使用预敏化铜板进行 PCB 原型制作

电器工程 电路板 原型制作 蚀刻
2022-01-06 19:22:09

我目前正在使用从Maplins UK购买的一些预敏 PCB 板进行我的第一个 PCB 原型设计。但是,我在展示和开发电路板时遇到了可怕的麻烦,它似乎永远不会正确。我什至还没有达到蚀刻阶段,因为我对预敏化的显影结果不满意。我正在寻找一般提示和技巧,以及如何遵循正确的“路径”走向成功——我似乎因为某种原因变得更糟了!;-)

我正在使用喷墨透明片材,并在面膜上涂上最深的色调,在注意到您可以通过面膜上的印刷区域看到光线后,我决定将两张相同的透明胶片叠在一起并粘贴在一起。你可以把它举到灯光下,仍然可以看到一种暗淡的紫色光芒,但它大多是不透明的。我承认这可能是我烦恼的原因之一!

我开始使用普通的 100 瓦灯泡,但收效甚微;曝光似乎需要 40 分钟或更长时间才能产生任何效果,并且变得非常温暖。我以前用玻璃把面具压在板上,但在意识到玻璃阻挡了很多紫外线之后,我决定改用一块透明的亚克力。

然后我找到了一个便宜的便携式紫外线消毒器,它实际上声称会发出 UV-C 光;我知道 UV-A 是在我可以锻炼的范围内曝光电路板所需的类型,但它的效果似乎要快得多,即使在曝光两分钟后我也能看到效果。手册称它使用“长寿命 4 瓦杀菌紫外线灯”,是的,它不是你所说的明亮。到目前为止我做过的最长曝光大约是六分钟,我仍然看到了同样的问题(见下文)。

根据他们的网站,这些板据称是使用苛性钠溶液开发的。

在我所有的尝试中,我看到电路图案出现了,但是要被蚀刻掉的显影铜最终远没有我预期的那么闪亮——我期待光刻胶层完全消散,导致暴露的闪亮铜,通过互联网上的许多参考 PCB 蚀刻站点。相反,我最终得到了不同程度的随机区域的闪亮铜,但主要是暗铜(部分溶解的光刻胶),而其他区域则完成了蓝绿色的光刻胶层。我还没有尝试过蚀刻,但不难看出为什么我期望这样一个曝光不良和显影不良的电路板也会蚀刻不良。鉴于光刻胶仅部分消散,我无法想象“大部分无光泽的铜”区域会被蚀刻。

我正在切掉我的两个中型预敏板的小区域以进行测试,而且我很快就用完了!

因此,由于所有这些变量,我不清楚并且进展非常缓慢:

  • 不确定曝光时间(对于我的灯)。
  • 不确定所需的紫外线位置和高度。
  • 不确定我的蒙版图案是否足够不透明(对紫外线)。
  • 不确定苛性钠与水的正确比例。
  • 不知道是时候把电路板留在烧碱中——我是否发展得太远了。
  • 不确定是否可以在水中浸泡以停止显影——如果您没有将其放置足够长的时间,您能否将其放回苛性钠中以继续显影?还有你怎么知道!?
  • 我也不知道开发的预敏板是否会保持这种状态,并且不会随着时间的推移在日光下褪色。正常日光影响预敏化开发板多长时间?

任何人都可以给我的帮助将不胜感激。我没有记录我的活动,有效地学习,因为我认为我现在已经掌握了它!但是,如果需要,我可以提供到目前为止我的努力的照片。

4个回答
  • 不确定曝光时间(对于我的灯)。
  • 不确定所需的紫外线位置和高度。

有了这些你只需要试验一下,我建议把电路板放在离灯很近的地方(20-50mm左右)。

我建议你拿一条较长的光刻胶 PCB 条,在上面放一些可以阻挡紫外线的东西,然后在以预定的时间间隔(例如,每 10 秒)将紫外线阻挡剂移开的同时将条带曝光。您最终会得到一个 PCB 以不同的曝光时间(10 秒、20 秒、30 秒、40 秒、50 秒等)分步曝光,然后选择能产生最佳效果的曝光时间。

  • 不确定我的蒙版图案是否足够不透明(对紫外线)。

如果是普通的透明片应该没问题。使用激光打印机打印到这些是可行的,但这取决于您的打印机。大面积的黑色可能会曝光过度,但这取决于您的打印机。如果您的黑色质量不好,您可以打印两张纸并将它们对齐。

  • 不确定烧碱与水的正确比例

我一直在使用 3% 的 NaOH 溶液(KOH 也可以),这似乎效果很好。

  • 不知道是时候把电路板留在烧碱中了——我是否发展得太远了。

你基本上只是在解决方案中移动它,直到它看起来发达(黑色的东西从板上脱落),通常它发展得很快(30秒以下),但这取决于你的解决方案。如果您的溶液太强或显影时间过长,如果您将其保留在溶液中时间过长,则会剥离所有光刻胶。浓度不够高的溶液无法成功开发电路板(同样,3% 的溶液似乎效果很好)。之后在水龙头下清洗电路板效果很好。将其从解决方案中删除后,您可以继续开发。实际上,您甚至可以在对电路板进行一点蚀刻后继续显影,只需记住清洗电路板即可。将电路板放入蚀刻溶液中可以很好地显示电路板有光刻胶的地方,而没有光刻胶的地方,暴露在蚀刻溶液中的铜会进入这个位置“

  • 我也不知道开发的预敏板是否会保持这种状态,并且不会随着时间的推移在日光下褪色。正常日光影响预敏化开发板多长时间?

带有塑料罩的板应该受到日光的影响,但要确保我会将它们放在避光的地方(如抽屉)。

顺便提一句。我建议您尝试使用 11W 荧光台灯(带有“U”形灯的台灯,它们应该很常见并且成本像宜家的 10e)来暴露您的电路板。把灯放在离电路板很近的地方(比如靠近 50 毫米,在电路板上放一块薄玻璃板,使面罩靠近电路板)。您可以从相框中获得合适的玻璃板(同样,宜家是获得这些的好地方),只要确保它是真正的玻璃而不是塑料。曝光 12-15 分钟(我的电路板和设置使用了 13.5 分钟)。我已经成功使用这种方法很长时间了。由于灯太窄,不适用于大板,但对于小板来说效果很好。

我使用喷墨打印机,效果很好。您需要 3M 喷墨透明纸,因为它有纹理。我有一个 instructable 位于: http: //www.instructables.com/id/Creating-Printed-Circuit-Boards-with-a-INKJET-Prin/

我使用廉价的 HP DeskJet 5940 打印机和 Mega Electronics JetStar Premium 胶片获得了出色的效果,在由 MDF 和几条木条制成的自制 UV 曝光装置中使用正片预涂板。我在曝光单元中使用了一块玻璃——它对长波紫外线是透明的。我一直想添加另一个管子来减少曝光时间,这需要 11 分钟。

最好让 UV 管与艺术品/PCB 保持一定距离,因为准直效应会提高分辨率。我做了 5 百万条轨道作为实验,但通常使用 10 百万条。

曝光单元

对于这种应用来说,喷墨的透明度确实很弱。您需要使用激光打印机,或者在您的喷墨打印机上以 2 倍的速度打印并在纸上进行正片打印。把它带到当地的印刷店,他们可以以 2:1 的比例减少它,并以 10 美元或更少的价格制作底片。

供应商的网页上清楚地写着 1 茶匙氢氧化钠(苛性苏打)兑 0.5 升水用于显影液。既然你说你不知道定力,那就说明你没有仔细阅读他们的指示,所以这是你的下一步。

祝你好运。