknen nicht kleben. Darüber hinaus kann ein solcher Effekt auftreten, solange es heiß ist, aber wenn es abkühlt, sollte er verschwinden.

Belichtung der Lötstoppmaske. Er unterscheidet sich vom Fotolack nur in der Belichtungszeit, ansonsten ist alles genau gleich. Die Maske ist negativ (wie Fotolack wird das Belichtete polymerisiert), was bedeutet, dass wir nur die Kontaktpads abdecken. Als nächstes stellen wir aus.

Entwicklung einer Lötmaske. Auch hier ist alles wie beim Fotolack. Sogar die Lösung ist die gleiche, daher schütten wir den Fotolack nach der Entwicklung nicht aus, sondern verwenden ihn weiter. Und auch nach der Entwicklung der Maske wird es nützlich sein; wir werden es verwenden, um den Siebdruck zu entwickeln und das Netz von der Maske zu waschen. Ich möchte Sie darauf aufmerksam machen: Wenn die Maske glänzend ist, kann dieser Glanz während der Entwicklung leicht beschädigt werden, daher sollten Sie die Oberfläche der Platine im Idealfall überhaupt nicht berühren. Wenn jedoch alles richtig gemacht wird, erscheint die Maske sehr leicht.

Siebdruck. Grundsätzlich ist das Markieren der Elemente auf der Tafel nicht das Nötigste. Wenn es in manchen Fällen ohne Lötmaske völlig deprimierend ist, dann dient die Bezeichnung der Elemente einfach der Bequemlichkeit beim Zusammenbau des Geräts. Lassen Sie uns also die Markierungen anbringen. Dafür verwenden wir dieselbe Maske, wählen Sie einfach die blaue Farbe aus.

beachten Sie

Wird die Markierung auf der gleichen Seite wie der Lötstopplack angebracht, muss diese mindestens 15 Minuten lang bei entsprechender Temperatur gebräunt werden. Wenn Sie eine neue Schicht auf eine nicht gebräunte Maske auftragen, beschädigt das in der Maske enthaltene Lösungsmittel die untere Schicht. Die Maske bleibt auf der Platine, aber ihre Oberfläche reißt. Wenn die Farbe der Siebdruckmaske außerdem weiß ist, sind diese Risse letztendlich gut sichtbar.

Wir haben Markierungen auf der Rückseite, daher ist eine Anwendung ohne Trocknung akzeptabel. Mischen Sie die blaue Maske auf die gleiche Weise und tragen Sie sie auf die Rückseite der Tafel auf.

Trocknender Siebdruck. Für 45 Minuten bei einer Temperatur von 75–85 °C in den Ofen geben.

Siebdruckanzeige. Wir müssen nur die Elemente benennen, d. h. wir verwenden eine Negativvorlage.

Entwicklung des Siebdrucks.

Endtrocknung. Wird bei einer Temperatur von 150–160 °C für 45–75 Minuten durchgeführt. Bei dieser Temperatur erreicht die Maske ihre endgültige Festigkeit.

Während das Brett trocknet, können Sie das Netz von der Maske abwaschen. Mit einer Entwicklungslösung aus Soda und einem Spülschwamm lässt sich das problemlos bewältigen.

Beschneiden des Bretts. Natürlich ist es überhaupt nicht notwendig, dies mit einer Maschine zu tun, aber da er die Löcher gebohrt hat, lassen Sie ihn auch entlang der Kontur schneiden.

Verzinnen. Auch hier gibt es eine Besonderheit: Nach dem Ofen ist das Kupfer auf den Kontaktpads oxidiert und lässt sich nicht so leicht verzinnen. Dies lässt sich aber ganz einfach beheben: Tauchen Sie das Brett einfach eine Minute lang in Wasser mit Zitronensäurezusatz. Wir verwenden es zum Ätzen, daher ist das kein Problem. Ein halber Teelöffel in einem halben Glas Wasser reicht aus und das Kupfer wird sauber und glänzend.

Die Artikelserie zum Thema Geräteherstellung ist zu Ende. Wie ich versprochen habe, haben wir einen ziemlich langen Weg zurückgelegt. Natürlich ist die Herstellung nicht auf die betrachteten Methoden beschränkt, dieses Thema ist sehr umfangreich. Aber ich hoffe, der Zyklus ermöglicht es Ihnen, sich einen Überblick zu verschaffen.

Zwischen der ersten und der letzten Technologie liegen Dutzende Jahre. Aber das ist noch nicht einmal die Hauptsache. Dazwischen liegt die enorme Arbeit der gesamten Welt der Funkamateure. Eine Arbeit voller Experimente, Siege und Fehler, denn nur wer nichts tut, macht keine Fehler. Scheuen Sie sich nicht, Fragen zu stellen, zu experimentieren und Ihre Erfahrungen auszutauschen (auch wenn diese nicht immer erfolgreich sind). Diese Erfahrung wird auf jeden Fall jemand anderem von Nutzen sein, es kann nicht anders sein.

Alles Gute.

15.10.2015

Lötstopplack (Solder Resist oder Solder Mask) ist eine obligatorische hitzebeständige Schutzbeschichtung für das Leiterbild von Leiterplatten. Zweck: Schutz einzelner Bereiche des PP vor den schädlichen Auswirkungen von Flussmittel und Lot sowie dem Einfluss einer feuchten Umgebung und mechanischer Beanspruchung.

Typenvielfalt

Anwendungsfunktionen

Der Lötstopplack wird entweder auf einer () oder beiden Seiten der Leiterplatte angebracht. Es ist notwendig, die Kontaktbereiche (für den Ausgang der Mikroschaltung usw.) von leitenden Elementen – Leitern oder Übergangslöchern – zu isolieren. Das Ergebnis ist eine Reduzierung der Arbeitsintensität/Lötzeit.

Wenn es erforderlich ist, benachbarte Kontaktbereiche zu isolieren, wird die Ausschneidemethode verwendet (wodurch ein Bereich entsteht, der nicht mit einer Lötmaskenschicht bedeckt ist). In diesem Fall sollte die Größe der Aussparungen 100–150 Mikrometer größer sein als die Gesamtgröße der Kontaktfläche. Der Abstand von einem Rand der Lötstoppmaske zum anderen Rand des Kontaktbereichs sollte innerhalb von 50–75 Mikrometern liegen. Die Mindestbreite des Jumpers – die Fläche zwischen zwei benachbarten Kontaktflächen – beträgt 75 Mikrometer.

Die Farbe – Rot, Weiß, Grün, Blau, Schwarz, Gelb oder Superweiß – wird vom Kunden gewählt. In der LED-Industrie wird die Lötstopplackfarbe Superweiß/Weiß verwendet, in anderen Bereichen ist Grün die beliebteste Farbe. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die endgültige Farbsättigung von PP nicht durch das Grundmaterial, sondern durch die Maskenbeschichtung entsteht.

Der Prozess der Bildung einer Schutzschicht

Die Maske wird durch eine Schablone in Form eines Netzes aufgetragen (die Größe einer Zelle beträgt 150 Mikrometer). Nassschichtdicke: 30-35 Mikrometer. Anschließend wird das Produkt getrocknet. Temperatur in der Trockenkammer: nicht mehr als 75˚. Die getrockneten Rohlinge werden der Fotolithographie zugeführt – der Kombination von Fotomasken mit Produkten – und der Hochleistungs-UV-Belichtung. Der letzte Schritt ist die Entwicklung der Rohlinge in Lösung (Materialtemperatur 32–34 °C).

Einschränkungen

• Bei der Herstellung einer dünnen Brücke (weniger als 75 Mikrometer) kann diese bei der Installation beschädigt werden und die erforderliche Haftung auf der Leiterplattenoberfläche beeinträchtigen. Die Folge ist ein Verlust der Lötbarkeit beschädigter Kontaktbereiche.
• Es ist nicht möglich, eine Maske auf die Endkontakte/Testpunkte des Steckverbinders aufzutragen.
• Bei der Herstellung einer Schutzschicht auf Leiterplatten mit einem Leiterabstand von mehr als 1,25 mm darf der Lötstopplack die Kontaktflächen nur auf einer Seite und nicht mehr als 50 Mikrometer treffen. Und das bei einem Rastermaß von weniger als 1,25 mm – nicht mehr als 25 Mikrometer.
• Alle Durchkontaktierungen, die einer späteren Lötmaskenbeschichtung unterliegen, müssen abgedeckt (gezeltet) werden.
• Mögliche Mängel: Vorhandensein von Bereichen ohne Schutzmaske – weniger als 0,2 mm 2 auf einem Leiter und weniger als 2 mm 2 auf Polygonflächen; das Vorhandensein kleinerer Ablösungen (bis zu 0,25 mm); das Auftreten langer Tunnelhohlräume.

Vorteile der Verwendung einer Lötmaske

• Hoch chemische Resistenz . Die Maske schützt vor aggressiven Umgebungen und Oxidation von Kupferleitern.
• Signifikante Indikatoren körperliche Stabilität . Es besteht Schutz vor Kratzern und mechanischen Einwirkungen.

Um einen Lötstopplack auf eine Leiterplatte aufzubringen, benötigen Sie einen sogenannten Rahmen mit einem gut gespannten Schablonennetz. Der Vorgang des Spannens des Netzes macht vielen Menschen Angst und sie kaufen lieber einen fertigen Rahmen. Tatsächlich gibt es hier nichts Kompliziertes; es wäre ein Wunsch und ein wenig Freizeit.

In diesem Artikel erkläre ich Ihnen, wie Sie ein Schablonennetz richtig auf einen Rahmen spannen.

Rahmenrahmen

Wir kochen aus einem quadratischen Eisenrohr 20*20 mm. Rahmen der gewünschten Größe, schleifen Sie alle Ecken und Seiten mit Schleifpapier ab, damit das Netz beim Spannen nicht bricht. Wir bemalen es auf drei Seiten (lassen Sie die Seite, auf die das Netz geklebt wird, unbemalt). In diesem Fall hat der Rahmen ein Arbeitsfeld von 210*300 mm, also A4-Format.

Bildschirmspanner

Nehmen Sie ein Stück Spanplatte mit einer Dicke von 26 mm. Darauf legen wir den Rahmen auf, skizzieren ihn mit 5 mm Spielraum außen und schneiden ihn mit einer Stichsäge aus.

Dann bohren wir 6 mm Durchgangslöcher um den Umfang. Auf der anderen Seite bohren wir diese Löcher bis zu einer Tiefe von 5,6 mm. 10 mm bohren.

Wir treiben M6-Muttern in die Bohrlöcher und schrauben auf der anderen Seite M6-Schrauben ein.

Der Vorgang des Spannens des Netzes auf den Rahmen

Wir platzieren den Rahmen mit Muttern seitlich auf der Spanplatte, entfetten ihn und befestigen das Schablonennetz gleichmäßig, beginnend in der Mitte jeder Seite, mit Heftklammern.

In diesem Fall wurde es verwendet Siebgewebe VS-Monoprint PES 77/48 PW.

Wir legen die Spanplatte mit dem Rahmen auf die Kante und ziehen dann zunächst die Schrauben mit den Händen fest, bis sie gleichmäßig über den gesamten Umfang anliegen. Wir nehmen den Schlüssel auf 10 und ziehen das Netz eine halbe Umdrehung fest. Wir verdrehen die Schrauben schachbrettartig, also gleichmäßig. Dadurch hebt sich der Rahmen und das Netz wird entsprechend gespannt. Dabei muss die Spannung nicht überbeansprucht werden; das Netz sollte einigermaßen gleichmäßig gespannt sein und nicht durchhängen. Auch eine schwache Spannung ist unerwünscht. Wenn Sie das Netz zu fest anziehen, hält die Befestigung an den Halterungen möglicherweise nicht und das Netz kann brechen.

Kleben Sie das Schablonennetz auf den Rahmen

Wir züchten etwas Besonderes Kleber für Siebgewebe KIWOBOND 1100, für diese Rahmengröße reichen 10 ml. Kleber. Tragen Sie mit einem Pinsel Kleber auf das Netz auf, tränken Sie es, damit es sicher am Rahmen festklebt. Sie müssen den Kleber sofort großzügig auftragen (wenn Sie wenig auftragen, trocknet er schnell) und natürlich so auftragen, dass der verdünnte Kleber ausreicht, um den gesamten Rahmen zu bedecken.

Nach zwei Stunden härtet der Kleber aus. Entfernen Sie das Klebeband und schneiden Sie mit einem Farbmesser das Netz um den Rahmen herum durch.

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Ergebnis der Arbeit

Das Ergebnis war ein Rahmen in der benötigten Größe, auf den ein hochwertiges Schablonennetz gespannt war, um einen Lötstopplack auf die Leiterplatte aufzubringen. Auf die gleiche Weise wurde das Netz auf einen kleineren Rahmen mit einem Arbeitsfeld von 110 * 170 mm für kleine Bretter gespannt.

Prüfrahmen mit Schablonennetz

PCB-Test, hervorragendes Ergebnis.

Korrektes Auftragen des Lötstopplacks

Das Foto zeigt schematisch den Vorgang des Aufbringens einer Lötstoppmaske. Der Abstand zwischen Netz und Brett, die Neigung des Rakels und des Netzes beim Auftragen.