Установка для экспонирования фоторезиста

Выбор времени засветки пленочного фоторезиста

Автор: Владимир Васильев · Опубликовано 28 апреля 2017 · Обновлено 25 августа 2018

Приветствую вас дорогие друзья! Вы находитесь на блоге Владимира Васильева а за окном раннее утро! Это все потому, что я встал пораньше чтобы написать для вас полезный пост, так что поехали…

В прошлой статье я писал о том, что качество плат получаемых ЛУТ-м перестало меня удовлетворять поэтому я собираюсь отойти от всенародной технологии ЛУТ и перейти на фоторезистивную. Для этого я закупил инструменты и материалы в том числе пленочный фоторезист. Кстати вполне возможно что на моем блоге в скором времени появится статья о том как правильно изготавливать печатные платы фоторезистивным методом. Но это будет потом а сейчас я хочу вам рассказать свой опыт применения фоторезиста, в частности получения нужного времени засветки.

В применении фоторезиста есть одна тонкость. Качество сформированного рисунка на фоторезисте очень сильно зависит от правильности выбранного времени экспонирования (засветки) . Эту тонкость я ощутил на себе.

После того как был подготовлен фотошаблон а фоторезист благополучно нанесен на фольгированный стеклотекстолит приходит время выяснить требуемое время засветки. Для этого я сформировал «бутерброд», текстолит с нанесенным фоторезистом накрыл фотошаблоном и положил сверху лист оргстекла (в моем случае это прозрачная крышка от коробки CD — диска).

Далее было выбрано гипотетическое время засветки этого бутерброда — 2 минуты. На 2 минуты я включил ультрафиолетовую лампу и стал с трепетом ждать результата. Эти 2 минуты прошли быстро… Первое мое разочарование заключалось в том, что хотя фоторезист у меня индикаторный но почему-то фиолетовое очертание рисунка было чрезвычайно блеклым.

Чтож, далее эту красоту ожидало погружение в кальцинированную соду. Раствор представлял собой чайная ложка кальцинированной соды на литр воды. После омывания в растворе последовало второе разочарование — если рисунок вначале промывки еще имел место быть то к концу промывки (2-3 мин.) он окончательно смылся. Пришло время раздумий…

После анализа своих действий я пришел к выводу, что самым слабым местом в цепочке моих действий было именно время засветки фоторезиста и это время было недостаточным…

Время засветки не может быть каким-то универсальным потому, что здесь появляется несколько плавающих факторов, среди которых и качество фотошаблона, мощность УФ лампы и ее характеристики, материал прижимного стекла. Все это может очень сильно отличаться и не мудрено, что при выборе одного универсального времени засветки также сильно будет отличаться и результат!

Исходя из полученного опыта я перечитал очень много информации и нашел очень интересный прием с помощью которого можно достаточно точно определить требуемое время засветки. Хочу отметить, что этот прием будет работать только в том случае когда все эти факторы (УФ лампа, качество фотошаблона, прижимное стекло) низменны.

Для того, чтобы провести этот опыт и выяснить сколько времени нужно освещать фоторезист, предлагаю скачать файл калибровочного фотошаблона. Этот файл я нашел на одном из радиолюбительских форумов.

На изображении лишь фрагмент рисунка, если скачаете pdf файл то там будет 2 ряда по десять изображений.

Для проведения этого эксперимента вам понадобятся следующие инструменты:

  1. Калибровочный рисунок
  2. Установка для экспонирования (или просто УФ лампа)
  3. Заслонка, непрозрачная для УФ лучей по размерам фотошаблона — это может быть полоска картона, непрозрачного пластика, даже кусок текстолита.
  4. Таймер — с ролью таймера великолепно справляется телефон
  5. Кальцинированная сода- продается в хозяйственных магазинах и стоит копейки
Читайте также:
3 лучшие схемы регуляторов скорости вентиляторов

Суть эксперимента

Распечатываем наш калибровочный рисунок -это будет наш фотошаблон. Затем берем наш кусок фольгированного стеклотекстолита с уже накатанным фоторезистом (если еще не накатали то бегом накатывать) и кладем на стол фоторезистом вверх. Далее следует положить фотошаблон напечатанной стороной вниз, накрыть этот пакет стеклом и хорошенько прижать.

Для этих целей можно использовать утяжелители но я применяю канцелярские зажимы для бумаги. Следует заметить, что грузики или зажимы не должны препятствовать перемещению заслонки. Да, следующий слой нашего бутерброда это заслонка которая должна закрывать все элементы фотошаблона кроме крайнего (например 10-го). Один крайний элемент фотошаблона должен оставаться открытым.

Таким образом девять элементов будут находиться закрытыми заслонкой и следовательно УФ лучи от лампы на них попадать не будут.

Располагаем Ультрафиолетовую лампу над нашей композицией на расстоянии допустим 10 см (на данный момент это не так важно но этот момент может быть потом откорректирован по результатам эксперимента). Засекаем 5 минут и включаем УФ лампу.

Через каждые 30 секунд заслонку смещаем, открывая тем самым следующий элемент рисунка. Таким образом получится, что 10-ый элемент получит максимальное время засветки, 9-ый элемент будет засвечен 4 минуты 30 секунд, 8-ой — 4 ровно и т.д. Первый элемент рисунка будет светиться всего 30 секунд.

Уже после окончания засветки становится понятно, элементы которые были недосвечены будут проявляться меньше всего. Элементы которые получили достаточную дозу ультрафиолета изменят свой цвет на ярко фиолетовый. В тоже время следует обратить внимание, что участки рисунка, закрытые фотошаблоном не должны менять свой цвет. Если это происходит то это означает что рисунок фотошаблона не достаточно плотный и ультрафиолетовые лучи все-таки попадают на фоторезист. Но даже если ваш фотошаблон не идеален не все потеряно, можно найти компромисс между недосвеченными и пересвеченными участками. Но окончательное решение будем принимать только после проявления фоторезиста.

Проявление фоторезиста

Пришел этап проявления фоторезиста. Для этого примерно чайную ложку кальцинированной соды разводим в литре воды и хорошенько размешиваем. И теперь кладем в эту ванну наш засвеченный бутерброт.

В процессе проявки следует периодически вытаскивать плату из раствора и промывать в холодной проточной воде. При этом ситуацию нужно держать под контролем. Нужно дождаться момента когда защищенные элементы (элементы которые были закрыты фотошаблоном ) окончательно растворятся в растворе но при этом засвеченные участки будут четкими и контрастными. Таким образом мы находим элемент который нас больше всего устраивает. А так как мы знаем сколько времени светился каждый элемент то без труда определяем требуемую дозу облучения.

Для чистоты эксперимента стоит эту процедуру повторить еще раз и убедиться в повторяемости результата.

После проведения всей этой процедуры я выяснил, что в моем случае время засветки должно составлять 4 минуты. Честно сказать были некоторые огрехи при наложении фотошаблона. Когда фотошаблон распечатал он оказался на удивление длинным (простирался по всей длине листа А4). Это я потом обнаружил что рисунок распечатался в масштабе 212%. При наложении пришлось ограничиться 5-ю элементами из линейки фотошаблона так как прижимное стекло не могло охватить всей прощади.

Читайте также:
Принципиальная схема симисторного регулятора

Хотя фото получилось не очень качественное но по изображению можно заметить, что элементы под номером 1 и 2 более блеклые чем элементы под номерами 3 и 4. Время засветки элементов 3 и 4 соответствует 4 и 5 минут соответственно. Да, как видите, я перемещал заслонку через каждую минуту, всему виной неправильный масштаб.

Чтож дорогие друзья а на этом у меня все, желаю вам успехов во всех своих начинаниях и будьте в позитиве! Обязательно подписывайтесь на обновления и до новых встреч!

Установка для экспонирования фоторезиста

Установка для экспонирования фоторезиста в домашних условиях.

Автор: Дмитрий Марченко aka RK3AOR
Опубликовано 26.06.2006

Времена ручного рисования печатных плат уходят в прошлое и на настоящий момент радиолюбители разделились на два лагеря – приверженцев лазерно-утюжной технологии (далее ЛУТ) и фоторезистивной. Автор начинал с ЛУТ технологии, но под влиянием приверженцев фоторезиста решил освоить этот метод и настоящая статья представляет собой обобщённый результат создания простой установки для изготовления плат фотоспособом.

О том, что такое фоторезист и как его применять есть достаточно много информации в интернете и углубляться в это в настоящем материале мы не будем. Для нас достаточно знать одно – для экспонирования фоторезиста надо иметь источник УФ излучения с длиной волны 330-470 нм. Поскольку ждать ясного солнечного дня в средних широтах можно очень долго, то посмотрим, что есть у нас из подручных источников УФ излучения.
1. Горелки из ламп ДРЛ-125 и выше, которые висят на столбах вдоль дорог.
2. Подобные им специальные лампы типа ДРШ-250 и ДРТ-250 и мощнее.
3. Бактерицидные лампы ДРБ, которые используются в медицине для обеззараживания и с некоторыми вариациями в соляриях.

Горелки из ламп ДРЛ, как и лампы ДРШ и ДРТ требуют мощного дросселя. Причем очень громоздкого и тяжёлого. Лампы ДРШ к тому же требуют искровой генератор для поджига, что тоже не может внушать оптимизма.

Лампы ДРБ запускаются со стандартными дросселями от соответствующих по мощности ламп дневного света и в той же арматуре, но большие линейные размеры трубок делают их использование в радиолюбительской мастерской проблематичным.

Сначала автор собрал фотопроекционную установку на лампе ДРШ-250. Её большим недостатком оказалась точечность источника света, что без использования соответствующей рассеивающей кварцевой оптики делает её непригодным для получения равномерной освещённости больших плат. Оптику достать не удалось: Поэтому следующий вариант был на лампе ДРТ-250 (трубчатой). С ней равномерность освещёния стала приемлемой (особенно при использовании 2-х штук параллельно, но выявился ряд больших неудобств в пользовании.
Это:
1.Большое время разогрева (не менее 15 минут) для стабилизации режима лампы и получения равномерного потока УФа, без чего практически невозможно получить стабильные результаты экспозиции.
2.Большая масса дросселя и необходимость тщательной световой экранировки лампы для предупреждения ожога глаз и кожи мощным ультрафиолетовым излучением.
3.Очень малое время выдержки (около 35 сек) из-за высокой мощности света. Это требует отточенных движений и не прощает заминок.
4.Трудности с укладкой платы и шаблона при работающей лампе (в режиме прогрева), так как высок риск паразитной засветки фоторезиста и ожога всего, что можно.
5.Сильное выделение озона, что делает невозможной работу без вытяжной вентиляции.

Сделать работоспособную конструкцию помог случай. Рядом с работой соседним банком были выкинуты старые детекторы валюты, в которых используется лампа КЛ-9/УФ, то есть компактная, люминесцентная 9 ватт ультрафиолетовая. Разумеется, я как радиолюбитель мимо контейнера с такими ценными вещами пройти не мог. На базе трёх разобранных детекторов и старого БП от компьютерного сервера формата АТ была сделана следующая конструкция:

Читайте также:
Схема блока управления электромагнитным клапаном

Для этого в блок питания с выкинутыми внутренностями на дно были установлены платы электронных балластов. Так как автор успел спасти только две платы, то для третьей лампы был использован типовой электромагнитный дроссель на 9 ватт. Так как эти лампы уже оснащены встроенным в цоколь стартёром и емкостью для разогрева катодов, то включены они по двухпроводной схеме.

В связи с относительно низкой мощностью этих ламп и их малым нагревом при работе было сделано минимальное расстояние между плоскостью установки ламп и столиком для экспонирования величиной в 60 мм. Сам столик для экспонирования (он же защитная крышка над платами ПРА) сделан из жестяной крышки старого CD-ROMа. .Она отлично подходит по ширине к формату блока АТ , только ножницами по металлу её надо укоротить по длине. Закреплена она на металлических стойках заведомо большей длины, чем детали на платах ПРА. Отверстия в корпусе блока питания заклеены продающейся на рынках самоклеющейся алюминиевой лентой, применяемой для систем вентиляции. Она препятствует выходу ультрафиолетового излучения наружу и за счёт рассеивания и переотражения УФ излучения внутри отсека улучшает равномерность освещёния шаблона при экспозиции.

В электрическую схему входят три соединённых параллельно ПРА с лампами, включёнными по типовой схеме. Для обеспечения выдержки времени автор использовал реле времени на DIN рейку с возможностью установки выдержки от 30 до 300 сек. В данной конструкции выдержка получилась равной 250 сек. Параллельно реле установлен тумблер типа МТ для возможности предварительного прогрева ламп. После прогрева в течении 1-2 минут тумблер размыкается и отрабатывается выдержка, установленная на реле времени.

Три лампы установлены в ряд по горизонтали на планке из стеклотекстолита для равномерного освещения зоны экспонирования. При использовании указанного блока питания АТ максимальный размер экспонируемой платы 160Х150 мм, чего вполне хватает для большинства домашних конструкций.

Собственно сама фотопечать.

Для прижимания шаблона очень удобно кварцевое стекло. К сожалению, официально кварцевое стекло размерами 160Х160Х4 стоит около 1000 руб, что для домашней конструкции несколько дороговато. Можно использовать и оконное стекло минимально возможной толщины. Теория говорит, что оконное стекло задерживает от 85 до 98% падающего ультрафиолета. Так что стекло надо брать потоньше, а экспозицию увеличивать. По результатам испытаний хорошо подходят прозрачные поликарбонатные крышки от CD дисков. Указанная выше выдержка в 250 сек. была получена с кварцевым стеклом толщиной 3 мм. С крышкой CD выдержка составила 300 сек.

Производители фоторезиста рекомендуют использование так называемого просветлителя (TRASPARENT) который увеличивает оптический контраст шаблона, напечатанного на обычной бумаге. По своей структуре это что-то типа сольвента или уайт-спирита, который относительно медленно испаряется и промасливает бумагу. По крайней мере практические испытания автора не выявили каких-либо преимуществ фирменного баллона перед уайт-спиритом с хозяйственного рынка. Кроме цены. Следует отметить, что использования бумаги и кальки нежелательно даже с транспарантом. Намного лучшие результаты даёт печать шаблона на прозрачной плёнке для лазерного принтера. Использование такой плёнки позволяет получить хорошее качество печатной платы даже начинающему осваивать этот процесс. Для редактирования шаблона хорошо подходит продающийся в магазинах черный маркер для несмываемых надписей с тонким стержнем 0,1 мм. Им можно улучшить черноту заливки дорожек на маске до начала экспонирования. Шаблон (маска) накладывается на покрытый фоторезистом кусок стеклотекстолита напечатанными дорожками вниз, к фоторезисту. Это позволяет уменьшить боковую засветку. Затем маска придавливается стеклом и вдвигается под прогретые лампы.

Читайте также:
Схема твердотельного реле на 12В

Проявка осуществляется как обычно, в растворе КОН или NaOH с концентрацией 5-7 г/литр. Желательно использовать раствор комнатной температуры для повторяемости результатов. В принципе не столь важна температура, как её стабильность для данной экспозиции засветки УФ излучением. Опустив плату в раствор и покачивая, ждём начала растворения засвеченного фоторезиста. Визуально это видно как тонкие фиолетовые облачка, срывающиеся с поверхности платы. Если начинает подтравливаться фоторезист на дорожках (это можно заметить по смене их отблеска из глянцевого в матовый, а засвеченные участки ещё остались, то значит мал оптический контраст между дорожками и прозрачными участками шаблона. Обычно это бывает с бумажными и калечными шаблонами. Размытость дорожек говорит о плохом прижиме шаблона к плате. ВНИМАНИЕ! Несмотря на достаточно мягкий ультрафиолет от этих ламп и их относительно маленькую мощность при всех работах необходимо пользоваться защитными очками. Лучше всего используемые в медицине при работе с УФ излучением, так как они гарантированно задерживают УФ и плотно прижимаются к лицу, защищая глаза от боковой засветки

Можно использовать и солнцезащитные очки, но только как крайний случай. При экспонировании необходимо закрывать блок его штатной крышкой. Вентиляция не обязательна, эти лампы озон не выделяют.

В заключение автор просил бы не судить строго эту конструкцию, так как она была сделана за один день из подручных материалов. Пользуясь случаем, хочу поблагодарить Ю. Харламенкова (г. Кострома) за ценные советы и разумную критику, а также Митрофанова А.В. (г. Москва) и Солодухина И.Б. (г. Жуковский) за бескорыстную помощь в изготовлении различных вариантов фотопроекционной установки и подборе материалов для них.

Установка для УФ-засветки фоторезиста с таймером отключения

Сегодня я расскажу о своей реализации УФ светового прибора для работы с фоторезистом. Законченное устройство я решил сделать года полтора назад. До этого как таковой установки у меня не было, был светильник с УФ-лампой и стекло, извлекаемое из фоторамки на время изготовления ПП.

С карандашом в руках я хорошенько подумал над тем, какой должна быть моя установка, вырисовался примерный концепт. Затем я заказал ящик у знакомого в небольшой мебельной мастерской. Там раскроили и отторцевали ЛДСП по моему эскизу.

Содержание / Contents

  • 1 Ящик
  • 2 Схема таймера для засветки фоторезиста
  • 3 Работа таймера
  • 4 Печатная плата таймера
  • 5 УФ-лампы и силовая часть
  • 6 Сборка установки
    • 6.1 Крепим два уголка с установленными держателями для УФ-ламп
    • 6.2 Крепим поролон на крышку для прижатия ПП
  • 7 Видео установки в работе
  • 8 Резюме
  • 9 Фьюзы
  • 10 Файлы

В торце ящика я сделал прямоугольный вырез для установки блока электроники.

По внутренним поверхностям с небольшим отступом сверху в ящике имеется 4 глухих отверстия 5 мм. В них устанавливаются мебельные полкодержатели с силиконовыми прокладками — специально для стекла.

↑ Схема таймера для засветки фоторезиста

Индикацию я сделал на четырёхразрядном семисегментном LED-индикаторе, который попался под руку. В качестве органа управления использовал энкодер с кнопкой. Управляющий МК ATtiny2313.
Для звуковых оповещений стоит миниатюрный динамик (буззер) со встроенным генератором. Ну и реле для коммутации нагрузки с катушкой на 5 Вольт.
Для питания схемы взял готовый импульсный блок питания от ЗУ сотового телефона.

Читайте также:
Терморегулятор для теплиц

↑ Работа таймера

При включении таймера в сеть, динамик издаёт звук, мол, я живой! На индикаторе отображается время работы таймера в минутах, заданное при последнем сеансе. Вращением ручки энкодера изменяется значение таймера в диапазоне 1-99 минут. Значение запоминается в EEPROM и считывается при следующем включении прибора.

Я предусмотрел два режима включения таймера: без включения ламп (короткое нажатие кнопки энкодера) и с включением ламп (длительное, порядка 2 с, нажатие кнопки энкодера). Без включения ламп таймер можно использовать для прочих нужд, по истечении времени будет обычный сигнал, а лампы зря гореть не будут.

Есть возможность выключить таймер в любой момент двойным нажатием кнопки энкодера.

За 10 секунд до истечения времени таймера, прибор начинает подавать прерывистый звуковой сигнал.

Update 12/08/2015
По просьбам трудящихся я реализовал в таймере дополнительный диапазон в секундах. Режим установки времени переключается двойным нажатием кнопки энкодера, когда таймер остановлен. При установке в минутах индикация значения с точкой. При установке в секундах – индикация без точки.
Режим установки времени также запоминается в EEPROM. Максимальное значение в секундах – 999, в минутах – 99, как и прежде. Остальное без изменений.

↑ Печатная плата таймера

Чертежи в DipTrace берите в разделе файлов.

↑ УФ-лампы и силовая часть

220 В через контакты реле таймера.

↑ Сборка установки

Кусок оргстекла мне досталось от разбомбленных электронных часов с автозаправки. Изнутри обклеено чёрной самоклейкой и сделаны вырезы для индикатора. Да, с царапинами стекло, ну и пусть — не на выставку же.

↑ Крепим два уголка с установленными держателями для УФ-ламп

23 см. Большое расстояние от ламп до ПП необходимо для получения равномерной засветки.

↑ Крепим поролон на крышку для прижатия ПП

В качестве предметного стекла применил обычное оконное. Мощности ламп достаточно для надёжного и равномерного засвета, поэтому кварцевое стекло искать не стал (хотя его можно выкорчевать из старого сканера).

↑ Видео установки в работе

↑ Резюме

Установка получилась вполне симпатичная, функциональная и безопасная. Готовое устройство для домашней мастерской.

↑ Фьюзы


↑ Файлы

Проект в DipTrace (схема и печатка), прошивка для микроконтроллера.

12/08/2015 – Обновлена прошивка, добавлен диапазон секунд.
🎁UVTimer-021-hex.7z 2.25 Kb ⇣ 113

10/09/2015 – Обновлен архив схемы и ПП, исправлены ошибки.
🎁datagor-uv-timer.7z 13.65 Kb ⇣ 125

Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

Фоторезист – способы экспонирования (мои размышления)


Два года назад я открыл для себя фоторезистивный метод изготовления ПП. И хоть изготавливаю платы в основном только для себя и своей работы — использую его довольно часто.
На протяжении этого времени мне хватало одной УФ лампы — энергосберегайки (черная или темно-фиолетовая такая), но вот недавно пришлось изготовить плату крупнее чем обычно, а одна лампа уже не справлялась (игрался с расстоянием, выдержкой — все тщетно), так что решился купить вторую лампу.
И как назло, когда купил, установил и откалибровал под себя новое «устройство» засветки — узнал о том, что мощный поток УФ лучей способна излучать обычная лампа ДРЛ, но только без защитного матового покрытия (оно задерживает УФ внутри колбы).
Вот мои стенд на энергосберегающих УФ.
(Трансформатор служит для удержания всей конструкции на месте)

Но вот мой знакомый электрик на работе нашел мне лампу ДРЛ-250, и началось…
Сперва аккуратно разхренячил внешний матовый баллон (в нем газа нет, он нужен просто для защиты) кинул на стол и стал искать инфу как же ее включить. Оказалось нужен дроссель, который включается последовательно с лампой и все в 220.

Нашел дроссель, включил, и мне все понравилось (наверно озон вставляет). Быстро примотал все к табуретке и стал пробовать!
На фото светит едва ли, в первую секунду после включения (дальше смотреть невозможно)
Оказалась для моего случая выдержка — 40 сек. Проделываю все в такой последовательности: Кладу плату с шаблоном под стекло — сверху накрываю «чем нибудь», включаю лампу (разогрев

Читайте также:
Сенсорный выключатель RGB-LIGHT SLAYDER своими руками

1 мин), включаю секундомер и убираю сверху «что нибудь».
Смотреть на лампу очень не рекомендуется (эффект будет как от электросварки, сам не знаю но говорят), дышать тоже лучше поменьше ибо озон чувствуется очень сильно (вспоминаются физиопроцедуры от пневмонии).
Если учесть что все мне досталось на халяву — результат порадовал короткой выдержкой. Сразу подумал что будет неплохо экспонировать китайскую УФ Маску, наверно побыстрее будет :)

Примечание: после нескольких экспериментов — выдержку уменьшил до 20 секунд!

  • Технологии
  • +2
  • 31 мая 2012, 23:43
  • khomin

Комментарии ( 143 )

  • Bonio
  • 01 июня 2012, 00:04
  • BarsMonster
  • 01 июня 2012, 11:02
  • Vga
  • 01 июня 2012, 21:41

только без защитного матового покрытия (оно задерживает УФ внутри колбы).
внешний матовый баллон (в нем газа нет, он нужен просто для защиты

Это не защита, а люминофор, тренсформирует УФ в видимый свет. Газ там надо полагать есть (это дешевле, чем вакуум), но что попроще — обычный воздух или типа того.

Ну и УФ КЛЛ дают хороший результат и при этом относительно безопасны и просты в обращении.

Установка для экспонирования фоторезист

Всех приветствую!

В этой записи я хочу рассказать о том как я собрал себе установку для экспонирования фоторезиста, что послужило началом для моего перехода с всеми-нами-любимого ЛУТа, на метод плёночного фоторезиста.

Вопросы и конструктивная критика приветствуются!

Я, как и многие другие радиолюбители, взял за основу своей установки старый планшетный сканер. Купил его по объявлению за 200р. Сканер был к сожалению без блока питания и со сломанными петлями крышки, но зато с целым, почти незатёртым стеклом)))

Итак приступим к разборке!

Далее вытащил все внутренности и покрасил черной матовой краской, чтобы избежать боковой засветки.

В Китае мной были заказаны УФ-светодиоды 5730 с длиной волны 395 нм — 400 нм, по заверению продавца. Я читал что проверка таких светодиодов на возможность засвечивать фоторезист проверяют на деньгах. Если спец. знаки на купюрах светятся, значит и фоторезист будет засвечиваться. Я тоже это проверил и выяснил, что на купюрах под светом этих диодов светятся только “волоски”, однако забегая вперёд могу сказать что с засветкой фоторезиста они справляются отлично.

Читайте также:
Самодельные автоматические ворота

Далее изготовил печатные платы под них, чтобы в итоге их площадь примерно равнялась стеклу сканера. Паял светодиоды на паяльную пасту с помощью утюга))) А наносил пасту зубочисткой))) После пайки заклеил каждый светодиод малярным скотчем и покрасил всё той же чёрной матовой краской.

После чего изготовил плату управления, по сути обычный таймер с четырёхразрядным семисегментным светодиодным индикатором и управлением при помощи энкодера. Подробнее о её функционале можно послушать на видео в конце статьи.

В качестве источника питания использовал блок питания от ноутбука и step-down преобразователь чтобы получить 12 В из 19 В.

Далее всё это я собрал.

Так же я предусмотрел разъем для подключения программатора, чтобы была возможность оперативно изменять прошивку не разбирая устройство.

А вот фото одной из первых плат изготовленной с применением данной установки. Для справки: толщина дорожек 0,33 мм, расстояние между дорожками так же 0,33 мм.

В заключении могу сказать, что процесс адаптации всё ещё до конца не завершен. На данным момент для этой установки я экспериментальным путем подобрал оптимальное время засветки в 50 секунд. Однако иногда при очень тонких расстояниях между дорожками бывает засветка и после травления дорожки сливаются. Возможно это всё от некачественного двухслойного фотошаблона, возможно слишком длительное время засветки. Но в целом, если слишком не мельчить, то результат превосходит все ожидания по качеству! Ничего не бывает просто так, поэтому за качество приходится платить увеличением времени которое тратится на изготовление ПП таким способом, ЛУТ технология конечно же в разы быстрее. Возможно со временем и отладкой механизма фоторезистивного метода, получится сократить затрачиваемое время.

P.S.: я забыл сфотографировать установку разъема для подключения кабеля 220 В, а так же не зафиксирована установка подсветки обычными светодиодами для совмещения фотошаблона. Об этом подробнее рассказано на видео.

P.P.S.:если кому-то будет интересна моя конструкция, могу выложить ссылки все исходники, пишите в комментах или в личку.

А вот небольшое разговорное видео с описанием устройства:

Засветка фоторезиста на 3D принтере лазерной указкой

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Статья относится к принтерам:

Была уже аналогичная статья. Решил повторить тоже самое, но уже с лазерной указкой, т.к. мощности должно хватить для засветки фоторезиста. Лазерную указку не ломал, а добавил “обвес”, чтобы её можно было использовать как указку, сняв всё добавленное.

Для засветки фоторезиста взял УФ лазерную указку (405 нм 5 мВт) – интересно было проверить, хватит ли мощности для засветки фоторезиста? Почему-то подозреваю, что мощность указки выше заявленной, но как проверить – не знаю.

Крепление лазерного модуля

Крепится указка к каретке принтера на защёлке в паз под линейный подшипник. Сама указка выглядит так:

Крепление сразу сделал с перегородками, в которых есть отверстия для ограничения выходной апертуры. В перегородках отверстия сделал диаметром 1 мм – после печати крепления, рассверлил сверлом. Но ещё необходимо уменьшить толщину перегородок в области отверстия, т.к. наблюдается отражение от внутренних стенок отверстий. Как вариант – рассверлить большим сверлом, сделав фаску вокруг отверстий.

Читайте также:
Схема регулятора оборотов минидрели

На лазерной указке увеличил выходное отверстие так, чтобы можно было регулировать фокусное расстояние не разбирая указки. Это единственная необратимая “доработка” указки. Выставил фокусное расстояние примерно 10 см, чтобы не ловить миллиметры на коротком фокусе. Фокусное расстояние определял по листу бумаги, направив луч вдоль листа:

Остальные доработки – крепление DC/DC преобразователя вместо батареек и зажимание кнопки в нажатом положении. Тоже без повреждений для указки.

При подключении к выходу управления вентилятором добавил диод VD1, т.к. на выходе FAN висит светодиод с резистором и они “подтягивают” напряжение до 8 В в выключенном состоянии, а для указки нужно максимум 3 В. Диоды поставил 1N5819. VD2 поставил для защиты лазерного модуля от обратного напряжения, хотя его там может и не быть. В смысле, и обратного напряжения и диода VD2.

Батарейки заменил на DC/DC преобразователь с установленным напряжением на выходе 3,0 В. Можно было бы упростить схему подключения лазерной указки, но у меня это должно работать от 24 В и потребляемый ток при питании от батареек примерно 150 мА. Поэтому линейный преобразователь не стал ставить, а DC/DC преобразователь на MP1584 включается с задержкой примерно 10 мс и при выключении указка будет светить несколько мс.

Из документации на MP1584:

Учитывая, что сама указка включается не сразу, т.к. там тоже DC/DC преобразователь используется, добавлять ещё 10 мс не хочется – проверять не стал, но это может повлиять на засветку фоторезиста из-за задержки включения/выключения лазера.

Вся электроника крепится на лазерном модуле, закручиваясь вместо колпачка с батарейками. Да, может быть это будет кому полезно – батарейки вставляются плюсом в колпачок, а минусом прижимается к лазерному модулю (инструкции к этой указке я не нашёл и пришлось гадать как правильно вставить батарейки). Плюс питания идёт по корпусу лазерной указки – при установке на принтер, корпус указки не должен касаться металлических частей принтера!

Подготовка платы к засветке на 3D принтере

Плату делал в Delta Design, объединение Gerber-файлов в один слой делал там же в модуле DeltaCAM. Подготовку G-кода делал в FlatCAM, но без последующего изменения кода руками. Выяснилось, что FlatCAM не поддерживает отверстия в апертурах – это сильно бы упростило подготовку Gerber-файла для платы, т.к. хотелось добавить отверстия на площадках под последующую сверловку. Изменить апертуру не сложно, если нужно добавить только круглое отверстие – это поддерживается Gerber форматом. Но не все программы поддерживают эти отверстия (FlatCAM 8.993 Beta – не поддерживает), и в итоге, всё зависит от САПР, в котором вы делаете платы.

Теперь по порядку. Есть гербер файл для платы – его открываем в FlatCAM, появляется проект с этим файлом. Предполагается, что плата размещена в координате 0,0. Для засветки на принтере нужно сместить плату в рабочую область лазера – в моём случае, нужно сместить на 27 мм по оси X. Смещение платы можно сделать в FlatCAM применив “Offset”. Следующий этап – необходимо выполнить расчёт геометрии для этого Gerber файла. Выделяем в проекте только что загруженный файл и переходим на закладку “Selected”, нажимаем кнопку “Isolation Routing”, где уже настраиваем параметры для расчёта геометрии обхода лазером:

Читайте также:
Схема сетевого фильтра

Для меня не сразу было понятно назначение знака у диаметра инструмента. Как выяснилось, если диаметр инструмента положительный, то будет “вырезано” всё вокруг дорожек на плате, а если диаметр отрицательный, то “вырезаются” сами дорожки. Для фоторезиста это означает, что засвечивать – в первом случае, засвечивается пространство между дорожек, во втором случае, засвечиваются дорожки, т.е. где медь должна остаться. Тут я затрудняюсь сказать, что считать негативом, а что позитивом, использовал фоторезист МПФ-ВЩ 50 – для него диаметр инструмента ставить отрицательный (засвечиваем где медь должна остаться).

Для своей платы поставил диаметр инструмента -0,15 мм, проходов (Passes) 80 и перекрытие (Overlap) 70 % и поставил “галку” в поле Combine, чтобы все проходы объединились в один файл. Нажимаем “Generate Isolation Geometry” и после расчёта переходим к следующему шагу. Да, чуть не забыл – количество проходов – это сколько раз пройти по контуру с указанным перекрытием. Если мало проходов, то на больших площадях будут пустоты, т.е. программа прекратит “заполнение” при достижении заданного количество проходов.

Следующий этап – настройка генерации выходного G-кода. Чтобы ручками не править генерируемый GCode, здесь в настройках сначала выбираем Preprocessor – и указываем для какой прошивки нужно сгенерить код. У меня Marlin – выбираю Marlin_laser_FAN_pin, т.е. управление лазером через разъём вентилятора обдува модели.

После выбора препроцессора, меняются параметры для настройки. Тут указываем фокусное расстояние – у меня 32 мм, т.к. модуль установлен выше нуля на 70 мм, но эта настройка не попадает в выходной файл, поэтому перед засветкой выставляем стол принтера на нужную высоту самостоятельно. Скорость перемещения по X-Y с включённым лазером выставляется в мм/мин. Для лазерной указки и отверстием 1 мм было достаточно 300 мм/мин. Скорость перемещения с выключенным лазером (Feedrate Rapids) оставил 1500 мм/мин. Мощность лазера выставляем 100 %, т.к. указка либо включена, либо выключена и в режиме ШИМ она может не заработать, точнее, работать будет, но мощность не будет пропорциональна ШИМ.

Есть ещё параметр End move Z – куда установить инструмент (голову принтера) после завершения засветки фоторезиста. Ставлю на фокусное расстояние, чтобы не забыть его вернуть на нужное значение. Осталось сгенерить G-код нажав кнопку “Generate CNCJob object”. В следующем окне выбираем “Save CNC Code” и получаем правильный и готовый G-код для засветки фоторезиста.

Пробная “печать” платы

Перед печатью выставляем платформу на фокусное расстояние лазера, проверить работу лазера можно командами M106 / M107. Размещаем заготовку платы с фоторезистом в нужном месте и запускаем сгенерённый файл. После засветки и травления получается нормальная плата. Шаг выводов на микросхеме 0,65 мм (корпус TSSOP-20):

При скорости движения лазера 300 мм/мин – плата засвечивалась примерно 20 минут. Учитывая, что луч лазера проходит через отверстие диаметром 1 мм, при его прямоугольной форме перед первым отверстием 2х4 мм, можно увеличить это отверстие до 2 мм, тогда мощность засветки увеличится, что позволит ещё немного ускорить процесс засветки. Ещё не пробовал засвечивать без обрезки луча отверстиями, переделаю крепление – попробую. Новое крепление необходимо для более надёжной фиксации лазерного модуля, т.к. на скорости перемещения без засветки 1500 мм/мин лазерный модуль сместился и это было видно по результату засветки фоторезиста. Рамка по периметру платы раздвоилась, где видно один проход луча – это его реальная толщина.

Читайте также:
Плата для аниматроники

Настройки ширины инструмента, перекрытия и скорости обхода нужно будет ещё подбирать до оптимального решения.

3D модели первого варианта крепления лазерной указки на принтер Flyingbear P905 выложил здесь.

Установка для экспонирования фоторезиста

LED засветка фоторезиста и паяльной маски

Это система состоящая из контроллера и матрицы для засветки фоторезиста и паяльной защитной маски.

Контроллер Матрица

Плата матрицы размера 10 на 10 см. имеет 32 светодиода подключенные в цепочки по 4 штуки через резистор. Из нескольких плат можно собрать матрицу любой площади. Платы спаиваются между собой с помощью площадок.

Верх Низ
No Name Value Layer Comment
1 D1-D32 LED Top 5mm
2 R1-R8 62R * Bottom 0805, номинал рассчитывается

Контроллер имеет 3 кнопки пресета (актуально для маски, и нескольких видов фоторезиста т.к. время засветки у них отличается) и энкодер для установки времени вручную.

Верх Низ
  • При нажатии на любую из трех кнопок происходит выбор пресета времена засветки;
  • Для создания пресета нужно выбрать энкодером время и удерживать кнопоку в течении 3 секунд;
  • Энкодер выбирает время вручную с шагом 5 секунд (задается в прошивке). При нажатии на энкодер запускается засветка. По окончании прозвучит звуковой сигнал;
No Name Value Layer Comment
1 B1,B2,B3 Button Top
2 C1,C2,C3,C4,С5 0.1u Bottom 0805
3 C6 0.33u Bottom 0805
4 Q1 Buzzer Top 5v
5 Q2 16Mhz Bottom
6 R1 100R Bottom 0805
7 R2,R3,R4 10k Bottom 0805
8 R5 22k Bottom 0805
9 S1 DS-261B Top
10 S2 301-021-12 Top
11 S3 Encoder Top
12 SCREEN 0.96 OLED Top I2C 128×64
13 U1 Atmega328 Bottom TQFP-32
14 U2 IRF530N Bottom D-PAK
15 U3 L78L05 Bottom SOT-89

Корпус распечатан на 3D принтере. Предназначен для удобного крепления контроллера к матрице. В принципе можно использовать двусторонний скотч.

Корпус Сборка

Светодиоды бывают разные по характеристикам соответственно и резисторы будут отличаться по номиналу.

Имеем китайский светодиод с напряжением 3.4 вольта и током потребления 25 миллиампер (бывают от 3.2 до 3.8 вольт, смотрите описание у продавца). Теперь в калькуляторе расчета резисторов для светодиодов вводим наши данные. Т.к. вольтаж одного диода 3.4 вольта, а 4-х в цепочку соответственно 13,3 то питать матрицу будем от 15 вольт и резисторы выбирает на это напряжение. Получаем 62 Ома. Но плату будем питать от 12 вольт. На времени засветки это отразится не значительно, но светодиоды проживут дольше.

  • Любым программатором загружается bootloader (HEX файл и фьюзы прилагаются). Самой простой вариант прошить через USB Arduino NANO и “сдуть” с нее чип.
  • Впаивается чип на плату.
  • Заливается INO файл из Arduino IDE (как Arduino NANO) с помощью USB-UART преобразователя (FTDI).

Лицензия: «Attribution-NonCommercial-ShareAlike»
(«Атрибуция — Некоммерческое использование — На тех же условиях») 4.0 Всемирная

About

Система состоящая из контроллера и матрицы для засветки фоторезиста и паяльной защитной маски

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: