Травление персульфатом аммония

[vladi552]

Я вот уже на протяжении нескольких месяцев тестирую свежекупленный персульфат аммония. Все стадии процесса изготовления плат уже устаканились, но стадия травления все еще крайне нестабильна на персульфате. Иногда получается супер на дорогах 0,3мм, а иногда сразу брак! Плата перед погружением в раствор персульфата выглядит просто превосходно, никаких проблем нет с проявкой и т. д. Но! Как только опускаю ее в свежеприготовленный раствор персульфата с солью в течении 5мин дороги разрушаются, этот процесс начинается с краев дорожек - от них как бы отделяются микроволоски фоторезиста, дорожка истончается довольно быстро и на 0,2мм сразу получаем разрыв.
Тот же процесс с травителем на основе медного купороса свободен от такого эффекта, поэтому пока травлю им. Но ведь куплен мешок этого персульфата!
Причем иногда каким-то образом удается персульфат "правильно приготовить" и тогда он травит и лучше и быстрее купороса и всех прочих травителей. Без вышеописанного эффекта.
Последние пару месяцев я просто запарился искать причину этой нестабильности, перепробовал все мыслимые концентрации соли и персульфата, пробовал без соли. Это практически ни к чему не привело, просто скорость разрушения менялась и все. Вот и вчера приготовил раствор 2стл персульфата и 1стл соли с кухни в 500мл воды 40град. Первая же плата, опущенная в такой раствор поразила напрочь разрушающимися прямо на глазах дорожками, а стенки ванночки обильно покрылись довольно крупными пузырями какого-то газа. Вид примерно как лимонад налить в прозрачный стакан - там также оседают пузырьки на стенках. При этом на плате получаем вот такое начало процесса разрушения (см фото).
Мысли практически закончились. Может ли быть причина в том, что реактивы смешиваются неправильно? Я просто закидываю в банку персульфат и соль, только потом разбавляю водой...

Вложения

ORDYL350 issue in ammonium persulfate.jpg

Началось разрушение дорожек! Фоторезист ORDYL 350, засветка 1мин ДРЛ-250

(229.42 KiB) Скачиваний: 640

[Сергеj]

Увеличь время засветки фоторезиста на 20-30%

[vladi552]

Увеличь время засветки фоторезиста на 20-30%

С этим я тоже конкретно игрался, вывод: если прогрев лампы ДРЛ-250 составляет не менее 10мин, то 1мин засветки с 25см является оптимальной.
Кроме того, и на этом времени засветки ИНОГДА при "правильном" приготовлении травителя получаются превосходные результаты. Тут дело явно в приготовлении травителя. Я думаю, что от этого способа приготовления зависит какой конкретно хим состав получает результирующий раствор. И этот состав настолько нестабилен, что повторить его повторно бывает проблематично.

Последний раз редактировалось AlekseyEnergo Вс апр 02, 2017 10:50:56, всего редактировалось 1 раз.
Причина: Нарушение п 2.7 правил форума. Предупрежден.

[SIM31]

Еще дубление фоторезиста применяют перед травлением, вроде как повышает прочность сцепления с платой и химическую стойкость.
Раствор для травления реагирует на температуру, при 40 градусах травит так, при 70 иначе, возможно нужно найти оптимальную температуру для работы. Мне, например, удобно водяную баню в мультиварке делать, там можно температуру задать, в мультиварку ставится баночка с платой и раствором.

[Seriyvolk]

если прогрев лампы ДРЛ-250

Выкинь эту каку. Вероятность того, что причина в ней - почти 100%. Купи себе блеклайт или спаяй матрицу из светодиодов 405нм. Во втором случае ещё и на времени засветки сэкономишь.

[vladi552]

1. ДРЛ-250 не кака. Конечно, по параметрам может она и не подходит, но всегда работала отлично на любых фоторезистах. И даже на ORDYL иногда получается нормальный результат, если использовать другой травитель. Вероятность того, что причина в ней 0%, ИМХО.
2. Светодиоды 405нм применять глупо. Если уж переходить на светодиоды, то стоит использовать 365нм как и требует производитель. Я купил 30шт. 3Вт плюс линзы 30грд.

Еще вспомнилось, что если вышеописанный эффект отсутствовал, то при погружении в травитель поверхность меди белела, а сейчас она сразу темнеет, причем пятнами. Тут явно какая-то засада в химии, но определить довольно сложно...

[acckyiboxxx]

vladi552, не соглашусь с вами, у меня матрица из 100 светодиодов 405нм , и засветка нормальная , 2.5 минуты с высоты 1 метр , УФ пятно ~35х35см

[vladi552]

vladi552, не соглашусь с вами

Я не говорил, что указанные светодиоды вообще не будут работать, просто раз уж переходить, то в максимум чувствительности фоторезиста, а именно 365нм. Конечно, очень хотелось бы спросить вас типа "а чем докажете, что светодиоды лучше ламп?", но осознаю, что сложно сформировать критерии сравнения. Все кто перешел и радостно восклицают "как здорово! намного лучше! ура!" демонстрируют свое субъективное мнение, и только.
Я настолько расстроен этим своим затыком с технологией, что купил не только светодиоды но и лампы 9Вт 365нм (вроде не дорого стоят на Ali). Как только приедут, попробую сравнить основательно (и субъективно ) был ли реальный смысл уходить с ДРЛ. Этот вопрос уже в печенках сидит, одни одно говорят, другие - другое...
Но ведь ДРЛ еще не умирает - вроде пишут что ей быстро можно дубить однокомпонентную маску. Или вы это пробовали делать светодиодами?

[SIM31]

был ли реальный смысл уходить с ДРЛ. Этот вопрос уже в печенках сидит, одни одно говорят, другие - другое...
Но ведь ДРЛ еще не умирает - вроде пишут что ей быстро можно дубить однокомпонентную маску. Или вы это пробовали делать светодиодами?

Мне тоже ДРЛ нравятся, кроме большой мощности, озонирования помещения это точечный источник света почти. А лампа и светодиоды дают больше боковой засветки вокруг шаблона.
Если всё разочарует, покупайте лазер и выжигайте любую краску грубой силой, мои тестовые платы, подбирал режим:




Пример работы с фанеркой, самое то корпуса делать
https://www.youtube.com/watch?v=cwyaTR-fn98

Травить можно во всем вообще, думаю даже в растворе температурой до 150 градусов. Краску даже с самого дешевого баллончика никакой растворитель не берет, только термофен или наждачка. Если применить краску термостойкую, возможно будет как паяльная маска работать. Но точность пониже чем у фоторезиста, ширина луча 0.1*0.2 мм.
В соседней теме рисуют более тонким лазером по фоторезисту, там вообще идеально получается.

[El-Eng]

Конечно, очень хотелось бы спросить вас типа "а чем докажете, что светодиоды лучше ламп?"

Попробую ответить. 20° светодиоды (5мм) дают значительно более направленное излучение, чем лампа. Кроме того, при помощи несложного отбора светодиодов можно обеспечить очень равномерную засветку поля экспозиции. Как правило, светодиоды дают меньшее требуемое время экспозиции, что тоже благоприятно сказывается на качестве. И, наконец, узкополосность и направленность излучения светодиодов практически избавляют от опасности "поймать зайчика" (особенно в случае 405нм).
Ну и озоном не пахнет.

[Seriyvolk]

1. ДРЛ-250 не кака. Конечно, по параметрам может она и не подходит, но всегда работала отлично на любых фоторезистах. И даже на ORDYL иногда получается нормальный результат, если использовать другой травитель. Вероятность того, что причина в ней 0%, ИМХО.
2. Светодиоды 405нм применять глупо. Если уж переходить на светодиоды, то стоит использовать 365нм как и требует производитель. Я купил 30шт. 3Вт плюс линзы 30грд.

Еще вспомнилось, что если вышеописанный эффект отсутствовал, то при погружении в травитель поверхность меди белела, а сейчас она сразу темнеет, причем пятнами. Тут явно какая-то засада в химии, но определить довольно сложно...

Чего же ты тогда на форум пришёл? За советами? Ну и смысл тебе что-то советовать, если ты не слушаешь? Поступай, как знаешь, о мудрейший из мудрых.
Ну и почитай доки на применяемый ФР, так, для развития... Рекомендуемая длина волны света там, доза экспонирования..

Добавлено after 3 minutes 14 seconds:

Ну и озоном не пахнет.

У меня пахнет чутка. Матрица 504шт 5мм 405нм срветиков, общей мощностью 30 ватт.

[SIM31]

20° светодиоды (5мм) дают значительно более направленное излучение, чем лампа. Кроме того, при помощи несложного отбора светодиодов можно обеспечить очень равномерную засветку поля экспозиции

Тут вопросы, чисто по геометрии. Да, светодиод лучше лампы, так как светит область миллиметрового размера и свет направлен, выше КПД общий намного в десятки раз, так как световой поток не теряется.
Но когда светодиодов несколько и их области светимости пересекаются, появляется боковая засветка. А лампу ДРЛ мощную можно отнести на метр и дорожки будут проецироваться точно на фоторезист с резкими тенями. Для домашних дел это, конечно, мелочи, 10 микрон прибавится к толщине дорожек случайным образом.

[El-Eng]

Но когда светодиодов несколько и их области светимости пересекаются, появляется боковая засветка. ... Для домашних дел это, конечно, мелочи...

Ну да, для домашних условий это такие мелочи, которые не стоят внимания. Из собственного опыта: после перехода на светодиоды с "черной" лампы пришлось позаботиться о повышении качества фотошаблонов - все маленькие точки и трещинки стали проецироваться на фоторезист.

[acckyiboxxx]

El-Eng, печатайте на струйном, была такая-же проблема пока печатал на лазернике.

SIM31, так разве дрл не на все 360 градусов светит, расходимость-то больше чем у светодиодов должна быть. Боковую засветку на своей установке не наблюдал, хотя это может от того что свечу с метровой высоты.

[anatol378]

...от них как бы отделяются микроволоски фоторезиста, дорожка истончается довольно быстро и на 0,2мм сразу получаем разрыв.
...

посмотрел картинку и... обыкновенные воздушные пузырики. Или реакция идет слишком быстро, или плата лешит хреново. Потрави постоянно покачивая в вертикальном положении платы. А еще лучше - бурбулятор из аквариумного насосика.

[El-Eng]

... печатайте на струйном, была такая-же проблема пока печатал на лазернике.

Э, я наоборот, от струйника к лазернику перешел (в новом струйнике чернила оказались прозрачными для ультрафиолета). Проблема с трещинками была решена покупкой старого лазерника (точнее, светодиодного OkiPage), в котором нет режима экономии, и оплавлением тонера после печати.

[SIM31]

У моего дешевого струйного принтера с верхней загрузкой листов очень точное совпадение при повторной печати. Можно несколько раз печатать, последующая печать идет точно поверх предыдущей. Там просто листик ставится до упора в одну сторону, далее механизм затягивает лист точно так же, как и в предыдущий раз. С лазерными и "большими" струйными так не проходит.

[vladi552]

Сегодня весь день потратил на опыты и поиски истины. Возможно, причину нашел.
Изначально изготовил 6 маленьких платок модулей и приготовил растворы, все как обычно.
Указанный эффект разрушения дорожек получился только на предпоследней плате модуля. На остальных он проявился в незначительной степени, везде по-разному.
Посмотрите на рис. Все дело в плохом качестве подготовки поверхности: шкурка видимо довольно крупнозернистая и формирует на меди глубокие и микроострые борозды. Накатываю всегда ламинатором, усилие прижима довольно большое и пленка фоторезиста просто нарезается укладываясь в эти борозды. Если особо не повезло и борозды параллельны дорожке, то пузырьки при травлении запросто откалывают кусочки фоторезиста с краев дорожки делая доступным для травителя продвижение вперед по мере отодвигания пузырьками начального куска. Чуть "лучше" ситуация, если борозды перпендикулярны дорожке: здесь волоску сложно образоваться но зато травителю открыт путь внутрь дорожки что приводит к офигенному боковому подтраву.
Сразу ринулся в тех данные на ORDYL350 и обнаружил ограничение: при зашкуривании поверхности производитель допускает глубину борозды не более 3мкм, или применять химическое пассивирование. Надо ж так было вляпаться в эту проблему...
Ситуация эта особо обостряется на дорогах менее 0,3мм - я долго не мог понять откуда у меня такой боковой подтрав (аж в 2 раза). TQFP-64 с шагом 0.5мм всегда получались на пределе...

Ordyl350.jpg

Формирование "волоска"

(78.92 KiB) Скачиваний: 658

Также удалось обнаружить, что добавление соли в персульфат несколько ухудшает качество травления увеличивая неравномерность. Возможно это связано с тем, что медь в таких растворах покрывается коричневым налетом, который пробивается травителем по-разному по поверхности платы. Просто раствор персульфата в воде травит незначительно медленнее, зато более равномерно!

Зачем шкурить?

[Orion33]

Как зачем? Чтобы добавить в царапины металлическую пудру, которая потом будет осыпаться вместе с маской