Pcb manufacture
För egen tillverkning av mönsterkort finns det två olika metoder man kan använda sig utav - fotoresist metoden och toner transfer metoden. Båda metoderna fungerar bra, men de har båda sina för- och nackdelar.
Fotoresist metoden[edit]
Denna metod kräver följande utrustning:
- En skrivare med bra svärta
- OH-film lämplig för aktuell skrivare
- Kretskortslaminat med positiv fotoresist
- UV-exponeringslåda alt. lysrörsarmatur med UV-rör och en välpolerad glasskiva
- Framkallare - kaustiksoda
- Etsmedel - natriumpersulfat
- Etsaggregat alt. plastlåda av lämplig storlek
Fördelar:
- Snabbare för att tillverka större serier kretskort
- Något bättre resultat, lämpligare för små detaljer
Nackdelar:
- Något mer komplicerad än toner transfer metoden
- Kräver en potentiellt dyr rigg för uv-exponering
Steg 1 - utskrift:
Skriv ut mönstret på OH-filmen, tänk på att mönstret måste spegelvändas!
Att tänka på:
Om det finns möjlighet att ändra skrivarens inställningar, ställ in den på maximal trycksvärta.
Steg 2 - UV-exponering:
Vänd mönstret mot kretskortslaminatet och placera det i exponeringslådan eller under armaturen. Det utravioletta ljuset förändrar fotoresistens kemiska struktur så att den sedan kan brytas ner av en frätande bas.
Att tänka på:
Utskriftssidan ska ligga mot laminatet då detta ger tydligare konturer. Filmens tjocklek kan räcka för att ge dåligt resultat, speciellt i exponeringslåda där lysrörern ligger väldigt nära laminatet. Om armatur används bör en välpolerad glasskiva läggas över filmen för att pressa denna mot kortet. Olika riggar och avstånd till armaturen kräver olika tider.
I vårt fall fann vi att en exponering på cirka 8 minuter var optimal.
Steg 3 - framkallning:
Blanda framkallningsvätska enligt anvisning. Framkalla tills att fotoresisten är avlägsnad på de exponerade ytorna. När framkallningen är klar ska kortet ommedelbart tvättas noggrannt i kallt vatten.
I vårt fall fann vi att cirka 4 minuter var lämpligt.
Att tänka på:
Kaustiksoda är starkt frätande, använd lämplig skyddsutrustning! Styrkan och temperaturen på framkallningsvätskan påverkar framkallningstiden avsevärt. Det finns olika typer av fotoresist - bäst resultat fick vi med en fotoresist som var grönfärgad eftersom man tydligt kunde se när framkallningen var klar.
Steg 4 - etsning:
Blanda etsvätska enligt anvisning - 1 dl etspulver för 1/2 liter kokhett vatten. Detta ger en lösning som håller strax över 50 grader - perfekt för etsning. Häll vätskan i etskar eller plastlåda och lägg i kortet. Etsningen tar cirka 5 minuter. När etsningen är klar ska kortet ommedelbart tvättas noggrannt i ljummet vatten.
Att tänka på:
Etsvätska kan vara dödligt vid förtäring och kan orsaka blindhet vid ögonkontakt, använd lämplig skyddsutrustning! Om plastlåda används måste vätskan och laminatet hållas i rörelse för jämn etsning. Rör då försiktigt med ett plastverktyg eller plasthandskar eller genom att luta plastlådan. En halv liter etslösning räcker till att etsa två till tre kort och detta tar cirka 5 minuter. Under etsningen oxideras kopparen till kopparsulfat, vilket ger blandingen en härligt blå färg. Med lite erfarenhet lär man sig hur man kan bedöma när lösningen är förbrukad utifrån färgen. Icke förbrukad etslösning kan återanvändas, och den ska då hettas upp till cirka 50 grader innan användning.
Steg 5 - rengöring:
Nu är det bara ett litet steg kvar innan kortet är klart att borras. Ta lite aceton på en trasa och tvätta kortet lätt och snabbt. Acetonet löser upp resterande fotoresist, oavsett om denna uv-exponerats eller ej.
Toner Transfer metoden[edit]
Denna metod kräver följande utrustning:
- En bra laserskrivare
- Glättat utskriftspapper alt. vaxat papper från en tidsskrift
- Kretskortslaminat utan fotoresist
- Kemiskt ren aceton
- Ett strykjärn eller en lamineringsmaskin
- Etsmedel - natriumpersulfat
- Etsaggregat alt. plastlåda av lämplig storlek
Fördelar:
- Endast lätt tillgänglig utrustning behövs
Nackdelar:
- Endast ett kretskortsexemplar per utskrift
- Tidskrävande vid större serier
- Något sämre resultat
Steg 1 - utskrift:
Skriv ut mönstret på det glättade pappret, tänk på att mönstret måste spegelvändas!
Att tänka på:
Om det finns möjlighet att ändra skrivarens inställningar, ställ in den på maximal trycksvärta.
Steg 2 - toner transfer:
Vänd mönstret mot kretskortslaminatet och stryk, alternativt laminera fast pappret vid kortet.
Med strykjärn:
Ställ in strykjärnet på hög värme, vissa förespråkar högsta, andra något lägre. Applicera lätt tryck och rör strykjärnet i jämna långsamma rörelser över kortet. Detta tar 30 sekunder till 1 minut beroende på strykjärnets temperatur.
Med lamineringsmaskin:
Ställ in maskinen på 150-200 grader och lägsta hastighet. För kortet genom maskinen 3-6 gånger beroende på värme och hastighet (detta kräver experimentering).
Att tänka på:
Se till att kretskortslaminatet är väl rengjort och fritt från fett, damm och fingeravtryck.
Ett kort som legat länge har en film av oxid på ytan, denna bör slipas bort med ett mycket fint sandpapper. Slipning bör också utföras om kortet har mindre repor. Därefter ska kortet tvättas med aceton för att ta bort fett och fingeravtryck. Vi uppnådde bäst resultat med ett helt nytt kort som endast tvättats med aceton.
Våra erfarenheter:
Bäst resultat fick vi med lamineringsmaskin vid 160 grader, 1cm/sekund matningshastighet och 5-6 körningar. Strykjärn gav i vårt fall betydligt sämre resultat medan andra har lyckats bättre. Notera att många rekommenderar att man sticker hål här och var på pappret så att det inte bildas luftbubblor, för oss fungerade det bra utan detta steg.
Steg 3 - avlägsna pappert:
Efter föregående steg kommer pappret att sitta fast vid laminatet. Använd ljummet vatten för att lösa upp pappret så att det går att avlägnsna genom att gnugga med fingrarna. Detta tar cirka 5-10 minuter.
Att tänka på:
Olika papper löses olika lätt. Att rugga papprets yta med ett sandpapper eller naglarna snabbar upp processen avsevärt. Om tidigare steg utförts med bra resultat kommer tonern att sitta ordentligt fast vid laminatet och man kan vara ganska aggressiv med att gnugga bort pappersresterna. Svårast var att få bort papper mellan tunna ledare och i små hål.
Steg 4 - etsning:
Blanda etsvätska enligt anvisning - 1 dl etspulver för 1/2 liter kokhett vatten. Detta ger en lösning som håller strax över 50 grader - perfekt för etsning. Häll vätskan i etskar eller plastlåda och lägg i kortet. Etsningen tar cirka 5 minuter. När etsningen är klar ska kortet ommedelbart tvättas noggrannt i ljummet vatten.
Att tänka på:
Etsvätska kan vara dödligt vid förtäring och kan orsaka blindhet vid ögonkontakt, använd lämplig skyddsutrustning! Om plastlåda används måste vätskan och laminatet hållas i rörelse för jämn etsning. Rör då försiktigt med ett plastverktyg eller plasthandskar eller genom att luta plastlådan. En halv liter etslösning räcker till att etsa två till tre kort och detta tar cirka 5 minuter. Under etsningen oxideras kopparen till kopparsulfat, vilket ger blandingen en härligt blå färg. Med lite erfarenhet lär man sig hur man kan bedöma när lösningen är förbrukad utifrån färgen. Icke förbrukad etslösning kan återanvändas, och den ska då hettas upp till cirka 50 grader innan användning.
Steg 5 - rengöring:
När kortet är etsat måste tonern tas bort innan lödning kan utföras. Detta görs enkelt med papper/trasa och aceton.
Att tänka på:
Ibland kan det rekommenderas att kortet inte tvättas förrän det är dags för lödning, då tonern skyddar kopparen mot oxidering medan kortet borras och förvaras fram tills dess. Ett kort som har oxiderat är svårt att löda eftersom oxiden hindrar lödtennet från att fästa vid kopparen.
