10.01.2015 :: Применение однокомпонентной паяльной маски.

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. Приобрести маску можно здесь

1.    Твердое гладкое основание, на котором будет экспонироваться плата. В моем случае это лист стекла.

2.    Накрывное стекло. Замены вроде крышек от коробок для компактов тут не годятся.

3.    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.

Все работы производятся при обычном искусственном освещении, кроме того я использую достаточно яркую настольную лампу. Сколько-нибудь существенного влияния на саму маску за время подготовительных этапов это не оказывает. 

Исходные материалы:

1.    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 эксперимент 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:

2.    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 будут «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.

3.    Скотч. Я пользуюсь таким:

Сам по себе скотч отличный, вдобавок оказалось, что у него весьма подходящая толщина — 20мкм.

4.    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.

5.    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.

6.    Ванночка для промывки. Я пользуюсь пластиковыми судками с крышкой. Крышка крайне желательна, если вам придется носиться с этой ванночкой, например, на балкон.

Сам процесс достаточно прост, хотя и изобилует мелкими нюансами:

1.    На основание кладем подложку и на него плату:

2.    Клеим скотч так, что бы один край был на фольге технологического поля платы, а второй — на подложке. Край на фольге следует клеить аккуратно, 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).

3.    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.

4.    На маску кладем защитную пленку, а на нее — накрывное стекло, после чего плавно увеличиваем нажим. При этом маска постепенно растекается по поверхности платы:

5.    Осторожно снимаем накрывное стекло и кладем фотошаблон, по возможности ровно на место, затем сверху снова кладем накрывное стекло:

6.    Еще раз прижимаем накрывное стекло окончательно выравнивая маску, после чего прижимаем стекло как для экспозиции (в моем случае это два старых транса, которые служат грузами для прижима стекла).

7.    Тщательно совмещаем фотошаблон и плату просто аккуратно двигая накрывное стекло. Тут очень полезным оказалось наличие рамки по периметру на фотошаблоне и на рисунке платы. В моем случае (я пользуюсь Eagle) это делается просто добавлением слоя Dimension в итоговые фотошаблоны маски и самой платы.

8.    Включаем УФ лампу на 60 минут. Изначально выдержка была только 40 минут, но при проявке в глубоких местах (широкие зазоры между дорожками, например) иногда маска отваливалась. Увеличение выдержки эту проблему решило. На «окна» в плате это никакого заметного влияния не оказало.

9.    Снимает прижим, стекло, фотошаблон, с платы снимаем защитную пленку: 

На фото видно, что окна в маске практически чистые.

10.  Снимаем плату с подложки

11.  Промывка делается любым моющим средством (я пользуюсь Cif-ом) и мягкой губкой. После промывки плата выглядит уже так: 

12.  По окончании промывки плату необходимо протереть и положить под ультрафиолет еще на час.

Итог выглядит так:

Update 1: При попытке использовать описанный выше способ для наложения шелкографии был обнаружен интересный (и важный) момент: при засветке важен не только ультрафиолет, 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 2: Важное уточнение: перед нанесением маски плату обязательно нужно тщательно просушить, на крайний случай можно просто положить на батарею минут на 10-15.

По материалам сайта easyelectronics.ru