Паяльная маска
В прошлой статье мы закончили изготовление печатной платы по методу металлорезиста. Как я и говорил, можно обрезать плату и впаять радиодетали. Но мы продолжим ее изготовление, а именно нанесем паяльную маску и потом покроем дорожки химическим оловом.
Нанесение паяльной маски в домашних условиях не является уже какой то диковинкой, но все равно опишу данный процесс, чтобы он был на этом сайте.
Нанесение маски
Перед нанесением, плату нужно подготовить, удалить окислы с поверхности меди и обезжирить. Для этого моем плату в горячей проточной воде с моющим средством и шкуркой зернистостью P1000 (фото данного процесса нет, но думаю и так понятно). Самое главное, последний этап промывки должен осуществляться в холодной воде. Что это значит? Если вы промоете в горячей воде (на последнем этапе), то потом у вас медь быстро окислится не успев высохнуть, если в холодной, то не окисляется более длительное время.
Итак, промыли плату после зачистки шкуркой в воде, сразу обтираем ее бумажной салфеткой или туалетной бумагой для предотвращения окисления меди. Далее сдуваем или удаляем салфеткой всю пыль, на отсвет ее хорошо видно, кладем плату на стол и накрываем трафаретной сеткой. Место, где будет наносится маска, тоже должно быть без пыли. Желательно провести влажную уборку рабочего места перед этой процедурой.
Наносить будем двухкомпонентную маску FSR 8000, так как она самая распространенная и купить ее не должно вызвать проблем.
Разводим маску в соотношении 3:1 по весу (например 3 грамма маски и 1 грамм отвердителя). Если маска густая, то ее можно разбавить растворителем 650 или изопропиловым спиртом до нужной вязкости после смешивания компонентов.
Фото процесса нанесения паяльной маски на печатную плату.
1. Кладем плату на стол накрываем трафаретной рамкой и наносим на первую сторону.
Как сделать самодельную рамку с натянутой сеткой для нанесения паяльной маски, можно посмотреть в этой статье .
2. Переворачиваем плату на другую сторону, установив ее на специальные подставки, чтобы не повредить уже нанесенный слой на другой стороне. Накрываем ее самодельной рамкой с натянутой сеткой и наносим маску.
Для более полного понимания как нанести паяльную маску, посмотрите еще вот это видео. Звука нет, но должно быть понятно.
Сушка и засветка паяльной маски
После нанесения переносим ее в печь (не допускаем засветки платы от солнечных лучей, дневного света, это и так должно быть понятно). Температура сушки маски 70 — 75 градусов не больше, иначе маска задубеет и вы ее не сможете проявить.
Время сушки маски составляет 45 минут, плюс минус 5 минут. Дольше сушить не имеет смысла да и зачем тратить время, которого и так не хватает.
После сушки, переносим плату на рабочее место и даем ей остынуть. Горячая плата будет липнуть и будет казаться, что она не досушена. Это не так, нужно немного подождать (5 — 10 минут) и поверхность платы перестанет липнуть.
Далее клеим шаблон на глицерин сначала с одной стороны и засвечиваем ультрафиолетовым источником, затем тоже самое делаем с другой стороны. Время засветки паяльной маски вы должны подобрать заранее, у каждого оно будет свое, поэтому здесь я не оговариваю время засветки.
Данная статья опубликована на сайте whoby.ru. Постоянная ссылка на эту статью находится по этому адресу http://whoby.ru/page/pajalnaja-maska
Читайте статьи на сайте первоисточнике, не поддерживайте воров.
Проявка паяльной маски
После засветки, нужно дать плате полежать в течении 5 минут, чтобы все процессы полимеризации прошли до конца. После этого плату нужно проявить в растворе кальцинированной соды или силикатного клея. В растворе силикатного клея проявляется намного лучше и мягче, я использую именно этот раствор. Какой из растворов использовать, решайте сами.
Рецепты растворов:
Во время проявки можно помогать губкой (мягкой стороной) или ватным тампоном. Так маска проявится быстрее, сильно тереть и давить не нужно, прижим под своим весом.
Не вздумайте помогать проявке жесткой стороной губки или какими то другими жесткими материалами. Если плохо проявляется, то возможно пересветили или температура сушки была слишком высокой (об этом писал чуть выше).
Фото процесса проявки паяльной маски.
Сушка после нанесения маски
Если после нанесения маски не планируется нанесение маркировки, то этот этап можно пропустить и приступить сразу к дублению платы.
Мы будем наносить маркировку и поэтому нужно высушить маску в течении 5 минут при температуре 70 — 90 градусов (это нужно для того, что бы вода, которая возможно имеется в слое маски, не вскипела и не испортила нам все).
Затем нужно поднять температуру до 110 градусов и выдержать плату в печке тоже 5 минут (это нужно для того, что бы слой маркировки не поднял не задубленную паяльную маску и не испортил печатную плату).
Промываем водой, сушим, дубим.
Фото процесса.
Маркировка печатной платы
Процесс нанесения маркировки не отличается от процесса нанесения паяльной маски, поэтому повторяться не буду, сушка так же 70 — 75 градусов в течении 45 минут.
Фото процесса нанесения маркировки на печатную плату.
Как только нанесли с одной стороны, переворачиваем плату, ставим на подставки и наносим с другой стороны с помощью самодельной рамки с натянутой трафаретной сеткой, затем сушим обе стороны одновременно.
После сушки маски, даем плате отлежаться 5 минут при комнатной температуре, проверяем на липкость слоя. Если все нормально, то клеим шаблон на глицерин с одной стороны и засвечиваем маркировку, затем клеим шаблон с другой стороны и засвечиваем.
Фото процесса наклейки шаблона и засветки маркировки для печатной платы.
После засветки маркировки проявляем плату в растворе кальцинированной соды или силикатного клея (см. рецепты выше).
В итоге получаем вот такую плату с маркировкой, которую уже не стыдно показать, Хотя есть вкрапления белой маски из за некачественного шаблона маркировки, через который засветились эти точки и не смываются, но это не важно.
Дубление паяльной маски
После проявки плату нужно задубить в печке при температуре 150 градусов в течении 30 минут (фото процесса нет).
Сначала держим при 70 — 90 градусах в течении 5 минут, для удаления влаги. Затем прибавляем температуру до 150 градусов и дубим маску 30 минут.
Я дублю при 140 градусах в течении 15 минут. Этого времени достаточно для дубления и глянец у маски немного лучше. В любом случае, решайте сами при каких режимах дубить маску, какой вариант будет устраивать, тот и используйте.
Заключение
В данной статье был показан способ нанесения паяльной маски и маркировки на печатную плату. Думаю прочитав эту статью у вас не возникнет трудностей сделать это самостоятельно, а если возникнут, то всегда можно задать вопрос в комментарии.
На этом я завершаю данную статью, продолжение смотрите в следующей статье , в которой покроем плату слоем химического олова.
Всем удачных маркировок.
Статью написал: Admin Whoby.Ru
Если вам понравилась статья, нажмите на кнопку нужной социальной сети расположенной ниже. Этим действием вы добавите анонс статьи к себе на страницу. Это очень поможет в развитии сайта.
Однокомпонентная паяльная маска — 2, по следам комментариев
В комментариях к обзору uncle_sem про паяльную маску товарищ CuMr аргументированно и взвешенно решил поспорить со мной о способах ровно нанести её на печатную плату:
Ну ладно. Лезем в ящик и достаём оттуда отрезок сетки для шелкографии, купленной на Али за два бакса. Она обычно продаётся кусками по пять или десять погонных метров, мне же повезло найти лот, в котором продавался метр. Она очень скользкая по ощущениям, с очень мелкой и идеально ровной сеткой:
В описании лота значилось: material: Solyester, mesh: 120 mesh 48T, size: 1 x 1.27m. Сетка приехала сложенной в конверт и была сильно помята 🙁
В магазине рукоделия за 16 рублей покупаем пяльцы для вышивки, натягиваем на них отрезок сетки. Также я взял резиновый шпатель для штукатурки за, кажется, 12 рублей. Как вы можете видеть, шпатель у меня побитый жизнью, отчего на маске потом остались полосы — надо было найти специальный ракель или пользоваться старой пластиковой картой)
Пожертвуем куском текстолита. Выдавливаем на него через сетку немного маски:
Размазываем в одно движение:
Сетку можно отмыть изопропиловым спиртом, но проще выкинуть и вырезать на замену ещё квадратик.
Заготовку сушим паяльным феном при температуре 100С минуты так три. Я не засекал время — можно просто ориентироваться на подтёки по бокам — если высохли, значит и краска на текстолите тем более сухая.
Капаем на текстолит машинного масла «для швейных машинок» и наляпываем первый попавшийся под руку фотошаблон. (Прошу прощения за качество — фотошаблон отпечатан на позорном самом дешёвом в линейке принтере Xerox 3010 с китайским «совместимым» картриджем. Его спасает только то, что при контакте с маслом он становится чернее). Суём «бутерброд» под маникюрную УФ-лампу на 9 Вт секунд на тридцать (не засекал).
Благодаря маслу фотошаблон легко снимается. Незасвеченную паяльную маску удаляем изопропиловым спиртом.
Маска отлично держится (как синяя, так и красная одинаково) и не сдирается металлической губкой:
Пробуем снять отвердевшую маску растворителями — немного поддаётся ацетону, а «646», уайт-спирит и керосин ничего маске сделать не могут. Возможно, надо было ещё дать заготовке полежать под УФ-лампой после отмывки маски для полного задубения, но мне было лень.
Я спилил излишки платы и ради интереса решил её протравить. Используется ванна из оргстекла (описание in English тут), аквариумный компрессор и протравочный раствор из перекиси и лимонной кислоты:
Посмотрим на результаты поближе:
сдерём маску шкуркой и посмотрим на открывшуюся медь:
Не знаю, как вам, но мне такое качество после процедуры, исполненной тяп-ляп, без засекания времени — вполне нравится.
Состав и нанесение паяльной маски
Пайка на печатных платах сродни ювелирной работе. Проводить ее нужно очень аккуратно, так, чтобы поверхность не повреждалась. Нельзя допустить образование перемычек или мостиков, растекания или прилипания капель припоя, его неоднородного скопления.
Помочь провести работу с хорошим результатом может нанесение паяльной маски. По сути, имеется две главные функции составов: защитная и эстетическая. Красивая плата после обработки готова к высокоточной пайке. Припой будет попадать только в требуемые места будущих контактов.
Классы требований
Печатные платы сейчас используются повсеместно. Везде они играют ответственную роль, обеспечивая работу сложных электронных схем. Тем не менее, по результатам тестирования, оцениванию основных характеристик, в соответствии с ГОСТом выделяют два основных класса требований к паяльным маскам:
- для печатных плат приборов, компьютеров, не эксплуатируемых в критических военных ситуациях, выпускают продукцию класса Т;
- для применения в платах, используемых на оборонных объектах, применяют составы класса Н.
Полученные с помощью масок класса Н места пайки, гарантируют отсутствие кратковременных пауз в работе. Принадлежность к классу обязательно указывается производителем, должна быть учтена потребителем.
Способы нанесения
Защитные покрытия для печатных плат могут иметь разный состав, требуют нанесения по отличающимся технологиям. На этом признаке основана классификация паяльных масок.
Слой на поверхности можно нанести двумя способами:
- трафаретами,
- фотолитографически.
Для печатания по трафаретам используют эпоксидные паяльные маски. Инициируют отверждение нагреванием или УФ облучением. Метод доступный, недорогой, но требует наличия сеткографических трафаретов. Точность нанесения паяльных масок оставляет желать лучшего.
Фотолитографический способ иначе называют фоторезистивным. Сейчас преимущественно применяются такие средства. Популярность объясняется возможностью создавать любые рисунки.
Фоторезистивные паяльные маски отличаются консистенцией, количеством компонентов. Средства с одним компонентам имеют однородный состав. Двухкомпонентные смеси доведены до гомогенного состояния при производстве.
Сухие и жидкие составы
Сухие паяльные маски обозначают аббревиатурой СПМ. Их выпускают в виде пленок различной толщины: от 50 мкм до 10 мкм.
Наносить СПМ непросто. Для этого требуется оборудование, выполняющее вакуумное ламинирование. Поверхность платы перед нанесением покрытия нужно тщательно очистить, иначе пленка не прилипнет хорошо.
После вакуумирования плату следует экспонировать и проявить. Состав для проявления может иметь органическую или водно-щелочную природу. Часто для создания щелочной среды используют кальцинированную соду. Последней стадией является задубливание. Так называют обработку платы нагреванием или облучением УФ для окончательного формирования слоя.
Жидкие паяльные маски обозначаются сокращением ЖПМ. Наносят их одним из двух способов.
При работе над мелкими сериями печатных плат используют трафаретное нанесение.
В процессе выпуска больших серий продукции паяльные маски наносят с помощью специального оборудования, создающего ниспадающий ламинарный «занавес». Затем проводят экспонирование, проявление и задубливание обработанной платы.
С помощью ЖПМ и трафаретом паяльную маску можно нанести в домашних условиях своими руками. Все операции вполне доступны и регулярно выполняются мастерами и любителями.
Пайка с самым маленьким шагом становится реальным делом. Печатная плата, предварительно защищенная маской, сможет работать долго и надежно.
В интернет-магазинах продают однокомпонентные маски, которые застывают при облучении УФ лампами. Обработка плат происходит так. По центру и бокам наносят небольшое количество жидкого паяльного состава.
Придавливают прозрачной твердой пленкой (лавсановой или другой) и растирают ластиком или придавливают толстым стеклом.
Паста под пленкой должна равномерно распределиться тонким слоем, приобретя светлый оттенок (обычно светло-зеленый). После этого аккуратно накладывают шаблон.
Просвечивают ультрафиолетом 40 минут, снимают шаблон и засвечивают еще час. Нюансы нанесения могут отличаться, но в целом смысл состоит в том, чтобы паста равномерно распределилась и застыла.
Нанесение паяльной маски в картинках
Изначально я, как, видимо, и большинство тех, кто делает платы сам, вполне обходился без паяльной маски на своих платах и не считал ее чем-то особенно нужным. Но переход ко все более и более плотному монтажу и эксперименты с самодельной печью для пайки SMD компонентов показали, что маска штука не только красивая, но и реально необходимая. Имеющаяся информация об промышленных паяльных масках как-то не особо вдохновляла к ее использованию, поэтому когда я копаясь на ебэе обнаружил, что существует однокомпонентная паяльная маска с УФ отверждением, немедленно ее заказал. Куцая (мягко говоря) информация по применению маски слегка охлаждала энтузиазм, но первые же опыты с ней показали, что маска весьма неприхотлива и достаточно удобна в работе.
После серии экспериментов у меня сложилась технология применения маски, которая дает вполне стабильный качественный результат. На словах я ее описывал в комментариях к этому топику.
Ниже приведено более детальное описание технологии с учетом свежевыявленных нюансов и с картинками. По возможности я постарался упомянуть все существенные подробности и тонкости.
- Твердое гладкое основание, на котором будет экспонироваться плата. В моем случае это лист стекла.
- Накрывное стекло. Замены вроде крышек от коробок для компактов тут не годятся.
- УФ лампа для засветки. В моем случае это три «черные энергосберегайки» DeLux EBT-01, мощностью 26Вт каждая. Лампы расположены на высоте 50см от поверхности основания.
- Собственно плата. В описании это будет вот такая панель из 9 плат:
Существенные моменты: плата должна иметь технологический край на котором должна оставаться фольга (достаточно иметь такие поля с двух сторон от рисунка). При изготовлении плат с помощью ФР это, как правило, получается автоматом.
Также важно, что бы поверхность платы была чистой, причем с обратной стороны тоже. Один неудачный експеримет был связан с забытым на обратной стороне ценником на стеклотекстолит… - Однокомпонентная паяльная маска (ее места обитания, и описание технологии применения есть по ссылке выше), но я на всякий случай снял и ту, что у меня:
- Фотошаблон для маски. Фотошаблон должен быть негативный (то есть «окна» в маске должны быть черными, а остальная часть — прозрачной). Для тех, кто пользуется сухим пленочным фоторезистом такие шаблоны будуть «как родные», поскольку именно такие готовятся для самих плат. Фотошаблон должен быть как можно менее прозрачным на просвет. Те фотошаблоны, которыми пользуюсь я, на просвет совершенно непрозрачные.
- Скотч. Я пользуюсь таким:
Сам по себе скотч отличный, в добавок оказалось, что у него весьма подходящая толщина — 20мкм. - Кусок пленки для подложки. Для получения равномерной маски подложка должна быть равномерной по толщине и достаточно прочной. Увы, бумага не подошла, маска через нее легко проникает и после засветки весьма плохо отдирается от основы. Я пользуюсь использованными или испорченными фотошаблонами.
- Кусок тонкой лавсановой пленки. Изначально я пользовался кусками верхней защитной пленки от фоторезиста, которые остаются после изготовления плат, но потом приобрел у бабулек-цветочниц на рынке рулон пленки в которую заворачивают цветы.
- Уайт-спирит. Есть в магазинах стройтоваров.
- Ванночка для проявки. Я пользуюсь пластиковыми судками с крышкой. Крышка крайне желательна, если вам придется носиться с этой ванночкой, например, на балкон.
- На основание кладем подложку и на него плату:
- Клеим скотч так, что бы один край был на фольге технологического поля платы, а второй — на подложке. Край на фольге следует клеить акуратно, не допуская складок и пузырей:
Существенный момент: если прижим накрывного стекла осуществляется в двух точках, то плата и скотч должны располагаться так, что бы находиться на линии прижима, при этом скотч должен располагаться перпендикулярно этой линии. Применительно к фотке выше, грузы, которыми я прижимаю стекло, расположены сверху и снизу.
Такая ориентация в моих экспериментах давала более равномерную толщину пленки (ну и, как следствие, цвет маски). - В центр платы кладем горку жидкой маски:
Маски идет не много, но жадничать тут не стоит — лишняя маска просто вытечет на подложку, а вот если ее не хватит, то придется поднимать защитную пленку и добавлять. При этом образуются воздушные пузыри, избавиться от которых не сложно, но геморно. Если уж такое произошло, то согнать пузыри на край платы можно с помощью плоского предмета с ровной гранью (я пользуюсь старой пластиковой карточкой). Основное требование — грань должна быть гладкой и не иметь острых углов. - На маску кладем защитную пленку, а на нее — накрывное стекло, после чего плавно увеличиваем нажим. При этом маска постепенно растекается по поверхности платы:
Update 1: (для тех, кто не читает комментарии) по итогам применения описанной технологии оказалось, что промывка в уайт-спирите не нужна, снимаем защитную пленку, промываем плату и кладем на вторую засветку.
Update 2: При попытке использовать описанный выше способ для наложения шелкографии был обнаружен интересный (и важный) момент: при засветке важен не только ултрафиолет, но и прогрев. Если лампа расположена близко, это может приводить к полимеризации пленки и под черными участками фотошаблона (видимо тепло тоже играет роль). Поэтому первую засветку лучше делать с большого расстояния (так и точность воспроизведения фотошаблона значительно лучше), а вот вторую засветку лучше проводить поднося лампу как можно ближе к плате.
Update 3: Важное уточнение: перед нанесением маски плату обязательно нужно тщательно просушить, на крайний случай можно просто положить на батарею минут на 10-15.