Podruhé leptáme DPS pomocí Peroxidu vodíku, kyseliny citrónové a soli

Sešlo se mi několik mailů – dotazů – ohledně výroby DPS v souvislosti s leptáním pomocí peroxidu vodíku, kyseliny citrónové a kuchyňské soli.

Co bych chtěl tímto článek ukázat je, jak DPS dopadnou v případě koupě DPS s fotorezistem nebo když si fotorezist laminujete sami. Co udělá 30% peroxid vodíku nebo 3%.

Pokud něco není jasné, něco jsem popsal/napsal špatně, napište mi do komentářů. Děkuji.

Při jakémkoliv zacházení s chemikáliemi dodržujte bezpečnost práce. NIKDY nemíchejte aceton a peroxid vodíku!

Takže, začneme postupně.

Pro tento pokus jsem si narychlo navrhl testovací pattern obsahující spoje 0.076 mm, 0.127 mm a 0.254 mm.

Ty byly zkombinovány s různou velikostí mezer. Na testovací pattern byly ještě umístěny package QFN16 a TQFP32.

Laminace fotorezistu na DPS:

V případě, že si laminujete kuprextit fotorezistem sami, dbejte na důkladné odmaštění DPS.

Fotorezist používám DuPont Riston T215 MV3507 A.

Fotorezist se skládá ze tří částí. Dvě krycí vrstvy a samotný fotorezist (samozřejmě uprostřed, mezi krycími vrstvami).

Jak sundat krycí vrstvy ukazují následující obrázky. Na roh fotorezistu přilepíte z oboustran izolepu a jednoduše odtrhnete. Zůstane vám fotorezist s jednou krytou stranou.

Při laminování si přidržte fotorezist, aby se vám nevytvořili bubliny.

Po laminaci folii položte na DPS. Desku můžete zatížit nebo, jako já, vložit mezi dvě skla.

Doporučuji, abyste tisk provedli tak, aby strana s tonerem doléhala co neblíže na fotorezist. Tedy, v případě návrhu DPS ze strany TOP, návrh při tisku zrcadlově otočili.

Osvicuji 15s pod 4 zářivkami o celkovém výkonu 36W – lampa na nehty.

Takže máme nalaminovanou a osvícenou DPS s fotorezistem na které je stále krycí vrstva. Tu nyní můžeme sundat obdobným způsobem jako předešlu krycí vrstvu. Nalepte izolepu na roh DPS a odtrhněte.

Nyní vám zůstala DPS a samotný fotorezist.

Vyvolání ve vývojce:

Osvícená DPS se musí ještě vyvolat. To se provede v 1% roztoku uhličitanu sodného (10g uhličitanu sodného na 1l vody). Pokud ovšem použijete prací sodu, není to čistý uhličitan sodný. Prací soda kromě uhličitanu sodného obsahuje i vodu. Množství tedy musí být vyšší.

DPS vložíte do roztoku a jemnými pohyby velmi jemného zubního kartáčku DPS očišťujete.

Mimochodem, tento roztok se používá i pro výrobu fotomasky.

DPS opláchněte vodou.

Leptání nalaminované DPS v 30% peroxidu vodíku.

Hned na začátek napíšu, že reakce 30% koncentrace je opravdu silná a velmi jednoduše se vám může stát, že se cesty podleptají.

Na první fotografii můžete vidět silnou reakci při pokojové teplotě.

V případě zahřátí leptací kapaliny na cca 70 °C a malém množství leptací kapaliny (velice rychle se zahřeje) to může dopadnout i takto:

Co z toho plyne: leptací kapaliny nedělejte nezbytně malé množství. Při reakci se kapalina zahřívá, pokud jí k tomu ještě více ohřejete, dopadne viz výše.

Také můžete reakci zpomalit snížení koncentrace peroxidu vodíku. Řeďte destilovanou vodou.

Při použití 3% peroxidu je reakce velice pomalá a při pokojové teplotě můžete leptat i 40 minut. Zde je dobré zase leptací kapalinu přihřát.

Výsledek může být tento. Zde je bohužel opět vidět nedokonalost krytí toneru a rozlišení mé tiskárny.

Motiv 0.076/0.076 (spoj/mezera) stejně jako 0.127/0.127 (spoj/mezera) je slitý. 0.254/0.254 mm je použitelný.

Při zvětšení mezery u spoje 0.076 se maska neudrží a může se odloupnout popřípadě rovnou podleptat. Podobně jako 0.127mm, ale při troše snažení by nebyl problém takový spoj, s větší mezerou, vyrobit.

Spoj 0.254mm je opět použitelný.

Package QFN16 a TQFP32 jsou vyleptány bez problémů.

Závěr k DPS s nalaminovaným fotorezistem:

Nevyrábějte malé množství leptací kapaliny – reakcí se ohřívá a přispívá tak k degeneraci fotorezistu. Teplota leptací lázně by měla být maximálně 45 °C.

Ke zpomalení reakce můžete snížit koncentraci peroxidu vodíku. Leptání bude delší, ale nebude tak agresivní.

Výrábíme DPS s už naneseným fotorezistem.

Tento postup je samozřejmě jednodušší.

Výsledek leptání s 3% koncentrací peroxidu vodíku jste se mohli dočíst v prvním pokusu.

Takže, vytiskneme si předlohu na folii a přiložíme na DPS s už naneseným fotorezistem. Předtím samozřejmě musíte sundat krycí folii.

Takovou DPS jsem zakoupil v gme. Například: https://www.gme.cz/fotocuprextit-50x100x1-5-jednovrstvy

Osvícení (lampa na nehty 4 zářivky o celkovém výkonu 45W) mi trvá 55s.

K vyvolání potřebujete vývojku. Bohužel jinou, než je používána po laminaci fotorezistu ci fotomasky.

Třeba tuto: https://www.gme.cz/vyvojka-1000ml.

Žádná velká reakce nehrozí, proto stačí nalít pouze nezbytné množství vývojky.

Jemným štětcem opatrně stírejte DPS dokud nebude vyvolaná.

Leptání jsem provedl opět s 30% koncentrací peroxidu vodíku.

Jak jsem uvedl výše, při 30% koncentraci je reakce silná, leptací lázeň se sama zahřívá a dochází k degradaci fotorezistu. Ale koupená DPS s fotorezistem je odolnější než nalaminovaná (což se dá předpokládat).

Závěr k leptání DPS s naneseným fotorezistem:

Jak jsem napsal výše, leptací lázně udělejte větší množství, aby se dokázala sama ochlazovat popřípadě snižte koncentraci peroxidu vodíku.

EDIT:

Tento poměr je prozatím nejlepší:
70ml 30% peroxidu vodíku

30ml vody (může a nemusí být destilovaná)

20g kyseliny citrónové

cca 3g soli