Паяльная маска ImagecureSMART® XV501T-4 Screen (двухкомпонентная, термоотверждаемая)

[ottisk]

В этой теме предлагаю делиться опытом применения паяльной маски ImagecureSMART® XV501T-4.
Это двухкомпонентная, фоточувствительная, термоотверждаемая паяльная маска.
Как оказалось - штука капризная, поэтому достойна отдельной темы.

В начале краткая инструкция применения, как оно должно быть (подробности смотрите во вложенных файлах, в заводской инструкции):
1. Смешиваем фоторезист с отвердителем;
2. Наносим на плату.
3. Предварительная сушка в печи (духовке); 45 минут при температуре 80 град. Цельсия.
4. Экспонирование через фотошаблон с плотностью плашек не менее 4 D; УФ 300 - 400 нанометров; энергия экспонирования 8-10 поле по клину Штоуффера (что примерно соответствует 8-10 полю по шкале UGRA 1982; см. фото).
5. Проявление в растворе кальцинированной соды (10 гр. на литр воды); время проявления около 1 минуты.
6. Окончательная сушка (отверждение); в печи (духовке) 1 час при температуре 150 град. Цельсия.
7. В итоге должно получиться покрытие, стойкое к температуре до 300 град. Цельсия, механическим и химическим воздействиям, в т.ч. стойкое к сильным растворителям (ацетон, 646, спирт).

Теперь мой неудачный опыт применения, в надежде на то, что на форуме присутствуют технологи-электронщики, которые подскажут дельное из своего богатого опыта.

Т.к. я полиграфист, имею доступ к некоторому оборудованию и инструментам для работы с фоторезистами, в некоторых местах будет инструментальный контроль.

Покупал сей продукт здесь. Паяльная маска ImagecureSMART® XV501T-4, зеленая, матовая. Там же скачал инструкцию на русском языке (см. вложенный файл).


Вначале провел ряд проб (ключевые моменты выделил жирным)

Проба №1:
1. Смешивание фоторезиста с отвердителем 2:1, соответственно (как в инструкции на русском языке);
2. Обезжиривание платы в 2% растворе каустической соды; промывка в проточной воде, сушка;
3. Нанесение маски на подготовленную плату с помощью тампона из поролона;
4. Предварительная сушка в духовке; 45 мин. при 80 град. Цельсия; контроль температуры с помощью термопары и китайского тестера М-830 (истинная погрешность показаний последнего неизвестна, хотя, в инструкции обещают +/- 3 град.);
5. Экспонирование в копировальной раме для офсетных пластин; ртутной лампой несколько кВт, УФ примерно 350 нанометров; время засветки 23 ед. (примерно 207 сек); фотошаблон ФНА, с плотностью плашек не менее 4 D; контроль экспонирования с помощью шкалы UGRA 1982 (см. фото и описание ниже; аналог клина Штоуфффера, упоминание последнего смотрите в заводской инструкции ImagecureSMART® XV501T-4).
6. Проявление в растворе кальцинированной соды; 10 гр. сухой соды (неизвестной концентрации; покупал несколько лет назад в Чип-Дип) на 1 литр воды; температура раствора около 20 град. Цельсия; проявлялось очень долго, минут 40 наверное, еще и кисточкой помогал.

7. Промывка платы проточной водой.
8. Термоотверждение; 1 час в духовке при температуре 150 град. Цельсия.
9. Итог (см. фото №1):
- а) недостаточное время экспонирования (2 поле шкалы UGRA 1982 не отличается от сплошных плашек, а должно быть 8-10); скорее всего по этой причине, при проявлении маска сильно побледнела и утратила глянец (стала белёсой);
- б) трабл с временем проявления; должно проявляться в среднем за 60 сек, а тут аж 40 мин.

Мысли в голове по итогам Пробы №1. А вдруг китайский тестер температуру врёт; а вдруг градиент температур в разных частях духовки; а вдруг температура проявителя слишком низкая; а вдруг концентрация порошка кальцинированной соды из Чип-Дип далеко не 100% (разбодяжена с каким-нибудь наполнителем); а вдруг маска просроченная; а вдруг переводчик чего-то неправильно перевел в русской версии инструкции.

Полез в интернет, скачал инструкцию на английском языке. Против русской версии обнаружил следующее важное разночтение. В инструкции на английском, в разделе Перемешивание производитель не указывает пропорцию, в которой следует смешивать фоторезист и отвердитель (в русской версии 2:1, соответственно). Но в самом конце есть информация о том, что фоторезист упаковывается в банки 3 кг, а отвердитель – 1 кг. Из чего я предположил, что необходимо смешивать в пропорции 3:1.



Пробы №2, №3, №4:

1. Смешивание фоторезиста с отвердителем 3:1, соответственно.

2. Обезжиривание платы в 2% растворе каустической соды; промывка в проточной воде, сушка;
3. Нанесение маски на подготовленную плату с помощью тампона из поролона;
4. Предварительная сушка в духовке:
- а) Проба №2 - 30 мин. при 80 град. Цельсия;

- б) Пробы №3 и №4 – 45 мин при 80 град. Цельсия.

5. Экспонирование; фотошаблон ФНА, с плотностью плашек не менее 4 D; время засветки:
- а) Проба №2 - 30 ед. (примерно 270 сек);
- б) Проба №3 – 35 ед. (примерно 315 сек);
- в) Проба №4 – 40 ед. (примерно 360 сек).
6. Проявление в растворе кальцинированной соды; 10 гр. соды на 740 мл воды; температура раствора около 20 град; + тёр кисточкой; время проявления:
- а) Проба №2 – 6 мин;
- б) Проба №3 – 9 мин;
- в) Проба №4 – 12 мин.
7. Промывка проточной водой.
8. Термоотверждение; 1 час при температуре 150 град.
9. Итог (см. фото №2, 3, 4):
- а) Проба №2 – возможно недостаточное время экспонирования (2 поле UGRA 1982); маска не побледнела, но глянец утратила (стала белёсой);
- б) Проба №3 – возможно недостаточное время экспонирования (5 поле UGRA 1982); лёгкая утрата глянца;
- в) Проба №4 – возможно недостаточное время экспонирования (6 поле UGRA 1982); лёгкая утрата глянца.

Мысли в голове по итогам Проб №2, 3, 4. Похоже - в инструкции на русском языке, с пропорцией смешивания фоторезиста и отвердителя - ошибка, мягко говоря. С временем проявления все равно трабл, слишком долго.

Опять полез в интернет. На одном из форумов вычитал, чтобы маска не утрачивала глянец надо увеличивать время экспонирования и при проявке не тереть кисточкой.

Контрольная работа:
1. Смешивание фоторезиста с отвердителем 3:1, соответственно.

2. Обезжиривание платы в 2% растворе каустической соды; промывка в проточной воде, сушка;
3. Нанесение маски на подготовленную плату с помощью тампона из поролона;
4. Предварительная сушка в духовке; 35 мин. при 78 град;

5. Экспонирование; фотошаблон ФНА, с плотностью плашек около 3 D (накосячили коллеги); время засветки 50 ед. (примерно 450 сек); контроль UGRA 1982 не делал.

6. Проявление в растворе кальцинированной соды; 10 гр. соды на 740 мл воды; температура раствора около 20 град; постоянное помешивание раствора за плату вверх/вниз (кисточкой не тёр) + периодические промежуточные промывки платы проточной водой; время проявления около 30 мин.
7. Промывка проточной водой.
8. Термоотверждение; 1 час при температуре 150 град.
9. Итог (см. фото №5):
- а) маска не побледнела и не утратила глянец, отличное, механически, термо и химически стойкое покрытие (проверял погружением платы в ацетон на 30 мин, маске хоть бы хны J, термоядерная вещь);
- б) трабл с временем проявления остался; если не тереть кисточкой, время проявления около 30 мин;
- в) при нанесении маски поролоном на большие по площади поверхности, поролон выщипывает и остается мусор; видимо это связано с низкой стойкостью конкретного сорта поролона к агрессивной среде маски; надо придумывать какой-нибудь более стойкий, не оставляющий ворса тампон.

Ну и хрен с ним, с временем проявления, главное – конечный результат. Счастью моему не было предела. На следующий день был проделан многочасовой титанический труд - обрезал платы по размеру, сверлил и зенковал дырки. К вечеру засел - было, лудить пяточкИ. Как обычно, протер пяточёк абразивной каучуковой резинкой, нанес спиртоканифоль, набрал на жало паяльника припой. Тык в пяточёк, а он не лудится. Протёр резинкой другой пяточёк, тык паяльником, а он тоже лудится…

В общем трабл заключается в следующем. На медных пяточках остался тончайший слой маски – это недопрояв. И ничем теперь этот слой удалить невозможно, разве шкуркой, но это, не повредив маску, нереально. Короче – платы на выброс.


Вопрос к технологам-электронщикам. В чем заключается трабл слишком долгого проявления и в итоге недопроява на пяточках?

В общем трабл заключается в следующем. На медных пяточках остался тончайший слой маски – это недопрояв. И ничем теперь этот слой удалить невозможно

Проблему недопроява удалось победить следующим образом:
1. Увеличить концентрацию кальцинированной соды до 30 грамм на 1 литр воды;
2. Проявлять при температуре раствора 33 - 38 град. С;
3. Проявлять при желтом свете;
4. Бросаем плату в раствор, ничего не делаем, просто ждем 5-10 минут; затем кистью из свиной щетины аккуратно трём незасвеченные УФ области; незасвеченная УФ маска не растворяется, а сходит хлопьями.

[Arena]

Вопрос к технологам-электронщикам. В чем заключается трабл слишком долгого проявления и в итоге недопроява на пяточках?

Толстый и неравномерный слой нанесенной маски. Думаю если наносить очень тонким слоем( не знаю как по консистенции сама эта маска) например из пуливеризатора, то все траблы с недоэкспозицией и долгой проявкой исчезнут. Подозреваю, что толщина маски должна быть несколько микрон и нанесение кисточкой тут не подходит.

[ottisk]

Подозреваю, что толщина маски должна быть несколько микрон и нанесение кисточкой тут не подходит.

На заводах наносят методом шелкографии. Шелкографией слой получается еще толще, чем при нанесении поролоном (я наносил не кистью, поролоном). Иные заводские платы заливают маской чуть ли не в несколько десятых миллиметра. Поэтому не в этом трабл недопроява - это точно. Самое слабое место у меня - китайский тестер, которым контролирую температуру в печи; какая у него реальная погрешность - неизвестно. И градиент температуры в печи - в разных зонах духовки может быть разная температура. Хотя, читал на форумах, народ в качестве печи использует подошву утюга, накрытую фольгой и штатным мех. терморегулятором +/-20 град, и всё у них получается . Еще слабое место - кальцинированная сода из Чип и Дип. На этикетке только одна надпись "Кальцинированная сода" и всё . Какая там концентрация кальцинированной соды - неизвестно. Например, в народном средстве "Крот" концентрация каустической соды в районе 20%; остальное там пустышка - наполнитель. Из моего полиграфического опыта работы с фоторезистами - чем качественнее продукт (фоторезист), чем известнее брэнд производителя, тем бОльшие ошибки этот продукт терпит.

---------- Сообщение добавлено 14.15 ---------- Предыдущее сообщение было 14.13 ----------

не знаю как по консистенции сама эта маска

Довольно густая и вязкая, консистенция зубной пасты.

[anatol0]

Еще слабое место - кальцинированная сода из Чип и Дип. На этикетке только одна надпись "Кальцинированная сода" и всё

По поводу Вашей конкретной маски не знаю, но в рецептах по изготовлению домашнему изготовлению ПП по фоторезистивной технологии встречал рекомендации по использованию вместо раствора КОН или NaOH раствора силиката натрия (жидкое стекло).
Пишут, что позволяет бОльшую свободу по времени проявления с отсутствием перетравов.

PS. Совсем забыл химию, кальцинированая сода - это Na2CO3. Весьма странно, обычно для проявления используют более сильные щелочи типа раствора КОН или NaOH

[ottisk]

Вычитал у краснодеревщиков, существует способ нанесения лака тампоном. Последний состоит из внешней льняной оболочки и шерстяной набивки. Такой тампон не оставляет ворса и не вступает в реакцию с агрессивной средой лака. Пожертвовал льняное кухонное полотенце и старый шерстяной носок, буду экспериментировать. Для время от времени изготовления плат для себя связываться с шелкографией не рационально, считаю, слишком трудозатратно.

[Openreel]

Вычитал у краснодеревщиков, существует способ нанесения лака тампоном

Это надо в живую смотреть, тот еще танец с бубном.
http://www.youtube.com/watch?v=8xiUjN0auYQ
От этого мастера есть видео где он в спокойной обстановке все подробно показывает и объясняет, но совершенно не помню где скачал.

[anatol0]

Если Вы считаете, что дело в толщине слоя, то надо пробовать наносить слои разной толщины на одной и той же заготовке, хотя, судя по

На медных пяточках остался тончайший слой маски – это недопрояв.

дело не в толщине и не в неравномерности.

[alexesgg]

Для время от времени изготовления плат для себя связываться с шелкографией не рационально, считаю, слишком трудозатратно.

Есть такая штука - называется органза. И резиновый ракель средней жесткости. Толщина покрытия маской получается чуть тоньше толщины применяемой тряпки. Возможна гулянка толщин по краям платы. Я для себя решил этот вопрос обработкой фрезой по контуру на последнем этапом изготовления платы. Шелкография тоже сложности не представляет. Правда масками я пользуюсь другими. В частности FSR 8000. По моему опыту допускают довольно вольное обращение с технологией нанесения.

[ottisk]

Есть такая штука - называется органза.

Да, спасибо, эту технологию знаю, органзу уже купил. Моё кухонное полотенце оказалось не лён, лён с добавлением х/б. А за тонкую ткань лён 100% я сегодня заплатил 600 руб / пог. метр, ширина 1,5 метра. Однако!

Правда масками я пользуюсь другими. В частности FSR 8000.

В каком растворе проявляете после экспозиции? Если не затруднит, подробно. FSR8000, по отзывам народа в интернете, аналогичная ImagecureSMART® XV501T-4.

---------- Сообщение добавлено 05.27 ---------- Предыдущее сообщение было 05.24 ----------

обработкой фрезой по контуру на последнем этапом изготовления платы.

Станком ЧПУ, или существует какая то технология "на коленке"?

---------- Сообщение добавлено 05.59 ---------- Предыдущее сообщение было 05.27 ----------

Если Вы считаете, что дело в толщине слоя, то надо пробовать наносить слои разной толщины на одной и той же заготовке

На данный момент есть две отдельные проблемы:
а) Нужен надежный, но простой способ нанесения маски. Нужен тампон, который не будет оставлять ворса и, который не будет вступать в реакцию с агрессивной средой маски. Поролон не подходит, его разъедает и начинает выщипывать, в итоге местами маска получается с вкраплениями мелких кусочков поролона. Кстати, весьма возможно, что в связи с тем, что в маску попадает n-ое количество растворенных составляющих поролона, происходит нештатная хим. реакция, которая в итоге и является причиной недопроява.
б) Почему экспонированная маска так долго проявляется в штатном растворе кальцинированной соды, и проявляется не до конца? Думаю, тут дело не в толщине слоя. Больше склоняюсь к тому, что мой китайский тестер сильно завышает температуру при предварительной сушке. Т.е. возможно китайский тестер показывает 80 град., а на самом деле температура 90 - 100 град.

Насчет недопроява еще такая мысль посещала. Я забыл упомянуть, что производитель рекомендует работать с маской при желтом свете (УФ-экранирование), но к сожалению диапазон длин волн не указывает, "желтый" и всё. В качестве желтого фонаря я использую люминесцентную настольную лампу 12W, с желтым светофильтром. Последний изготовлен из желтых корректирующих светофильтров для цветной фотопечати (в отрочестве увлекался фотографией, остались с тех времен; и фотоувеличитель тоже остался ). Ну и вот, думаю, может быть не та длина волны у этих желтых светофильтров, в итоге маска уже при размешивании/нанесении слегка засвечивается УФ и в результате недопрояв?

[Openreel]

Больше склоняюсь к тому, что мой китайский тестер сильно завышает температуру при предварительной сушке. Т.е. возможно китайский тестер показывает 80 град., а на самом деле температура 90 - 100 град.

Запросто. Для температур до 150-200 град купить китайский датчик(несколько $) Pt100 или даже Pt1000(последнее актуальней для китайских тестеров), проверить сопротивление при 0 градусов (активно болтая датчик в воде с таящим льдом) и около 100 град (кипящая вода с поправкой на атмосферное давление).
Если позволяют финансы, можно купить простейший китайский термоконтроллер(от 30$), можно видеть температуру без пересчета.
Можно и никаких проверок особо не делать, считая что датчик стандартен, провода 0 Ом http://www.zamer.ru/files/files/all_tr.pdf отсутствует саморазогрев (через датчик при измерении проходит ток, который его может нагреть).

[ottisk]

Запросто. Для температур до 150-200 град купить китайский датчик(несколько $) Pt100 или даже Pt1000(последнее актуальней для китайских тестеров), проверить сопротивление при 0 градусов (активно болтая датчик в воде с таящим льдом) и около 100 град (кипящая вода с поправкой на атмосферное давление).

Так есть же цифровые термодатчики (с цифровой шиной передачи данных), весьма точные, откалиброванные на заводе +/- 1 град, но они выше 125 град. помоему не бывают, а надо хотя бы до 160 (окончательное термоотверждение маски - 150 град.).

[boatsman]

выше 125 град. помоему не бывают, а надо хотя бы до 160 (окончательное термоотверждение маски - 150 град.).

А что, полупроводники при 160 град выживают? Только термисторы и термопары.

---------- Сообщение добавлено 13.28 ---------- Предыдущее сообщение было 13.24 ----------

в итоге маска уже при размешивании/нанесении слегка засвечивается УФ и в результате недопрояв?

Поставь для верности еще одно стекло, третье. Два уже есть, если фильтр стеклянный. А вообще все не должно быть так сложно, если для фотоматериалов красный свет неактиничный, то тут желтый - энергия гораздо выше. Если бы длина волны была критична, написали бы диапазон. А тут желтый, то есть от оранжевого и почти до зеленого

[Openreel]

Еще пирометры могут. Но у них своих тараканов хватает.

весьма точные, откалиброванные на заводе +/- 1 град

Это не точные, а так себе.
Pt100 без проблем калибруется на 0.1град в диапазоне 0-100, а разрешение при измерениях можно без особых проблем и 0.01 градус получить.
С термисторами уже не такие простые калибровки, до 1 градус погрешности можно и при двух точках калибровки получить. Сложность обычно в том, что нижняя точка 20-25 градусов, а не ноль, поэтому нужен образцовый термометр.


На практике (при условии адекватности электроники) основные грабли только в связке датчик - измеряемый объект.

[ottisk]

Еще пирометры могут.

Пирометры через стекло не мерят вроде.

Pt100

Посмотрел их, вещь хорошая, но дорогие, не несколько долларов, больше $10.
Кстати, ты же с печами/термошкафами связан. Подскажи, как в профф. печах термостаты устроены (желательно ссылку на схему). Например, требуется держать температуру в термошкафу +/- 1 град, обычный термостат (датчик температуры, источник опорного напряжения, компаратор, исполнительное реле) с такой точностью не сможет, будет плавать +/- 15-20 град.

---------- Сообщение добавлено 15.17 ---------- Предыдущее сообщение было 15.12 ----------

Offтопик:

для фотоматериалов красный свет неактиничный

По моему "неактичный" - это означает только красный (в определенном диапазоне длин волн)

[boatsman]

"неактичный" - это означает только красный

Может быть красно-оранжевый, у Кодак был и такой светофильтр неактиничного света для определенных материалов. Он света больше дает.

обычный термостат (датчик температуры, источник опорного напряжения, компаратор, исполнительное реле) с такой точностью не сможет

Ты описал термостат с позиционным регулированием. Точнее двухпозиционным.

В хороших печках ПИД-регуляторы, если кто тебе его схему нарисует, шнобелевская премия гарантирована Вот они могут не только температуру, но и заданный профиль нагрева\охлаждения держать.

[alexesgg]

Станком ЧПУ

Именно так. У меня другая засада. Файл сверловки-фрезеровки не совпадает по геометрии с фотошаблонами. Приходится долго экспериментировать и подбирать оффсет печати на принтере.

[Openreel]

не несколько долларов, больше $10.

Навалом и дешевых.
http://www.ebay.com/itm/RTD-Pt100-Te...-/111179002321
http://www.ebay.com/itm/PT100-Platin...-/141392821599
Последних я брал десяток, но у другого продавца, нормальные датчики.
Если нужен быстрый маленький, то
http://www.voltmaster.ru/cgi-bin/qwery.pl/id=288308360
Их в платане много разных.
Возможно и на ебее есть.

Подскажи, как в профф. печах термостаты устроены

ПИД регулятор как минимум. Схем искать не надо(они дцать лет как цифровые), надо купить готовый. Перед покупкой выяснить, можно ли руками править П И Д коэффициенты. Если нельзя руками - ф топку не глядя или только как термометр юзать.

Тут основная проблема не в регуляторе. Основная грабля в том, что регулятор будет поддерживать температуру... термодатчика, а не шкафа.
Поэтому от тепловых свойств и места установки термодатчика зависит очень многое.

Вторая грабля - это диапазон регулировки температуры и соотношение собственной теплоемкости камеры шкафа к загруженной камере шкафа.
Если диапазон регулировки небольшой, то маленькая ошибка(дискретность) руления нагревателя не волнует, но в более серьезных случаях печку может легко выкинуть в плюс на минуты и даже часы.

На коленке один из основных замеров делается просто. Берется китайский тестер чуть дороже обычного, с термопарой и интерфейсом для компа.
Термопару кидаем в шкаф, компом пишем лог температура-время, включаем грелки без регулятора и греем до макс.
Потом анализируем график и уже дальше думать что и как.

зы, на работе с печами прямо не связан, но с измерением и поддержанием температур - да.

---------- Сообщение добавлено 20.45 ---------- Предыдущее сообщение было 20.35 ----------

Пример не совсем китайского фуфла.
http://autonics.ru/products/products...g=02&mid=02/01

[ottisk]

Файл сверловки-фрезеровки не совпадает по геометрии с фотошаблонами.

Этот параметр называется повторяемость. Для принтеров повторяемость не нормируется, у них в ТТХ даже такой строчки нет, видимо, что бы не распугивать потенциальных покупателей. Радикальное решение проблемы - делать фотошаблоны на ФНА (заказывать в типографии), там повторяемость - тысячные доли мм на краях формата А2.

[alexesgg]

Согласен. Но есть решение Прогнать струйник сервисной программой и настроить протяжку. На праздниках, наверное, займусь. А сверлить на ЧПУ-хе сплошное удовольствие. Дырки лупит как дыроколом автоматическим.

[ottisk]

Совершенствуем технологию. Все фотошаблоны: лазерный принтер, калька для лазерных принтеров (Canson, матовая, 90 гр/кв.м); оптически уплотнен парАми ацетона. Фоторезист: пленочный Ordyl Alpha 350. Маска из первого сообщения этой темы, нанесена тампоном. Ширина дорожек 0,35 мм, расстояние между дорожками 0,35 мм. Из профессионального оборудования применялась только УФ копировальная рама; всё остальное - на коленке. Кстати, вместо ламинатора (для нанесения фоторезиста) с успехом использую утюг, т.е. ламинатор нафик не нужен.