Изготовление трафаретов для нанесения паяльной пасты

На производстве трафареты делаются, обычно, из стали (методов вагон), но там они расчитаны на тысячи плат. В любительской практике такие количества не нужны, поэтому трафареты делают из чего попроще — медь, латунь, алюминий. Но медь и латунь не самые дешевые и доступные материалы, а алюминиевых банок хоть отбавляй. И толщина фольги у них подходящая — около 0.15мм. Одна беда — жесткий он, выровнять нормально не получается, а без этого сложно нормально фоторезист нанести. Но, как оказалось, у этой заморочки есть достаточно простое решение…

И так, инструменты и материалы:

1. Нож (достаточно острый, что бы резать алюминиевые банки из-под пива/колы/энергетиков/etc.
2. Ножницы (для той же цели)
3. Кусок ненужного стеклотекстолита/гетинакса или чего-то подобного. Основные требование — жесткость и удобство обращения. Размером несколько больше выкроенного из банки листа.
4. Печь или духовка
5. Достаточно тяжелый металлический предмет.
6. Мелкая шкурка
7. Моющие средства с абразивами и без.
8. Фоторезист.
9. Фотошаблон будущего трафарета.
Ну и, конечно, банка из-под пива-колы-редбулла или еще какой хрени. Банка должна быть идеально ровной.

1. Отмываем (или, как минимум, ополаскиваем) банку от остатков содержимого.
2. Акуратно, стараясь не помять поверхность острым ножом срезаем верх и низ банки. О ровности краев можно особо не беспокоиться. На этом этапе важнее банку не помять.
3. Ножницами разрезаем получившийся цилиндр и, на этот раз акуратно, еще раз обрезаем края (те, что получились после обрезания верха и низа).
4. Еще раз (на этот раз тщательно и опять-таки, стараясь не помять) отмываем банку от остатков содержимого.
5. На противень кладем заготовку («горбом» вверх) и сверху прижимаем достаточно тяжелым предметом так, что бы банка не прогибалась. Иногда может оказаться удобно положить сверху что-нибудь плоское, но не достаточно тяжелое и прижать чем-нибудь более тяжелым (но не достаточно большим, что бы прижать весь лист равномерно). На этом этапе важно прижать равномерно и по всей плоскости.
6. Ставим противень в печь/духовку и разогреваем ее до 240-250 градусов. Достаточно только разогреть и охладить, выдерживать при такой температуре нет необходимости.
7. Когда печь остывает получаем весьма ровную (как минимум пригодную для накатки фоторезиста) но все так же жесткую заготовку. Тут важно дать остыть заготовке под грузом, иначе она распрямится не до конца.
8. Кладем получившийся лист на подложку (пункт №3 в списке инструментов и материалов) и под не сильной струей воды, с абразивным моющим средством начинаем акуратно зачищать одну сторону заготовки. Если кто еще не в курсе, поверхность банки (обе поверхности) покрыта слоем лака, которому все предыдущие издевательства на один зуб, химии он толком не боится (как минимум из того, что есть у меня он выдержал все), а алюминий нам травить таки надо. К счастью с абразивом лак справиться не в состоянии. Зачищать нужно тщательно, но можно не по всей поверхности, а только такой участок, которого хватит для того, что бы разместить трафарет. Не стоит в процессе зачистки прикладывать излишние усилия, резким движением можно легко смять заготовку. Да, лак на второй стороне заготовки нам не мешает. Правда и не помогает: в процессе на нем образуются царапины до алюминия, так что надеятся на надежную защиту всей поверхности уже не приходится.
9. Когда результат зачистки нас удовлетворяет, тщательно промываем заготовку в проточной воде и сушим.
10. Дальше обычный фотопроцесс — накатка фоторезиста, экспонирование и проявка.
11. Защищаем другую сторону заготовки. Тут есть варианты по вкусу, но я остановился на том, что накатываю фоторезист на обе стороны и экспонирую (без фотошаблона, естественно). Одна из основных причин — простота безболезненного удаления защитного слоя без риска повреждения заготовки. В случае, например, использования скотча, удалить его не повредив трафарет далеко не так просто.
12. Травим заготовку. Травить можно в привычных растворах — хлорном железе, лимонке с перекисью и так далее. Сразу уточню, что не стоит использовать один и тот же раствор для плат и для трафарета. Даже если состав тот же, для травления трафарета надо использовать отдельную посуду и свою порцию раствора. Травится трафарет весьма быстро, не смотря на толщину.
13. Когда трафарет дотравится, тщательно промываем его в проточной воде и смываем фоторезист и снимаем защиту с другой стороны. Трафарет готов.

Несколько коментариев: для трафарета у известных мне кадов есть свой отдельный слой. Фотошаблон для трафарета следует делать именно из него. Размер окон для пасты имеет смысл уменьшить на 0.1-0.2мм, что позволит компенсировать подтрав.

Иллюстрации к процессу
Банка со срезанным дном и верхом:

Банка разрезана вдоль и аккуратно обрезана по краю. Норовит свернуться в трубочку, естественно.

Готовим банку к прогреву:
Первый вариант прижима (большой брусок дюрали):

Второй вариант прижима (приспособления из комплекта печки):

Греем в печке:

После прогрева банка стала заготовкой:

Перед снятием лака (снизу видна подложка которая понадобится в процессе):

Очищен кусок достаточный для трафарета (вблизи — неочищенная часть):

Готовимся к накатке фоторезиста (фоторезист, «ушки» из скотча, подложка):

Фоторезист закреплен на подложке (защитная пленка по краю снята):

Особо внимательные могут заметить, что крайние «ушки», которыми край фоторезиста крепится к подложке, расположены параллельно краю (а не перпендикулярно, как два средних). Эта небольшая модификация позволила полностью исключить отклеивание переднего края фоторезиста в ходе последующих этапов.
Подаем подложку в ламинатор:

После захвата края останавливаем ламинатор, отгибаем фоторезист вверх и снимаем защитную пленку:

Вставляем заготовку и включаем ламинатор:

«Уходящий вдаль» задний край заготовки:

На выходе получаем вот это:

Вырезаем заготовку из «конверта» образовавшегося из фоторезиста и подложки:

Затем повторяем процесс для другой стороны (повторять фотки нет буду, там все тоже самое).
Собираем «бутерброд» из двух стекол, фотошаблона и заготовки:

Такой вариант крепления удобен тем, что не нужно разбирать конструкцию, что бы экспонировать и вторую сторону.
После экспонирования обеих сторон проявляем:

Травим и смываем фоторезист, получаем на выходе вот такой трафарет:
  • +10
  • 16 апреля 2013, 23:51
  • evsi

Комментарии (39)

RSS свернуть / развернуть
Интересное решение, достойно для повторения. Вот только банки надо найти. Не употребляю из них приктически ничего.
0
У меня с банками получилось далеко не сразу, точнее со второй попытки. Первый раз пробовал давно, но тогда из-за лака получился облом, да и проблему с тем, что банка норовит свернуться в трубочку тоже не решил. Потом видел несколько упоминаний в других местах, о том, что все таки банки использовать можно. Ну и не так давно, в процессе ковыряния с печкой пришла в голову мысль использовать ее для выравнивания фольги.

Можно попытаться приобрести алюминиевую ленту нужной толщины (0.15-0.2мм) у продавцов цветного проката. Проблема тут больше в том, что нужные количества (максимум несколько килограмм) продают очень не охотно. Тонну-две купить куда как проще :)
0
Возникает резонный вопрос, можно ли произвести прокат полученной из банки ленты повторно для выпрямления и для избавления лака может попробовать не продолжительный обжиг.
0
Насчет проката не понял. Чем (или в чем) прокатывать? Ламинатор точно не помогает :)

По поводу обжига: можно попробовать, но греть нужно равномерно, иначе из-за внутренних напряжений ее покоробит. У меня подходящего способа для прогрева не нашлось.
0
Прокат то можно провести, только зачем? Валки должны создавать давление, чтоб создать (сделать чуть потоньше) фольгу от банки. По другому напряжение не снять. Да и отжиг нужен с медленным отпусканием. ЕМНИП банка получается путем выколотки (пресс) с алюминиевой бляхи. Где-то видел видео на ютубе.
0
Да, я тоже где-то видел, что заготовки для банок это такие алюминиевые кружочки, которые потом формуются путем выдавливания (вытягивания) под прессом. Остаточное напряжение, в данном случае, только на пользу, поскольку оно придает банке жесткость.
0
0
Зачет. Ждем фоток.
0
В магазинах для тех, кто клеит танчики моделистов продают листовой алюминий. В «местном» сейчас есть в наличии, толщиной 0.2 и 0.8 мм. Например вот, размер 15х30 см. Такое пойдет?
+1
Да, вполне. Заодно не понадобится заниматься спортом со снятием лака и прогревом.
0
перейдя по ссылке долго тупил не мог понять почему такой листок алюминия 51000р стоит )))) потом только доперло )))
0
У нас оно стоит 160р. Тоже не так уж мало, впрочем.
0
там есть латунь вот его я куплю )) у нас и за такую цену фиг найдешь да че там говорить даже дороже не фига нету )))) а в хозяйстве пригодится…
0
Да там много чего интересного есть. На фольгу медную я еще в прошлый раз заглядывался, но жаба победила.
0
Ещё можно обратиться в типографию и попросить алюминиевые листы, которые при офсетной печати используют. Их после печати в утиль сдают… Они толще, чем пивная банка, но ненамного.
0
Вставлю свои 5 копеек :).
Фольга от пивной банки для практического применения, ИМХО, слишком тонкая. Пасты через такой шаблон с гулькин нос нанесется. Как шаблон для реболлинга не годится по той же причине — тонкая фольга, при нагреве (шары-то оплавить нужно) ее коробит не по детски. 0,5-0,8 мм было бы самое то. А баночную можно по декоративным делам использовать.
2. Травление в хлорном железе просто ураганное и сопровождается обильным газовыделением. Эта пена не дает травителю нормально омывать целевые участки алюминия. Отсюда неравномерность травления. Боролся я с этим следующим образом: макнул заготовку в ХЖ на 5-10 сек, вынул, промыл в проточной воде, повторил еще раз, и так до окончания процесса. Весь процесс травления занимал не более 5 минут, а может быть еще быстрее, точно не помню, т.к. занимался этим года 4 назад. Короче говоря, травится очень быстро.
Лак убрать — таки да, только абразивом, это самая «радостная» часть процесса.
0
Фольга от пивной банки для практического применения, ИМХО, слишком тонкая.
Как раз для пайки получается самое то, я проверял. Компоненты получаются запаянными «как на картинке», то есть зеркало припоя с правильным прогибом и все такое. На тех платах, которые я паял, сборная солянка, от 0603 и TSSOP-ов до LFPAC-ов и больших индуктивностей, все припаялось практически идеально. Для реболлинга, скорее всего, действительно не годится (не проверял, но охотно верю). Впрочем, для этого есть готовые шаблоны (во всяком случае в Киеве я их точно видел минимум в двух местах).

По поводу травления: замечание в тему, травится действительно с обильным выделением пены. Я решил проблему частично промывкой, а частично тем, что несколько разбавил раствор.
0
Не во всяком растворе (травителе) можно травить… Алюминий достаточно химически активен (при условии разрушения «защитной» оксидной пленки). В азотке и солянке так вообще категорически травить нельзя, если вы не камикадзе — нагрев + обильное выделение водорода = бабах! :)
0
Обычная лимонка + перекись или хлорное железо — самое то.
0
Для пайки не проверял, поэтому «ИМХО» и вставил. Если уже опробовано, то возьму на заметку. На накатку шаров годится слабо, это уже проверено. На реболлинг толще шаблон нужен.
0
это я так пока читал краем глаза смотрел на старый ЭЛТ монитор разобранный там алюминиевый кожух есть и весьма ровный как вариант можно его наверно использовать ))))
0
  • avatar
  • oss
  • 17 апреля 2013, 17:29
Счастливчик — вы ЭЛТ монитор видели )
0
да я относительно недавно только на жк перелез )))
так что я еще в него и смотрел когдато )))
0
Та я шучу. сам смотрел в них начиная с колокольчиков. Вот правда часто попадался перфорированая защита или стальная на точечной сварке.
0
не тут тоже перфарированая но местами есть целые куски для трафарета думаю хватит )))
0
Это тебе похоже повезло старый монитор ковырять. В относительно новых просто напыление проводящее на корпусе.
0
Добавил обещанные фотки.
0
  • avatar
  • evsi
  • 18 апреля 2013, 01:02
Безалкогольное пиво-первый шаг к резиновой женщине. (с) =)
0
Не мое :)
0
вопрос — а если нет бурной активности с хлорным, значит лак все таки был но я его не смог снять? тер-тер, нифига не менялось. Решил что его там нет.
Трафарет накатил ЛУТом через ламинатор, подрисовал немного маркером…
0
  • avatar
  • whoim
  • 05 августа 2013, 21:52
Скорее всего. Даже с разбавленным ХЖ видны пузырьки газа образующиеся во время реакции.
0
и еще вопрос — с двух сторон обязательно? я одну заклеил скотчем, чтобы не травилась вообще
0
  • avatar
  • whoim
  • 05 августа 2013, 21:53
Любой вариант защиты второй стороны подойдет. Я пользуюсь описанным в топике только потому, что технология откатана давно и потому мне так проще.
0
А если без фоторезиста, а ЛУТ-ом нанести на жесть инвертированный рисунок, и протравить, получится, нет?
0
Жесть — луженая, она не травится. А с алюминием — возьми да попробуй. У ЛУТа будут проблемы с совмещением рисунков из-за деформации бумаги при печати, и могут быть проблемы из-за того, что алюминий с ХЖ реагирует бурно.
0
Попробовал и так и так, не получается. Пытаюсь сделать трафарет для нанесения пасты для корпуса типа QFN24 и QFN72. Тонер наносится нормально, но когда травится то протравливает перемычки между падами быстрее, чем сами отверстия. Вообще, реально ли пытаться такое сделать этой технологией, как считаете? Я не супер-опытный товарищ в этих вопросах, плат 5 может вытравил удачных до этого (самый мелкий корпус был SSOP-28, неплохо получался.
0
На перетравленные перемычки можно и забить. Если паста ляжет сплошным слоем, в процессе пайки силой поверхностного натяжения припой соберётся на площадках и зазоры освободятся. Лишний припой убирается лёгким нажимом на паяемый корпус — выходит наружу в виде шариков.
От пивных банок пришлось отказаться в пользу латунной фольги толщиной 0,125 мм (удалось купить примерно по доллару за кв. дм). Шаблон из алюминия где-то после сотни плат, увы, приходит в негодность. :( Фоторезист — Riston, травление в растворе лимонки с перекисью и поваренной солью идёт порядка двух часов.
0
латунной фольги толщиной 0,125 мм (удалось купить примерно по доллару за кв. дм)
Где?
0
  • avatar
  • Vga
  • 04 сентября 2016, 20:43
Не поверите: на киевском птичьем рынке! :) Он более чем наполовину хозяйственный.
Но тут нюанс: фольга мятая.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.