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基板の自作

fppr200感光剤による基板の自作9 わが道を行く!レジストの極厚塗りでなんとかめどが立つ。コツを説明する。

投稿日:2015年1月12日 更新日:

<2017年10月>以下、結局あきらめました。

感光剤による基板作成で、解決すべき問題は、
Aあまり薄く塗ると、レジストにホールが出来てしまう。
Bかといって、厚く塗ると、レジスト膜が残ってしまい、
現像時に、銅部分が露出しない。
Cエッチング時に、レジストの表面が流れてしまう。
Dほこり対策をどうするか、ということだった。
薄く均一に塗る方法として、脱脂綿、綿棒やスピンコナーがある。
脱脂綿によれば、薄く塗ることが出来るが、頼りない気がして仕方がなかった。
スピンコナーを使っている記事としては、
「フォトレジストで作るプリント基板」(これによれば、薄く塗っても意外と丈夫らしい。)
前回で紹介した慶応大学のPDF(定量的測定、再現性のためこれを使うとのこと)
等がある。
しかし、(行く先はスピンコナーかもしれないが、とりあえず、)
わが道を行くことにした。
レジストの極厚塗りで、なんとかめどが立ってきたので、コツを説明する。
150112_1922~01.jpg
(上の絵は、現像液の原液をかけて、レジストを剥いであり、また、その黒い部分は、たくさんの試行錯誤で、OHPが痛んでいたので、無駄な露光があり、補修した。)

ポイントは、
①ガラスの重し、バキュームクランプ装置、ガラスを挟み込むクランプを用いて、
しっかり、OHPと基板を密着させる。
②基板をしっかり、焼く。いわゆるプリベーク。これが特に重要!乾燥した状態で、100度で2分程度。
③fppr-200のレジストを塗った後は、水平に置く。→なじんでムラが消える。
④現像液は、少しずつ、加える。
→光が透過した部分だけをしっかり落とせる限界点を、見極めることができる。
⑤現像後、銅が完全に露出しないと、エッチングしても、銅を剥ぐことが出来ない。
現像後、銅ピカが現れず、鈍い色をしている場合には、現像が足りない。
⑥感光液の管理に気をつける。水、アルコールは厳禁
感光液は、誤って汚染した場合、その汚染を最小限にするため、
小分けするとともに
基板に触れる道具は、直接、感光液のビンの中に入れないようにする
⑦小分けしたビンから、液を取り出すときは、スポイドやストローを使う。
片面基板で練習するのが能率がよい。
・いろいろ条件を変えて行うには、両面基板だと、できるまで毎回2度手間が続く。
⑨現像液を使いまわして濃い緑に染まると、現像液を加えても、現像しなくなる(焦る;)。
このときは、新しい現像液に変える。毎回新しいもののほうがいいのかもしれない。

以上が(極厚塗りでなくとも)、基板を作成するポイントと分かったが、
以下説明していく。

①(ガラスクランプ)について、目視で検知するのは難しいが、
これをしないと、OHPと基板とにわずかな隙間が出来、
基板全体が感光し、全部流れてしまう。

②(プリベーク)について、上記慶応大学のPdfによれば、
ドライヤーでは足りないということで、
前回紹介した、温度制御装置+トースターにより、
100度程度に焼く。10度ぐらいのオーバーシュートがあるので、設定温度は低め。

③(fppr-200のレジストを塗った後は、水平に置く。)について
水平に置くことで、ある程度、塗りムラが、解消していく。

④(現像液は、少しずつ)について、
・基板を焼くと確かに現像しにくくなる。
・しかし、いくら焼いても、現像液を原液で加えると、すべて流れることを確認した。
・上記pdfでは、6倍に薄めるとあるが、
それにこだわることなく、どんどん濃度を濃くしていく。
・現像しないとあせるが、濃度を濃くすると、確実に現像できる。
・すべてが流れてしまわないよう、少しずつ加える。これは、ポイントになる!
・原液は、基板に直接かからないところに加えて、濃度を上げる。
・現像し始めると、そのままキープ。
・しばらくしても、銅ピカが現れない場合には、濃度を濃くする。

⑤(現像後、銅が完全に露出しないと、エッチングしても、銅を剥ぐことが出来ない。)について
現像したと喜んでいても、エッチングしてみると、
鈍い銅色をして光っていない部分は、エッチングできず、
銅を剥ぐことが出来ないので、注意を要する。

⑥(感光液の管理に気をつける。水、アルコールは厳禁。)について
・水につけると、コロイドなのか、粒子が水の中に浮き、だまになる。
それを塗ると、あたかもゴミが付着したようになってしまう。
・基板を事前にアルコールで拭くが、乾燥していないと、
感光液とアルコールが混ざり、シュワシュワと、泡になり、ホールが多数できる
・小分けして、原液の汚染を防ぐことも重要!
⑦(小分けしたビンから、液を取り出すときは、スポイドやストローを使う)について
・基板に触れる物は、汚染しやすいからです。
・液を取り出すものはそれ専用で、必ず間接的に垂らす。
・間違っても筆や脱脂綿を直接ビンの中へ入れてはならない。
・また、定量的にどれぐらい塗ったかを測定でき、試行錯誤がはかどるからです。

それから、上記A~Dの問題についてはどのように解決されるか、説明する。
(Aあまり薄く塗ると、レジストにホールが出来てしまう。
Bかといって、厚く塗ると、レジスト膜が残ってしまい、
現像時に、銅部分が露出しない。
Cエッチング時に、レジストの表面が流れてしまう。
Dほこり対策をどうするか。)
Aは、厚く塗ることで解決できる。
Bは、露光時間を長くとり、現像液の濃度をどんどん上げることで解決できた。
Cは、プリベークを行うことで、頑丈になり、ある程度、解決できた。
Dは、ゴミがあれば、筆で払うことで、ある程度解決できた。
・筆によれば、ゴミを払っても、液をある程度基板に潤すことが出来る。
・→綿によれば、薄く塗れるが、このようにならないように思う。
・ドライヤーで乾かす前に、2時間待っているという記事があったが、
その意味は、湿った基板にドライヤーを吹かせると、
たちまち、ゴミを吹きつけることになり、ゴミが目立って増える点
にあると理解した。
・→だから、安静にする必要があるということだった。
・しかし、筆でゴミを払い、水平に保ち、ある程度縞模様をとったなら、
直ちにオーブントースターでベークすれば、
それほどゴミが目立って増えることはなかった。
これによれば、5分ほどで、基板が乾燥する。

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