Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

На виробництві трафарети робляться, зазвичай, зі сталі (методів вагон), але там вони розраховані на тисячі плат. В аматорській практиці такі кількості не потрібні, тому трафарети роблять з чого простіше - мідь, латунь, алюміній. Але мідь і латунь не найдешевші і доступні матеріали, а алюмінієвих банок хоч відбавляй. І товщина фольги у них відповідна - близько 0.15мм. Одна біда - жорсткий він, вирівняти нормально не виходить, а без цього складно нормально фоторезист нанести. Але, як виявилося, у цій заморочки є досить просте рішення ...

І так, інструменти та матеріали:

1. Ніж (досить гострий, що б різати алюмінієві банки з-під пива / коли / енергетиків / etc.
2. Ножиці (для тієї ж мети)
3. Шматок непотрібного склотекстоліти / гетинакса або чогось подібного. Основні вимога - жорсткість і зручність звернення. Розміром трохи більше викроєного з банки листа.
4. Піч або духовка
5. Досить важкий металевий предмет.
6. Дрібна шкурка
7. Миючі засоби з абразивами і без.
8. Фоторезист.
9. Фотошаблон майбутнього трафарету.
Ну і, звичайно, банку з-під пива-коли-редбулла або ще якийсь хрін. Банку повинна бути ідеально рівною.

1. Відмиваємо (або, як мінімум, обполіскувати) банку від залишків вмісту.
2. Акуратно, намагаючись не пом'яти поверхню гострим ножем зрізаємо верх і низ банки. Про рівності країв можна особливо не турбуватися. На цьому етапі важливіше банку не пом'яти.
3. Ножицями розрізаємо вийшов циліндр і, на цей раз акуратно, ще раз обрізаємо краю (ті, що вийшли після обрізання верхньої та нижньої частини).
4. Ще раз (на цей раз ретельно і знову-таки, намагаючись не пом'яти) відмиванням банку від залишків вмісту.
5. На деко кладемо заготовку ( «горбом» вгору) і зверху притискаємо досить важким предметом так, що б банку не прогиналася. Іноді може виявитися зручно покласти зверху що-небудь плоске, але не досить важке і притиснути чимось важчим (але не досить великим, що б притиснути весь лист рівномірно). На цьому етапі важливо притиснути рівномірно і по всій площині.
6. Ставимо деко в піч / духовку і розігріваємо її до 240-250 градусів. Досить тільки розігріти і охолодити, витримувати при такій температурі немає необхідності.
7. Коли піч остигає отримуємо досить рівну (як мінімум придатну для накатки фоторезиста) але все так само жорстку заготовку. Тут важливо дати охолонути заготівлі під вантажем, інакше вона випрямиться не до кінця.
8. Кладемо вийшов лист на підкладку (пункт №3 в списку інструментів і матеріалів) і під не сильним струменем води, з абразивним миючим засобом починаємо акуратно зачищати одну сторону заготовки. Якщо хто ще не в курсі, поверхня банки (обидві поверхні) покрита шаром лаку, яким всі попередні знущання на один зуб, хімії він толком не боїться (як мінімум з того, що є у мене він витримав всі), а алюміній нам труїти таки треба. На щастя з абразивом лак впоратися не в змозі. Зачищати потрібно ретельно, але можна не по всій поверхні, а тільки така ділянка, якого вистачить для того, що б розмістити трафарет. Не варто в процесі зачистки прикладати зайві зусилля, різким рухом можна легко зім'яти заготовку. Так, лак на другій стороні заготовки нам не заважає. Правда і не допомагає: в процесі на ньому утворюються подряпини до алюмінію, так що сподіватися на надійний захист всієї поверхні вже не доводиться.
9. Коли результат зачистки нас задовольняє, ретельно промиваємо заготовку в проточній воді і сушимо.
10. Далі звичайний фотопроцес - накатка фоторезиста, експонування і проявлення.
11. Захищаємо іншу сторону заготовки. Тут є варіанти за смаком, але я зупинився на тому, що накочують фоторезист на обидві сторони і експонується (без фотошаблона, природно). Одна з основних причин - простота безболісного видалення захисного шару без ризику пошкодження заготовки. У разі, наприклад, використання скотча, видалити його не пошкодивши трафарет далеко не так просто.
12. Травимо заготовку. Труїти можна в звичних розчинах - хлорному залозі, Лимонка з перекисом і так далі. Відразу уточню, що не варто використовувати один і той же розчин для плат і для трафарету. Навіть якщо склад той же, для травлення трафарету треба використовувати окремий посуд і свою порцію розчину. Труїться трафарет вельми швидко, не дивлячись на товщину.
13. Коли трафарет дотруїти, ретельно промиваємо його в проточній воді і змиваємо фоторезист і знімаємо захист з іншого боку. Трафарет готовий.

Кілька коментарів: для трафарету у відомих мені Кадова є свій окремий шар. Фотошаблон для трафарету слід робити саме з нього. Розмір вікон для пасти має сенс зменшити на 0.1-0.2мм, що дозволить компенсувати подтрав.

Ілюстрації до процесу
Банку зі зрізаним дном і верхом:

Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

Банку розрізана уздовж і акуратно обрізана по краю. Норовить згорнутися в трубочку, природно.
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

Готуємо банку до прогріву:
Перший варіант притиску (великий брусок Дюран):
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

Другий варіант притиску (пристосування з комплекту грубки):
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

Греєм в грубці:
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

Після прогріву банку стала заготівлею:
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

Перед зняттям лаку (знизу видно підкладка яка знадобиться в процесі):
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

Очищений шматок достатній для трафарету (поблизу - неочищена частина):
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

Готуємося до накатці фоторезиста (фоторезист, «вушка» з скотча, підкладка):
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

Фоторезист закріплений на підкладці (захисна плівка по краю знята):
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

Особливо уважні можуть помітити, що крайні «вушка», якими край фоторезиста кріпиться до підкладки, розташовані паралельно краю (а не перпендикулярно, як два середніх). Ця невелика модифікація дозволила повністю виключити відклеювання переднього краю фоторезиста в ході наступних етапів.
Подаємо підкладку в ламінатор:
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

Після захоплення краю зупиняємо ламинатор, відгинаємо фоторезист вгору і знімаємо захисну плівку:
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

Вставляємо заготовку і включаємо ламинатор:
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

«Рік, що минає вдалину» задній край заготовки:
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

На виході отримуємо ось це:
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

Вирізаємо заготовку з «конверта» утворився з фоторезиста і підкладки:
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

Потім повторюємо процес для іншої сторони (повторювати фотки немає буду, там все теж саме).
Збираємо «бутерброд» з двох стекол, фотошаблона і заготовки:
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

Такий варіант кріплення зручний тим, що не потрібно розбирати конструкцію, що б експонувати і другу сторону.
Після експонування обох сторін проявляємо:
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

Травимо і змиваємо фоторезист, отримуємо на виході ось такий трафарет:
Виготовлення трафаретів для нанесення паяльної пасти

Цікаве рішення, гідно для повторення. Ось тільки банки треба знайти. Чи не вживаю з них пріктіческі нічого.

У мене з банками вийшло далеко не відразу, точніше з другої спроби. Перший раз пробував давно, але тоді через лаку вийшов облом, та й проблему з тим, що банку норовить згорнутися в трубочку теж не вирішив. Потім бачив кілька згадок в інших місцях, про те, що все таки банки використовувати можна. Ну і не так давно, в процесі колупання з пічкою прийшла в голову думка використовувати її для вирівнювання фольги.

Можна спробувати придбати алюмінієву стрічку потрібної товщини (0.15-0.2мм) у продавців кольорового прокату. Проблема тут більше в тому, що потрібні кількості (максимум кілька кілограм) продають дуже неохоче. Тонну-дві купити куди як простіше :)

Виникає резонне питання, чи можна зробити прокат отриманої з банки стрічки повторно для випрямлення і для позбавлення лаку може спробувати не тривалий випал.

Щодо прокату не зрозумів. Чим (або в чому) прокатувати? Ламинатор точно не допомагає :)

З приводу випалу: можна спробувати, але гріти потрібно рівномірно, інакше через внутрішньої напруги її покоробить. У мене відповідного способу для прогріву не знайшлося.

Так, я теж десь бачив, що заготовки для банок це такі алюмінієві кружечки, які потім формуються шляхом видавлювання (витягування) під пресом. Залишкова напруга, в даному випадку, тільки на користь, оскільки воно надає банку жорсткість.

Вставлю свої 5 копійок :).
Фольга від пивної банки для практичного застосування, ІМХО, занадто тонка. Пасти через такий шаблон як кіт наплакав завдасть. Як шаблон для реболлінга не годиться з тієї ж причини - тонка фольга, при нагріванні (кулі-то оплавити потрібно) її коробить не по дитячому. 0,5-0,8 мм було б саме те. А баночну можна по декоративним справах використовувати.
2. Травлення в хлорному залозі просто ураганне і супроводжується рясним газовиділенням. Ця піна не дає Травители нормально омивати цільові ділянки алюмінію. Звідси нерівномірність травлення. Боровся я з цим наступним чином: вмочив заготовку в ХЖ на 5-10 сек, вийняв, промив в проточній воді, повторив ще раз, і так до закінчення процесу. Весь процес травлення займав не більше 5 хвилин, а може бути ще швидше, точно не пам'ятаю, тому що займався цим років 4 тому. Коротше кажучи, труїться дуже швидко.
Лак прибрати - таки да, тільки абразивом, це сама «радісна» частина процесу.

Фольга від пивної банки для практичного застосування, ІМХО, занадто тонка. Якраз для пайки виходить саме те, я перевіряв. Компоненти виходять запаяними «як на картинці», тобто дзеркало припою з правильним прогином і все таке. На тих платах, які я паял, збірна солянка, від 0603 і TSSOP-ів до LFPAC-ів і великих індуктивностей, все припаяти практично ідеально. Для реболлінга, швидше за все, дійсно не годиться (не перевіряв, але охоче вірю). Втім, для цього є готові шаблони (у всякому разі в Києві я їх точно бачив мінімум в двох місцях).

З приводу того, що труїть: зауваження в тему, труїться дійсно з виділенням піни. Я вирішив проблему частково промиванням, а частково тим, що кілька розбавив розчин.

Схожі статті