home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ The Hacker's Encyclopedia 1998 / hackers_encyclopedia.iso / etc / hardware / pcbfaq.txt < prev    next >
Encoding:
Text File  |  2003-06-11  |  71.1 KB  |  1,791 lines

  1.  Note:  Uploaded to CompuServe by Steve Mason.  I didn't remove the copyright notice,
  2.  it was missing on the copy I got, from the Deja-News www server.
  3.     ___________________________________________
  4.     
  5.     
  6.     PCB FAQ - DRAFT - FIRST RELEASE
  7.                                        
  8.    Contents:
  9.    
  10.      * 1: About the Author 
  11.      * 2: Copyright 
  12.      * 3: Preface 
  13.      * 4: ABOUT THIS FAQ 
  14.      * 4.1: Who put this FAQ together? 
  15.      * 4.2: How can I contribute to this list? 
  16.      * 4.3: What newsgroups will this FAQ be posted to? 
  17.      * 4.4: May I post this FAQ to my local BBS? 
  18.      * 5: DISCLAIMER 
  19.      * 6: Designing a Board 
  20.      * 6.1: Drawing directly onto the PCB material 
  21.      * 6.2: Using Transfer Films 
  22.      * 6.3: Using PhotoSensitive PCB material 
  23.      * 7: Making a PCB Layout for Photographic PCB production 
  24.      * 7.1: Using Pen and paper 
  25.      * 7.2: Using a computer 
  26.      * 7.2.1: Printing the layout 
  27.      * 7.2.2: Plotting the layout 
  28.      * 7.2.2.1: Photoplot 
  29.      * 8: Transferring the Layout onto the PCB 
  30.      * 8.1: Making the Film required to transfer onto the PCB 
  31.      * 8.1.1: Using a COPIER and transparencies 
  32.      * 8.1.2: Using Pelifilm from SENO 
  33.      * 8.1.3: Using Litex Photofilm 
  34.      * 8.2: The actual transferring 
  35.      * 8.2.1: How to make photosensitive PCb material yourself 
  36.      * 8.2.2: Buy ready made material 
  37.      * 8.3: Exposing the material and developing 
  38.      * 9: Etching the PCB 
  39.      * 10: Plating with Solder Lacquer, gold, silver, or tin 
  40.      * 10.1: Applying solder lacquer 
  41.      * 10.2: Applying Tin,silver or gold 
  42.      * 10.3: Silkscreening the PCB 
  43.      * 11: Doublesided PCB's 
  44.      * 11.1: Trough hole connections 
  45.      * 12: Do-It-Yourself section 
  46.      * 12.1: The exposure unit 
  47.      * 12.2: A Heated etching system 
  48.      * 13: Appendix A: Contact Adresses 
  49.      * 14: Appendix B: Products described in this FAQ 
  50.        
  51.    
  52.    
  53.      _________________________________________________________________
  54.    
  55.    
  56.    
  57.                              1: ABOUT THE AUTHOR
  58.                                        
  59.    PCB FAQ - DRAFT - FIRST RELEASE
  60.    
  61.    Author: Vincent Himpe
  62.    E-Mail: Vincent.Himpe@ping.be
  63.    Expires: 30 Jun 95
  64.    Archive-name: PCB-FAQ
  65.    Date: 21 Jun 1995
  66.    
  67.    This article is a collection of information sources on how to make
  68.    your own Printed Circuit Boards
  69.    
  70.    My Signature:
  71.    
  72.  
  73. --------------------------------------------------------------
  74. Vincent Himpe
  75.                                                  /////
  76. Internet :                                       O  *)
  77.    vincent.himpe@ping.be                          /
  78.    vi_himpe@mietec.be                            \__/
  79. Fido :
  80.   2:291/1912.8
  81.  
  82. --------------------------------------------------------------
  83.    
  84.    
  85.      _________________________________________________________________
  86.    
  87.    
  88.    
  89.                                  2: COPYRIGHT
  90.                                        
  91.    I disclaim everything. The contents of this article might be totally
  92.    inaccurate, inappropriate, misguided, or otherwise perverse - except
  93.    for my name (hopefully I got that right).
  94.    
  95.      * Copyright (c) 1995 by Vincent Himpe, all rights reserved.
  96.      * This FAQ may be posted to any USENET newsgroup, on-line service,
  97.        or BBS as long as it is posted in its entirety and includes this
  98.        copyright statement.
  99.      * This FAQ may not be distributed for financial gain.
  100.      * This FAQ may not be included in commercial collections or
  101.        compilations without express permission from the author.
  102.        
  103.    
  104.    
  105.    
  106.      _________________________________________________________________
  107.    
  108.    
  109.    
  110.                                   3: PREFACE
  111.                                        
  112.    Now and then questions pop up on how to make your own Printed Circuit
  113.    Boards. Since it is not always easy to get started with this something
  114.    this FAQ tries to help you out.
  115.    
  116.    This FAQ contains a lot of my and other peoples experiences in making
  117.    printed circuit boards.
  118.    
  119.    As usual the 'hull' of this FAQ was taken from the 8051-FAQ by Russ
  120.    Hersh. Hope its useful to you guys and girls out there.
  121.    
  122.    Keep those replies coming
  123.    
  124.    Regards,
  125.    
  126.    Vincent
  127.    
  128.    
  129.      _________________________________________________________________
  130.    
  131.    
  132.    
  133.                               4: ABOUT THIS FAQ
  134.                                        
  135.    
  136.      _________________________________________________________________
  137.    
  138.    
  139.    
  140. 4.1: Who put this FAQ together?
  141.  
  142.    I put this FAQ together in response to my own frustration in searching
  143.    for information. Although I am not an expert on this matter, I think
  144.    my and other people's, experiences can solve common problems.
  145.    
  146.    
  147.      _________________________________________________________________
  148.    
  149.    
  150.    
  151. 4.2: How can I contribute to this list?
  152.  
  153.    If you have any suggestions or additions please inform me.
  154.    
  155.    You can contact me:
  156.  
  157.     By e-mail :   Internet  : Vincent.himpe@ping.be  (preferred)
  158.                               vi_himpe@mietec.be
  159.                   Fido      : 2:291/1912.8
  160.  
  161.     By Snail-Mail :   Vincent Himpe
  162.                       A.De Taeyelaan 12
  163.                       8792 Desselgem
  164.                       Belgium
  165.  
  166.    
  167.    I hope that those of you who know of interesting items for this FAQ
  168.    will share with everyone by contributing to this list. A good amount
  169.    of stuff is turning up thanks to everyone's help.
  170.    
  171.    If you are a manufacturer and have an anonymous ftp site or BBS
  172.    available that has information available please let me know by EMail
  173.    so that I can add it to this FAQ. Also, please feel free to update me
  174.    on new products involved in PCB production.
  175.    
  176.    
  177.      _________________________________________________________________
  178.    
  179.    
  180.    
  181. 4.3: What newsgroups will this FAQ be posted to?
  182.  
  183.    This FAQ will be posted to Sci.Electronics
  184.    
  185.    These newsgroups often contain discussions, announcements, or
  186.    information about making PCB's. Check them out from time to time.
  187.    
  188.    The schedule for posting will be once a month. I can't promise that it
  189.    will be on time, but I hope to post it by the end of each month.
  190.    
  191.    
  192.      _________________________________________________________________
  193.    
  194.    
  195.    
  196. 4.4: May I post this FAQ to my local BBS?
  197.  
  198.    I am putting no restrictions on the use of this FAQ except - It must
  199.    be distributed in its entirety with the COPYRIGHT NOTICE and
  200.    DISCLAIMER and NO FINANCIAL GAIN MAY BE REALIZED FROM IT. After all, I
  201.    have spent, and continue to spend, a lot of time on this. The only
  202.    thing that I intend to gain from it is more information about making
  203.    PCB's.
  204.    
  205.    For this reason I have appended a copyright statement to the end of
  206.    this FAQ. I feel pretty silly doing this, but I just want to protect
  207.    myself. The copyright does not limit the use of this list for
  208.    noncommercial purposes. I hereby give my permission to one and all to
  209.    pass this list around and post it wherever you want - as long as it is
  210.    not for financial gain.
  211.    
  212.    Thank you.
  213.    
  214.    
  215.      _________________________________________________________________
  216.    
  217.    
  218.    
  219.                                 5: DISCLAIMER
  220.                                        
  221.    I VINCENT HIMPE, THE AUTHOR OF THIS FAQ, CANNOT AND WILL NOT BE HELD
  222.    RESPONSIBLE FOR ANY DAMAGE, INJURY OR WHATEVER TO ANYONE OR ANYTHING
  223.    RESULTING FROM THE USE OF WHAT IS DESCRIBED IN THIS FAQ.
  224.    
  225.    SOME OF THE THINGS EXPLAINED IN THIS FAQ HOLD A POTENTIAL DANGER OF
  226.    ELECTROCUTION OR POISONING OR INJURY WHEN BUILDING OR USING THEM.
  227.    
  228.    WHEN BUILDING ANY OF THE THINGS DESCRIBED IN THIS FAQ YOU, THE READER
  229.    OF THIS FAQ, AND ONLY YOU ARE THE SOLE PERSON RESPONSIBLE FOR WHAT
  230.    MIGHT HAPPEN. WHEN YOU BUILD ANYTHING FROM THIS FAQ AND SELL IT, RENT
  231.    IT OR GIVE IT TO THIRD PARTY PERSONS, OR EVEN ONLY LET THEM USE IT
  232.    THEN YOU WILL SHOW ANYONE THIS NOTICE BEFORE YOU SELL IT, RENT IT,
  233.    GIVE IT AWAY OR LET ANYONE USE IT.
  234.    
  235.    AGAIN: I CANNOT AND WILL NOT BE HELD RESPONSIBLE FOR ANY DAMAGE OR
  236.    INJURY RESULTING FROM THE BUILDING OR USE OF ANYTHING DESCRIBED IN
  237.    THIS FAQ.
  238.    
  239.    FURTHERMORE, I CANNOT BE HELD RESPONSIBLE FOR FINANCIAL LOSS OR DAMAGE
  240.    OF ANY KIND TO ANYONE OR ANYTHING RESULTING FROM THE TECHNIQUES OR
  241.    INFORMATION CONTAINED IN THIS FAQ.
  242.    
  243.    IN READING ANY TEXT BELOW THIS LINE YOU ACCEPT THESE TERMS. THIS ALSO
  244.    APPLIES IF YOU STARTED READING BELOW THIS DISCLAIMER OR EVEN IF YOU
  245.    HAVEN'T READ THIS DISCLAIMER AT ALL.
  246.    
  247.    WHEN USING THE CHEMICALS DESCRIBED IN THIS FAQ YOU MUST TAKE ALL
  248.    NECESSARY PRECAUTIONS TO PROTECT YOURSELF OR ANYONE ELSE NEARBY FROM
  249.    INJURY OR DAMAGE RESULTING FROM THE USE OF THESE PRODUCTS.
  250.    
  251.    IN DISPOSING OF USED CHEMICALS YOU MUST FOLLOW LOCAL REGULATIONS.
  252.    PLEASE TAKE CARE OF MOTHER EARTH ALSO.
  253.    
  254.    THANK YOU
  255.    
  256.    (filipg: yes, that was meant to be all uppercase).
  257.    
  258.    
  259.      _________________________________________________________________
  260.    
  261.    
  262.    
  263.                              6: DESIGNING A BOARD
  264.                                        
  265.    Before you can start making a Printed circuit board you need a layout.
  266.    If you already have on (from a magazine or so) you can skip this
  267.    section.
  268.    
  269.    There are numerous ways to make a layout. I will not discuss routing
  270.    here because this is an intuitive matter. It takes some experience to
  271.    be able create clean layouts. My advice is: just do it.
  272.    
  273.    What will be discussed here are the techniques and materials involved
  274.    in the drawing process. Not the drawing methods.
  275.    
  276.    
  277.      _________________________________________________________________
  278.    
  279.    
  280.    
  281. 6.1: Drawing directly onto the PCB material
  282.  
  283.    When the PCB layout is very easy and you only need 1 or 2 pieces you
  284.    can draw immediately onto the material. You must however use an
  285.    etch-resistant ink. There are a number of companies that make this
  286.    kind of drawing pens.
  287.    
  288.    In europe there exists a company called Decon-Dalo. This company makes
  289.    a special pen with a pumping mechanism. The ink in this pen is
  290.    specially designed for etching PCB's. Its resistance against the
  291.    etchant is very high.
  292.    
  293.    In the USA the best is to go to your local Radio-Shack. They have it
  294.    in their catalogue.
  295.    
  296.    Anyhow the best to acquire a drawing pen of this type is to go to your
  297.    local electronics shop and buy one there.
  298.    
  299.    Furthermore you need some Clean PCB material. There are a number of
  300.    different materials available (see further on).
  301.    
  302.    Make sure the Copper is clean before you start drawing on it. To clean
  303.    it you can use regular Scotch-Brite from 3M. Don't use steel wool. It
  304.    will make the copper oxidize and generally it leaves some grease on
  305.    the copper. To make it really perfect you can wipe it off with a cloth
  306.    wetted with IPA. (IsoPropyl Alcohol)
  307.    
  308.    Now you can draw the tracks on the Copper surface. When finished make
  309.    sure it gets the neccesary time to dry thoroughly.
  310.    
  311.    When drawing prevent, as much as possible, from touching the copper
  312.    with your bare hands. The grease on our skin will oxidize the copper
  313.    and might make the exposed areas more resistant against etching.
  314.    
  315.    There are a number of companies that sell so called Dry-Transfers.
  316.    These are sheets of plastic that have all sorts of cymbols on them.
  317.    You can transfer them by simply rubbing on the paper. Put the sheet
  318.    with symbols on the Copper. Rub with a pencil on the symbol you want
  319.    to transfer. It will stick to the copper. Sheets exist with alls sizes
  320.    of Pads, Tracks, symbols. You can find adresses at the end of this
  321.    FAQ.
  322.    
  323.    Now it's ready to etch.
  324.    
  325.    
  326.      _________________________________________________________________
  327.    
  328.    
  329.    
  330. 6.2: Using Transfer Films
  331.  
  332.    There exists also something called Transfer film. This is a sheet of
  333.    specially coated plastic film. If you have a layout then you can copy
  334.    or LASER-print it onto this material. Other printing methods will not
  335.    work!
  336.    
  337.    Now you have to put the film, with the printed side, onto the bare
  338.    copper. Put a regular household iron on the film. The temperature
  339.    setting should be around 200F. What happens is that the printout will
  340.    be transferred onto the PCB. Yust let it cool down and then remove the
  341.    plastic film. If you're successfull you should have a neat PCB ready
  342.    to etch.
  343.    
  344.    The film can only be used once since the process depends on the
  345.    special coating of the film.
  346.    
  347.    There are a number of these films around. You can find more
  348.    information at the end of this FAQ.
  349.    
  350.    
  351.      _________________________________________________________________
  352.    
  353.    
  354.    
  355. 6.3: Using PhotoSensitive PCB material
  356.  
  357.    First we need a layout on a transparent material. With transparent I
  358.    mean: a material that let's light pass trough it. Paper is also
  359.    transparent in this case. This is explained in the next section.
  360.    
  361.    
  362.      _________________________________________________________________
  363.    
  364.    
  365.    
  366.             7: MAKING A PCB LAYOUT FOR PHOTOGRAPHIC PCB PRODUCTION
  367.                                        
  368.    
  369.      _________________________________________________________________
  370.    
  371.    
  372.    
  373. 7.1: Using Pen and paper
  374.  
  375.    We can be very brief here. Only two advices :
  376.    
  377.    Use a good, clean pen with BLACK ink. Make sure that the ink is as
  378.    black as possible. There are some differences between the ink types.
  379.    
  380.    Use good quality drafting paper for Ink-drawings. Best is to go to a
  381.    shop that is specialised in drawing materials. Usually they will be
  382.    able to assist you in the selection of the ink and paper. You can also
  383.    make your drawings on tracing paper. This is a semi-transparant type
  384.    of paper.
  385.    
  386.    This is good solution if you make your PCB by photographic means.
  387.    There also exist transfer symbols that make life easier. Check out you
  388.    electronics store.
  389.    
  390.    
  391.      _________________________________________________________________
  392.    
  393.    
  394.    
  395. 7.2: Using a computer
  396.  
  397.    A number of solutions exist here. There are numerous programs around
  398.    to make PCB's. Amongst these are some really well known like OrCad,
  399.    Protel, Ultiboard, Tango, Layo, Eagle, Pads, etc.
  400.    
  401.    Discussing these programs would take us too far. You can contact these
  402.    companies for further information. (adresses can be found further on
  403.    in this FAQ)
  404.    
  405.    If you are a hobbyist then you can often get limited version of these
  406.    programs for free. These Demo programs are often fully functional but
  407.    limited in size and number of layers. However they are usefull for
  408.    hobbyist like designs.
  409.    
  410.    There are a number of excellent programs around that can be obtained
  411.    for free from various FTP sites.
  412.    
  413.    One of these is EasyTRAX for DOS. This is a real working, commercial
  414.    program that is available as freeware. The company that makes it
  415.    Protel Pty from Australia, has released it as freeware. It is a fully
  416.    functional, non-restricted PCB editor. It is the same as their 'big'
  417.    system called Autotrax. The only difference is that in Easytrax the
  418.    Auto router has been taken out. That means that you cannot make the
  419.    computer route the connections for you. It can be found on the Simtel
  420.    FTP site.
  421.    
  422.    (filipg: Added list of hotlinks to mirrors for EasyTrax. Please e-mail
  423.    errors to me at filipg@paranoia.com. Thanks.)
  424.    
  425.    The file you want is called easytrax.zip and is 490KB. Please be nice
  426.    and pick the site closest to you!
  427.    
  428.      * USA
  429.        Site: oak.oakland.edu directory /SimTel/msdos/cad file
  430.        easytrax.zip
  431.        OR
  432.        Site: archive.orst.edu directory /pub/mirrors/simtel/msdos/cad/
  433.        file easytrax.zip
  434.        OR
  435.        Site: wuarchive.wustl.edu directory
  436.        /systems/ibmpc/simtel/msdos/cad file easytrax.zip
  437.        
  438.      * Australia
  439.        Site: archie.au directory /micros/pc/SimTel/msdos/cad file
  440.        easytrax.zip
  441.        
  442.      * France
  443.        Site: ftp.ibp.fr directory /pub/pc/SimTel/msdos/cad file
  444.        easytrax.zip
  445.        
  446.      * Germany
  447.        Site: ftp.uni-paderborn.de directory /SimTel/msdos/cad file
  448.        easytrax.zip
  449.        
  450.      * Hong Kong
  451.        Site: ftp.cs.cuhk.hk directory /simtel/msdos/cad file easytrax.zip
  452.      * Netherlands
  453.        Site: ftp.nic.surfnet.nl directory
  454.        /mirror-archive/software/simtel-msdos/cad file easytrax.zip
  455.        
  456.      * South Africa
  457.        Site: ftp.sun.ac.za directory /pub/simtel/msdos/cad file
  458.        easytrax.zip
  459.        
  460.      * Sweden
  461.        Site: ftp.sunet.se directory /pub/pc/mirror/SimTel/msdos/cad file
  462.        easytrax.zip
  463.        
  464.      * Switzerland
  465.        Site: ftp.switch.ch directory /mirror/simtel/msdos/cad file
  466.        easytrax.zip
  467.        
  468.      * Thailand
  469.        Site: ftp.nectec.or.th directory /pub/mirrors/SimTel/msdos/cad
  470.        file easytrax.zip
  471.        
  472.      * United Kingdom
  473.        Site: micros.hensa.ac.uk directory /mirrors/simtel/msdos/cad file
  474.        easytrax.zip
  475.        OR
  476.        Site: src.doc.ic.ac.uk directory /pub/packages/simtel-msdos/cad
  477.        file easytrax.zip
  478.        
  479.    
  480.    So far for the software. Let's see what more is needed. In the end
  481.    what count's is that you get your design on paper or drafting film.A
  482.    number of options exist here.
  483.    
  484.    
  485.      _________________________________________________________________
  486.    
  487.    
  488.    
  489.   7.2.1: Printing the layout
  490.   
  491.    The best results are obtained with an Ink-Jet printer. The drawings
  492.    created by these printers are better than those created by a laser
  493.    printer. This may sound weird but it isn't. Let me explain.
  494.    
  495.    Since a Laser printer uses a 'toner' (the black powder used to print)
  496.    you will get difficulties with big planes. The main problem
  497.    encountered with big planes is that the center of the plane is lighter
  498.    than the borders. It is very well possible that the resulting
  499.    print-out might not be usable.
  500.    
  501.    Since an ink-jet printer is using liquid ink this is not the case. The
  502.    printout will be equally black on all places.
  503.    
  504.    If you don't have either an ink-jet or laser then a 24 needle printer
  505.    can be used too. Use a fresh printer lint(ribbon) when creating you
  506.    art-work. This will insure a good result too.
  507.    
  508.    A 9 pin printer will not give good results.
  509.    
  510.    One important thing when making printouts is the quality of the paper.
  511.    
  512.    In Ink-jet printers you should use glossy paper. The ink stays on top
  513.    of the paper and does not penetrate into it. This prevents the ink
  514.    from smearing out. Of course, the drying process will take some more
  515.    time.
  516.    
  517.    For the other printers this is of no real importance.
  518.    
  519.    You can use tracing paper in all of these printers.This will save you
  520.    the step of making a transparent layout further on.
  521.    
  522.    In a Laser printer you can even use so called 'overhead
  523.    transparencies'. These are the kind of films they use to put on
  524.    projectors when giving presentations for public.
  525.    
  526.    In an inkjet printer you can use these too but you have to make sure
  527.    that you have the right type. You must use transparencies designed for
  528.    inkjet printers. One good source of these is Hewlett-Packard.
  529.    
  530.    
  531.      _________________________________________________________________
  532.    
  533.    
  534.    
  535.   7.2.2: Plotting the layout
  536.   
  537.    Another option (for the more fortunate) is using a real plotter. Since
  538.    these machines are using liquid ink the results are bound to be good.
  539.    Furthermore the line-drawing features are much better then a printer.
  540.    you can use different pens for each linewidth. The main drawback is
  541.    that plots are costly. Not only the plotter itself is expensive but
  542.    the cost involved in making a plot is substantial too. The pens and
  543.    the special paper cost quite some money.
  544.    
  545.    On a plotter you can also use tracing paper or transparencies. When
  546.    using these you might have to buy special pens. Check this out with
  547.    the supplier of your plotting equipment.
  548.    
  549.    
  550.      _________________________________________________________________
  551.    
  552.    
  553.    
  554.   7.2.2.1: Photoplot
  555.   
  556.    This is a technique used in industrial PCB production. A regular
  557.    flat-bed plotter is fitted with an Uv light source. The pen is
  558.    replaced by a fiber optic cable. The mechanism to make the pen move up
  559.    and down is replaced by an electronic shutter. Typically this is an
  560.    LCD shutter. For the computer this looks like a regulare plotter.
  561.    Although very often these plotters ues a special languages like GERBER
  562.    or GDS II.
  563.    
  564.    The plot is done in a darkroom on a photograpical film. When the plot
  565.    is completed they develop it just like a regular photo.
  566.    
  567.    This is the only method to make ultra thin lines. A french company is
  568.    producing an add-on kit to convert a regular plotter into a
  569.    photoplotter.
  570.    
  571.    
  572.      _________________________________________________________________
  573.    
  574.    
  575.    
  576.                    8: TRANSFERRING THE LAYOUT ONTO THE PCB
  577.                                        
  578.    
  579.      _________________________________________________________________
  580.    
  581.    
  582.    
  583. 8.1: Making the Film required to transfer onto the PCB
  584.  
  585.    Okay. By now you should have your layout ready.
  586.    
  587.    You have to create a layout on a transparent material now. When you
  588.    have drawn, printed or plotted your layout on tracing-paper then you
  589.    have no problem.On the other hand when you have it on plain paper you
  590.    will have to make a transparent layout first.
  591.    
  592.    
  593.      _________________________________________________________________
  594.    
  595.    
  596.    
  597.   8.1.1: Using a COPIER and transparencies
  598.   
  599.    When the design is not critical you can use a plain-paper copier. Make
  600.    sure the copier is not enlarging your design. Most copiers have some
  601.    optical error that somehow enlarges a little bit. This can give
  602.    trouble with something as small as a 28 pin chip.
  603.    
  604.    You can make your copy on tracing paper or on transparencies. Make
  605.    sure that you have transparencies designed for copiers. They will have
  606.    to stand the heat used inside the copier to make the toner stick to
  607.    the carrier (toner = the black powder).
  608.    
  609.    Another way make your transparent is using a photographic method.
  610.    There are some solutions here.
  611.    
  612.    
  613.      _________________________________________________________________
  614.    
  615.    
  616.    
  617.   8.1.2: Using Pelifilm from SENO
  618.   
  619.    A company called SENO commercializes a special film for this purpose.
  620.    You can start off with you drawing on paper and you will end up with a
  621.    film ready to transfer onto the PCB.
  622.    
  623.    You must process this material in dim light however. It is quite
  624.    sensible to ambient light although a darkroom is not necessary.
  625.    
  626.    You need : A Ligh bulb of approx 60 watts. For bigger PCB's VF lamps
  627.    are better.(VF = Facuum fluorescent also called TL Lamps )
  628.    
  629.    2 pieces of PlexiGlass plate.
  630.    
  631.    Your drawing on paper
  632.    
  633.    A sheet of the SENO film.
  634.    
  635.    procedure: Put you drawing on the glass plate.Beneath the glass plate
  636.    you put the light source.Put the film on your drawing. put the next
  637.    glass plate on the film. Note: you can use something else for the top
  638.    plate too. It is just used to push the film onto the drawing.
  639.    
  640.  
  641.                 =============================  Top plate.
  642.                        --------------          Film
  643.                         ------------           Drawing on paper
  644.                 =============================  Glass Plate
  645.  
  646.                             BulB
  647.  
  648.    
  649.    The actual time needed to transfer the drawing onto the film is
  650.    depending upon the type of lamp and the light intensity used. You
  651.    might have to experiment a bit here. Normally with a 60 watt lamp 5 to
  652.    10 seconds is normal.
  653.    
  654.    Again: experiment with litlle pieces of the film first.
  655.    
  656.    For larger drawings you should use a frosted glass plate.That way the
  657.    light is beeing diffused.This will give you better results.Even better
  658.    is a sheet of white plexiglass. This is a white sheet of plastic that
  659.    is transparent for light.
  660.    
  661.    
  662.      _________________________________________________________________
  663.    
  664.    
  665.    
  666.   8.1.3: Using Litex Photofilm
  667.   
  668.    A more professional way is using real photofilm. This kind of film is
  669.    produced,amongst others, by AGFA. The type is LITEX no 0911p.It is the
  670.    kind of film used by newspaper publishers to make their leadplates for
  671.    printing newspapers.
  672.    
  673.    For this film a darkroom is necessary. It must be processed in RED
  674.    light because it is extremely sensible to other light.You can check
  675.    your local photoshop.They should be capable of giving you advice on
  676.    what you need and how to do it. The cost of getting started is
  677.    reasonable. You will need to purchase a box of films (sold per 100
  678.    pieces) and some chemical products. It requires some experience too
  679.    before you get working results. But the result is excellent and the
  680.    cost per film is very low. (below half a dollar for standard letter
  681.    size paper.) And the result is excellent.Black is really black on this
  682.    kind of film.
  683.    
  684.    Basically what you need is:
  685.    
  686.      * Litex Film.
  687.      * Litex developer (2 different liquids)
  688.      * Regular Fixer for B/W film.
  689.      * 3 trays (plastic)
  690.      * 2 plastic tweezers (to grab the film)
  691.      * 3 plastic bottles (black plastic!)
  692.      * A pair of plastic gloves.
  693.      * A light source.
  694.      * A darkroom
  695.        
  696.    
  697.    Let's start at the bottom.
  698.    
  699.      * A Darkroom.
  700.        
  701.        That's easy. Any room that can be put in complete darkness will
  702.        do. Replace the normal light bulb with a red light bulb. I use the
  703.        kind used for outdoor christmas-tree lights. The lamp should be no
  704.        ore than 20 watts. I use a 15 watt lamp.
  705.        
  706.      * A light source.
  707.        
  708.        This can be the same source you will use to expose your PCB's.
  709.        Typical a set of Ultraviolet lamps will do.You can also use
  710.        regular fluorescent lamps. But since you will need ultraviolet
  711.        lamps for exposing the PCB ... . See further on in this Faq for
  712.        more information.
  713.        
  714.      * Tweezers, bottles and trays.
  715.        
  716.        You can buy this in a photoshop. The trays are used to contain the
  717.        chemicals for developing the film material. The bottles are used
  718.        to hold the chemical products when not used.The tweezers are used
  719.        to grab the film and take it out of the liquids.
  720.        
  721.      * Plastic gloves.
  722.        
  723.        These can be regular household gloves.Theire purpose is to protect
  724.        you from the chemicals involved. Although most of the chemicals
  725.        are only rather harmless please do wear them. The effects of these
  726.        chemical products are not always known.
  727.        
  728.      * Fixer for black and White film.
  729.        
  730.        You will have to go to a photoshop to obtain this. An example of
  731.        the prouct is AGEFIX FIXER from AGFA. You can buy this product in
  732.        bottles of 1/2 Liter.Pricing is somewhere around 5 dollars for a
  733.        bottle.This is a concentrated product.You will have to dilute it
  734.        before use.
  735.        
  736.        The best dilution is 1 to 4
  737.        
  738.        so: 1 part of Fixer for 4 parts of Water.This will give you the
  739.        right solution for the Litex Film.
  740.        
  741.      * Developer for Litex Film.
  742.        
  743.        Again here you will have to go to a photoshop.This is a special
  744.        developer for this litex film.It comes either as a powder or as a
  745.        liquid solution.It is sold as two different products. In either
  746.        case you will have a part A and a part B.
  747.        
  748.        You will have to follow instructions on the package to make the
  749.        final product.For the liquid product for instance :
  750.        
  751.  
  752.              5 parts of product A
  753.              5 parts of product B
  754.              20 parts of water
  755.    
  756.        This will give you a clear solution if it's okay. It may take up
  757.        to 1 minute before it comes completely clear. You can hold this
  758.        solution for about 1 to 3 months depending on the usage.Eventually
  759.        after 3 months it will go bad. Even if you don't use it.That is
  760.        the reason why it is delivered as two different products. When
  761.        separated they can be preserved for a long time. (Mine are
  762.        currently over 2 years old). Store them in a airtight bottles in a
  763.        dark place.Best is to buy special photobottles. These are black
  764.        plastic bottles that you can squeeze. They look like a
  765.        harmonica.Also make sure that the product is kept cool.Around 20
  766.        degrees Celcius Maximum.
  767.        
  768.        This product is inexpensive too.The products you need to make
  769.        about 5 liters of developer will cost something like 12 Dollar.
  770.        
  771.      * The LITEX Film.
  772.        
  773.        This too will have to be bought in a photoshop.They might have to
  774.        order this for you.Don't expect them to carry this as a standard
  775.        product. The same goes for the developer and Fixer.
  776.        
  777.        The type is LITEX 0911p from AGFA.
  778.        
  779.        You can buy these in ready cut sheets. There are 3 or 4 different
  780.        sizes which are sold in boxes of 100 films. A box of oversized
  781.        Letter-paper films will cost something like 60 Dolar. That's about
  782.        half a dollar per sheet.
  783.        
  784.        You must store these films in a dry,clean,fresh and preferrably
  785.        dark place.Temperature must not rize above 25 degrees CELCIUS.
  786.        When you respect this you can hold these films a very long time.
  787.        Up to 5 years is perfectly possible.
  788.        
  789.    
  790.    Okay. Now how is it done ?.
  791.    
  792.     1. Make sure you have made the solutions of the products you
  793.        need.Also get everything else necessary. Gloves, the artwork ,
  794.        light unit , a pair of scissors (to cut film to size) , the box of
  795.        films ,the trays, the tweezers etc ,maybe a set of safety goggles
  796.        to protect your eyes from the chemicals.
  797.        
  798.     2. Switch to DARKROOM mode.
  799.        
  800.        When in the red light take some time so your eyes can get used to
  801.        their new environment. After a minute or so you will be amazed of
  802.        what you are capable of seeing.
  803.        
  804.        Fill one tray with about 1 liter of mixed developer. Another with
  805.        about 1 liter of Fixer. The third tray gets filled with fresh
  806.        water.
  807.        
  808.     3. The Film
  809.        
  810.        Open up the box of films and take out one. Cut it to the right
  811.        size and store the rest back into the box. CLOSE THE BOX AGAIN!.
  812.        
  813.        This will prevent from exposing all of the films by accident.You
  814.        will see that the films are packaged in a black plastic bag inside
  815.        of the box.
  816.        
  817.        You will also remark thet the inside of the box has been made
  818.        completely black. This is done to protect the films as much as
  819.        possible from ambient light.
  820.        
  821.        When cutting sheets of films you must cut 2 pieces. The film is of
  822.        the reversing kind. You will first make a negative before making a
  823.        positive again.
  824.        
  825.     4. Exposing the film
  826.        
  827.        Put your drawing with the inked side up onto the glass plate of
  828.        the exposure unit.Put the film on top of the drawing. If you look
  829.        at a sheet of film you will remark that it has a darker and a
  830.        lighter side. Put it with the lighter side on the inked side of
  831.        the drawing.The lighter side of the film is actually the sensible
  832.        layer.
  833.        
  834.        Close the lid of the exposure unit and switch on and off. The
  835.        exposure is only a flash of light. The actual time needed for the
  836.        exposure is half a second. It is sufficient that the UV lamps just
  837.        flashed once or twice.
  838.        
  839.     5. Developing the film.
  840.        
  841.        Put the exposed film into the tray with the developer. Put it in
  842.        with the light side UP.Be carefull not to scratch the light side
  843.        of the film.It is rather fragile when wet.
  844.        
  845.        Depending on the age of the developer and the exposure time the
  846.        film will have to stay in there for 0.5 to 2 minutes. You will see
  847.        that the exposed parts will turn black. The film is ready when it
  848.        is equally black.Also look at the white areas. When they start to
  849.        go brown the film has been in the developer too long or you have
  850.        exposed it too long.
  851.        
  852.        The above part may take some experience. Don't get worried when
  853.        the first 10 trials fail.Once you get it right you will have very
  854.        rare failures.
  855.        
  856.        When it's okay take it out of the developer, using tweezers, or if
  857.        you are wearing gloves you can do it by hand. Put the film
  858.        immediately into the FIXER without rinsing!.
  859.        
  860.        It will have to remain in the fixer for about 2 minutes. You will
  861.        see that the white area's will become transparent. There is no
  862.        risk of ''over-fixing'' the film.Of course if you leave it in
  863.        there for over 30 minutes it will go bad. But you can safely leave
  864.        it in the fixer for up to 5 minutes
  865.        
  866.        When it's fixed put the film into the water and leave it in there
  867.        for some time (2 to 3 minutes). Then you can take it out and rinse
  868.        it under running water. Be carefull not to scratch it. It is very
  869.        fragile when it comes out of the processing.Once it's dried up
  870.        it's very tough and can stand strong abuse.
  871.        
  872.     6. Making a positive image again.
  873.        
  874.        This is the same as step 5 but instead of starting from the paper
  875.        drawing ,start from the film you just made.
  876.        
  877.        What i generally do is take the film out of the tray with water ,
  878.        wipe it of a little and start from this wet film. What will happen
  879.        is that a small layer of water will be between the the two films.
  880.        This will give some optical effect and insure a good sharp result.
  881.        
  882.        The best way to wipe of the the film is to pull it between 2
  883.        fingers. Be carefull not to cut yourself though.The edge of the
  884.        film is rather sharp.There exist also speciall rollers to do
  885.        this.Check with your photoshop.
  886.        
  887.     7. (last step) Clean up.
  888.        
  889.        Put all liquids back in their respective bottles. and wrap up.
  890.        
  891.    
  892.    When it's okay you should have a razor sharp image of your drawing by
  893.    now.
  894.    
  895.    Note: The products are sensible to light too.Therefore you have to
  896.    store them in black bottles.Put the liquids only into the trays when
  897.    you are already in your darkroom.
  898.    
  899.    I have been making films with this method for the last 5 years now and
  900.    so far only very few have failed.(i'm making 3 to 5 film's a week!). I
  901.    can make a ready-to-run film from paper in less then 5 minutes.
  902.    
  903.    It is a very good way to make your PCB layout , but as i said : it
  904.    takes some experience and some patience to get started. I screwed up a
  905.    number of times before i got the results i wanted. I have tested the
  906.    possibilities of the Film.It is possible to make tracks of 5 mils and
  907.    less!. (Starting from a Plotted artwork on a raster plotter from
  908.    Versatec.)
  909.    
  910.    If you have layouts with tracks smaller than 15 mils then you can
  911.    follow these guidelines :
  912.    
  913.    Print or plot the MIRRORED view. This is the view you would get if you
  914.    would look trough the PCB.
  915.    
  916.    In the first step this will happen :
  917.    
  918.  
  919.                    ===============================  Film
  920.                    -------------------------------  sensible side
  921.  
  922.                      ---   --     ----        --    ink
  923.                    ===============================  Paper
  924.  
  925.                                ( BULB )
  926.  
  927.    
  928.    There will be no gap between the ink or toner and the sensible side of
  929.    the film. (otherways the film material itself would be in between)
  930.    This will prevent any parallax faults to occur.
  931.    
  932.    After development of this first film do the same again.
  933.    
  934.  
  935.                    =============================== Film
  936.                    ------------------------------- sensible side
  937.  
  938.                    --   ---  -----    --------  -- Coating
  939.                    =============================== Film
  940.  
  941.    
  942.    Now develop again.
  943.    
  944.  
  945.                      ---   --     ----        --   Coating
  946.                    =============================== Film
  947.  
  948.    
  949.    If you now make the PC board from this film you will have no problems
  950.    with the small tracks:
  951.    
  952.  
  953.                    =============================== PCB
  954.                    ------------------------------- Photo Lacquer
  955.  
  956.                      ---   --     ----        --   Coating
  957.                    =============================== Film
  958.  
  959.    
  960.    After devlopment :
  961.    
  962.  
  963.                    ===============================  PCB
  964.                      ---   --     ----        --    Lacquer
  965.  
  966.    
  967.    This is exactly what you wanted. Without parallax faults.
  968.    
  969.    
  970.      _________________________________________________________________
  971.    
  972.    
  973.    
  974. 8.2: The actual transferring
  975.  
  976.    Okay. Up till now we have been busy transferring our drawing onto a
  977.    transparent or semi-transparent material. So now we are ready to
  978.    transfer our image onto the Copper layer of the PCB.
  979.    
  980.    For starters we need photosensitive PCB material.
  981.    
  982.    There are 2 possibilities here : Either you buy ready made material or
  983.    you make it yourself.
  984.    
  985.    The best is to buy ready made material.This is a PC board of which the
  986.    copper layer is covered with photosensitive lacquer.The lacquer is
  987.    covered with a black paper or plastic which can easily be removed.
  988.    
  989.    
  990.      _________________________________________________________________
  991.    
  992.    
  993.    
  994.   8.2.1: How to make photosensitive PCb material yourself
  995.   
  996.    This is a rather messy job and takes lot's of time.You will not save
  997.    any money by making the sensible PCB's yourself.On the contrary. You
  998.    can buy spray cans with this type of lacquer.You must clean the Copper
  999.    layer of the PCB and wipe it off with IPA. When it is dried up you can
  1000.    spray the photo lacquer onto the copper area.Make sure it gets even
  1001.    spread onto the whole copper area. Now you must leave it to dry , in a
  1002.    dark place for 24 hours.If you are lucky it will work.
  1003.    
  1004.    
  1005.      _________________________________________________________________
  1006.    
  1007.    
  1008.    
  1009.   8.2.2: Buy ready made material
  1010.   
  1011.    There are two different types available. Positive and negative. 95
  1012.    percent of the material beeing sold is positive material.Which is okay
  1013.    for what we need. The negative material is used in industrial PCB
  1014.    production.The only advantage is that it easier to make Multilayer
  1015.    PCB's with.But since this is virtually impossible to do at home :
  1016.    forget about it.
  1017.    
  1018.    You can recognize the material by looking at the lacquer. Peel of a
  1019.    small corner of the cover sheet and look at the photosensitive layer
  1020.    If it has a lighblue metal shiny look then it is negative material.
  1021.    All other colors are positive material.( this is to my knowledge ).
  1022.    
  1023.    Furthermore we need a developer for this material.Generally the shop
  1024.    that sells the PCB material will sell also this material.
  1025.    
  1026.    There are a number of different products on the market but basically
  1027.    they all contain SodiumHydroxid. SodiumHydroxid is the substance used
  1028.    to de-clog your drain.If the drain of the kitchen sink is clogged then
  1029.    you can buy bottles of brown liquid to throw in there and de-clog the
  1030.    drain. Well the product in those bottles is most of the time
  1031.    SodiumHydroxid. I have tested it and it actually works to develop
  1032.    PCB's with! Of course you have to dilute it . It is far to
  1033.    concentrated to use directly.
  1034.    
  1035.    Of course the best is to buy the product in an electronics shop. You
  1036.    can buy ready made doses of product to make 1 liter of product.
  1037.    
  1038.    When handling the product please wear gloves and safety goggles. It
  1039.    will probably not cause any burns but it is not very healthy to put
  1040.    you bare hands into the product or solution. Should you come in
  1041.    contact with it rinse with water. If you get it into your eyes then
  1042.    rinse with plenty of water and call a physician.
  1043.    
  1044.    
  1045.      _________________________________________________________________
  1046.    
  1047.    
  1048.    
  1049. 8.3: Exposing the material and developing
  1050.  
  1051.    Right. So by now we have our Film, the PCB and developer.
  1052.    
  1053.    What else do we need: 2 plastic trays. A pair of rubber gloves and an
  1054.    exposure unit. This has to be an Ultraviolet light source designed to
  1055.    expose PCB material. The wavelength is rather important. Further on in
  1056.    this FAQ is described how you can make your own.
  1057.    
  1058.    If you don't want to spend money you can use direct sunlight too!
  1059.    
  1060.    Using direct sunlight.
  1061.    
  1062.    Put the film on the sensitive side of the PCB (of course you first
  1063.    have to remove the cover paper). Cover it with a piece of Plexiglass
  1064.    or other clear plastic. Don't use glass here because it stops too much
  1065.    of the ultraviolet component in the sunlight. Exposure time: somewhere
  1066.    around 10 to 15 minutes.
  1067.    
  1068.    Using the exposure unit:
  1069.    
  1070.    The exposure time (with the described exposure unit or with a ready
  1071.    made unit) is approx 2 to 3 minutes. Some experimenting might be
  1072.    necessary here although it is not very critical.
  1073.    
  1074.    Put the drawing onto the exposure unit. Put the PCB with the sensible
  1075.    area onto the drawing, close the lid and start the exposure.
  1076.    
  1077.    Two important notes here:
  1078.    
  1079.    First
  1080.           Protect yourself! Ultraviolet light is dangerous. Never look
  1081.           into the light source when it is switched on. Always close the
  1082.           lid of the exposure unit when the lamps are turned on.
  1083.           
  1084.    Second
  1085.           Do this in dimmed light. Not in clear daylight.Although the PCB
  1086.           material is only sensible to UV light there is a risk of
  1087.           destroying it with direct sunlight or strong daylight. Sunlight
  1088.           contain UV also and strong daylight will gradually reduce the
  1089.           sharpness of the image.
  1090.           
  1091.           You can process PCB's in normal ambient light if you use the
  1092.           PCB material directly. Once the cover paper has been taken away
  1093.           from the photosensitive layer you must use it. Don't leave it
  1094.           on your table for 2 minutes. It will go bad if you do.
  1095.           
  1096.    
  1097.    I generally do it in ambient light. I put my transparent on the
  1098.    exposure unit . Take the paper away from the PCB . Put the PCB on the
  1099.    drawing and close the lid. After the exposure i take out the PCB and
  1100.    put it directly into the developer.Works all the time.
  1101.    
  1102.    Developing:
  1103.    
  1104.    After exposing the PCB you must develop it. Therefore you have to put
  1105.    it into the developer.The actual developing process takes some 30
  1106.    seconds. You have to move the PCB in the liquid. After some seconds
  1107.    you will be able to see the image on the PCB. After sim half a minute
  1108.    you should have areas with blank copper and areas that are covered
  1109.    with the photoresist.The photoresist will turn brwon to black so you
  1110.    can see it very clearly. Now you can take out he PCB and rinse with
  1111.    water.
  1112.    
  1113.    That's it. Now you have a PCB that is ready to be etched.
  1114.    
  1115.    
  1116.      _________________________________________________________________
  1117.    
  1118.    
  1119.    
  1120.                               9: ETCHING THE PCB
  1121.                                        
  1122.    We can be brief about the procedure here. Just put it into the etchant
  1123.    and wait until all bare copper has been removed. Then take it out and
  1124.    rinse with water.
  1125.    
  1126.    However there are lots of chemicals you can use to etch a PCB. In
  1127.    general when using these chemicals please wear safety goggles and
  1128.    gloves Best is also to wear an acid-resitant apron. Most of these
  1129.    products are capable of eating holes in your clothes or producing
  1130.    stains that are very hard to remove.
  1131.    
  1132.    There are 2 basic products used to etch PCB's with.
  1133.    
  1134.      * Ferrous Tri Chloride
  1135.        Fe3Cl
  1136.        
  1137.        Brown solution. You can buy this under the form of a ready made
  1138.        liquid or as powder or as a granulate. This is probably the most
  1139.        used etchant by hobbists, although it is used in industry also.
  1140.        
  1141.         Advantages
  1142.                 Cheap, easy to obtain
  1143.                 
  1144.         Drawbacks
  1145.                 Make stains which are very hard to remove. Is a dirty
  1146.                 product. Not so fast, therefore, it is not useable for
  1147.                 fine lines.
  1148.                 
  1149.    
  1150.      * Persulfate from Natrium (sodium) or Ammonium.
  1151.        Na2S2O8 of (NH4)2S2O8
  1152.        
  1153.        The second product is used in professional PCB production. It is
  1154.        sold as a white powder or granulate. Ammonium Persulfate works
  1155.        slightly faster than Natrium Persulfate.
  1156.        
  1157.         Advantage
  1158.                 Clean, transparent solution. Turns dark blue when used-up
  1159.                 
  1160.         Drawbacks
  1161.                 Not as cheap as Fe3Cl, needs heating to 35 degrees
  1162.                 Celcius!
  1163.                 
  1164.    
  1165.    There are people who mix Fe3Cl with other chemical products to improve
  1166.    the etch rate. But in general, this results in the release of toxic
  1167.    gases. There are also some other products that can be used. Since the
  1168.    risk involved with these other products is bigger i will not cover
  1169.    them here. The products described above are, although still dangerous,
  1170.    safer than others.
  1171.    
  1172.    I use Sodium or Ammonium persulfate. Mostly Sodium Persulfate.
  1173.    Ammonium persulfate is used to etch large quantities of PCB's at the
  1174.    same time. The problem with the product is that it tends to
  1175.    re-crystallize if you let it cool down. Once you make a solution you
  1176.    must use it. If it cools down it goes bad.
  1177.    
  1178.    Sodium Persulfate solution can be stored ready made for a long time.
  1179.    
  1180.    That's about it.
  1181.    
  1182.    After etching the PCB remember to rinse it thoroughly with water.
  1183.    
  1184.    Now you have a PCB ready to drill holes in and put components on. Some
  1185.    photolayers can be left on. You can easily solder the PCB. The
  1186.    photolayer will be removed locally by the heat of the soldering iron.
  1187.    
  1188.    However you can still process it further. For further processing, it
  1189.    is necessary that you do not drill the holes yet. Drilling the holes
  1190.    should be the last you do before putting components on the PCB.
  1191.    
  1192.    
  1193.      _________________________________________________________________
  1194.    
  1195.    
  1196.    
  1197.             10: PLATING WITH SOLDER LACQUER, GOLD, SILVER, OR TIN
  1198.                                        
  1199.    You can cover your PCB with a real solder lacquer of flux. This will
  1200.    prevent the copper from oxidating (patina) and turning green. It has
  1201.    the advantage that it easier to solder than the photolacquer.
  1202.    
  1203.    If you want to give your PCB's a professional look you can cover them
  1204.    with tin. If you need pcb's for hostile environments you can cover
  1205.    them with silver or gold.
  1206.    
  1207.    Before applying all these products we must strip off the remaining
  1208.    photo- layer. The best is to use acetone to do this. This is available
  1209.    in any do-it-yourself shop. Submerse the PCB in the Acetone and leave
  1210.    it in there for some 15 seconds. This should dissolve all of the
  1211.    photolayer. You can use the acetone many times. When you take it out
  1212.    wipe it dry with a fresh cloth or piece of kitchen paper. Important
  1213.    for these actions is that you did not drill the holes yet!
  1214.    
  1215.    
  1216.      _________________________________________________________________
  1217.    
  1218.    
  1219.    
  1220. 10.1: Applying solder lacquer
  1221.  
  1222.    You can buy this lacquer in spray-cans in good electronics shops. Just
  1223.    spray a thin film of this product onto the pcb. Now it has to dry out
  1224.    completely. This can take some time (1 to 2 hours).
  1225.    
  1226.    
  1227.      _________________________________________________________________
  1228.    
  1229.    
  1230.    
  1231. 10.2: Applying Tin,silver or gold
  1232.  
  1233.    In good electronics shops you can buy products to do this. They are
  1234.    called Chemical Plating Agents. Basically these are liquids where the
  1235.    metal is dissolved in. They all contain some sort of acid. So handle
  1236.    them with care. Wear rubber gloves and safety goggles when using them.
  1237.    
  1238.    The plating process is very fast but it requires some precautions. The
  1239.    copper must be very clean. Furthermore you must prevent, as much as
  1240.    possible, that strange products get into the liquid. The liquid is
  1241.    very sensible to other chemicals and even to water. It will go bad.
  1242.    
  1243.    The best procedure is as follows:
  1244.    
  1245.     1. Strip the photolacquer with acetone.
  1246.     2. Wipe dry with fresh cloth or kitchen paper.
  1247.     3. Submerse the PCB in IPA. This is to remove all grease.
  1248.     4. Again wipe dry with fresh cloth or kitchen paper.
  1249.     5. Rinse in fresh water. This will make sure the 'wettability' of the
  1250.        PCB. is okay. You can rub the copper with some cloth while under
  1251.        water. If you put water on a pcb that comes out of the IPA you
  1252.        will see that it will not stick to the copper. It will run off
  1253.        immediately. The PCB will look 'greasy'. For the plating process
  1254.        this is not good.
  1255.     6. Now wipe dry again with clean cloth or kitchen paper.
  1256.     7. Put the PCB in the plating solution and leave it in there for a
  1257.        couple of minutes (1 or 2 should be sufficient)
  1258.     8. Take it out an rinse with water.
  1259.     9. Wipe it dry immediately! This is necessary since it will oxidize
  1260.        very rapidly if you don't do this.
  1261.    10. Now you still can apply a solder lacquer if you'd like.
  1262.        
  1263.    11. That's it.
  1264.        
  1265.    
  1266.    By now you should have a printed circuit board ready to drill.
  1267.    
  1268.    
  1269.      _________________________________________________________________
  1270.    
  1271.    
  1272.    
  1273. 10.3: Silkscreening the PCB
  1274.  
  1275.    If you look at commercial PCB's like found in a TV set or Radio then
  1276.    you will remark that a component layout is printed on the PCB.
  1277.    
  1278.    You can do this at home too. The process used in the PCb industry is
  1279.    rather difficult to reproduce at home. They use silkscreens and Paint.
  1280.    
  1281.    But you can use the iron-on type of films. The procedure has been
  1282.    described in the section about making PCB's by hand.
  1283.    
  1284.    
  1285.      _________________________________________________________________
  1286.    
  1287.    
  1288.    
  1289.                             11: DOUBLESIDED PCB'S
  1290.                                        
  1291.    When basically the same processes are involved as in single sided PCB
  1292.    production there is a little more care to be taken.
  1293.    
  1294.    Since you cannot look trough the PCB when positioning the films the
  1295.    positioning of the film's can give problems.
  1296.    
  1297.    A good way to circumvent this problem is as follows. Make two strips
  1298.    of PCB about half an inch wide and 5 inches long. The size does not
  1299.    matter actually, it's the thickness that counts.
  1300.    
  1301.    Now Put the 2 films on top of each other and position them correctly.
  1302.    Cut them to the same size now using a paper-knife. You need to leave a
  1303.    border of at least 1 inch around the drawing! Also make sure thy don't
  1304.    shift! Now lift the top film and put the 2 pieces of PCB material
  1305.    between the two films.
  1306.    
  1307.  
  1308.                 ------------------------------------------- Film
  1309.                 ===                                     === PCB
  1310.                 ------------------------------------------- Film
  1311.  
  1312.  
  1313.    
  1314.    Align the films and tape them to the PCB material. This way you get an
  1315.    arrangement where you can slip the PCB material between. The alignment
  1316.    will be ok. If you would not use the 2 strips of PCB material the risk
  1317.    exists that the images are shifting and the PCB becomes unusable.
  1318.    
  1319.    Now you can expose, develop, and etch as any normal board.
  1320.      _________________________________________________________________
  1321.    
  1322.    
  1323.    
  1324. 11.1: Trough hole connections
  1325.  
  1326.    The big question: How do you connect the 2 sides of the PCB together.
  1327.    
  1328.    There are a number of ways to do this.
  1329.    
  1330.    Use pieces of wire to put in the holes.A neat way is to use a special
  1331.    component for this. This is called a Track Pin.
  1332.    
  1333.  
  1334.                  -+-   <--  It looks like this
  1335.                   |
  1336.                   |
  1337.  
  1338.    
  1339.    It is sold as strips which you can easily break apart.
  1340.    
  1341.    The above techniques have the disadvantage that you cannot put a
  1342.    component in the hole anymore.
  1343.    
  1344.    When making the PCB layout you should try to make VIA's (connections
  1345.    from one side to another) at the component pins directly. That way if
  1346.    you solder the lead at both side then you have an instant VIA.
  1347.    
  1348.    If you use IC sockets with machined contacts then you can even apply
  1349.    this technique for IC pins.
  1350.    
  1351.    How it is done in industry:
  1352.    
  1353.    Note that this is a process that you cannot reproduce at home!
  1354.    
  1355.    They take a clean double sided copper board. The copper thickness is
  1356.    only 17 micron! as opposed to 35 micron used for singlesided PCB's and
  1357.    for the kind of material we use.
  1358.    
  1359.    First the holes are beeing drilled by a computer controlled drilling
  1360.    machine.
  1361.    
  1362.    The PCB now goes in a chemical plating agent. This is a special liquid
  1363.    which contains lots of copper in an ionic form. The copper
  1364.    precipitates on the PCB. Both on the copper and on the bare PCB
  1365.    material. This way a copper layer of about 2 to 3 micron is beeing
  1366.    grown onto the PCB material.
  1367.    
  1368.    The PCB is taken out and rinsed. The copper at the edges is removed.
  1369.    Now the PCB is going trough an electro plating process. What happens
  1370.    is that they use a liquid with dissolved copper. They attach the
  1371.    negative side of a power supply to the PC board. Another electrode
  1372.    with the positive wire connected is put in the solution too. Now
  1373.    copper will start growing on all the bare copper.
  1374.    
  1375.    The process is stopped when the overall thickness of the copper layer
  1376.    is around 35 micron. They will not measure this but will use a fixed
  1377.    time for the proces. Because the rate of precipitation is constant
  1378.    they can calculate the actual thickness.
  1379.    
  1380.    So the thickness of the trough hole plating is 35 - 17 = 18 micron.
  1381.    
  1382.    Now a NEGATIVE photolacquer is applied and exposed with the layout.
  1383.    
  1384.    After development the tracks are bare copper. What has to be removed
  1385.    is still covered wth lacquer. No I'm not mistaken here! Read on, it
  1386.    will come clear why.
  1387.    
  1388.    The problem with photolacquer is that it will not penetrate into the
  1389.    small holes to cover them from the etchant. So they use a different
  1390.    technique.
  1391.    
  1392.    The PCB is now plated with TIN or Chrome. Now the photolacquer is
  1393.    stripped off. You end up with a PCB where the tracks are marked with
  1394.    TIN or Chrome. The plating solution is able of penetrating into the
  1395.    holes and covering the inside wall of the whole with TIN or Chrome.
  1396.    
  1397.    To etch the PCB they use heated Ammonium Persulfate. Nice thing about
  1398.    this is that it only etches copper. It does not etch TIN or Chrome. So
  1399.    the coated locations are not beeing etched.
  1400.    
  1401.    When the PCB is etched they clean it up and have a trough plated and
  1402.    tinned PCB.
  1403.    
  1404.    The chrome is used if they make multi-layers. They stack the boards on
  1405.    top of each other and make the chrome fuse together. Since the melting
  1406.    point of chrome is higher than the one of TIN this will make shure
  1407.    that the board does not fall apart if you solder it. Of course they
  1408.    start with thinner material to make multilayers. The copper thickness
  1409.    is also much less.
  1410.    
  1411.    How you can do it at home:
  1412.    
  1413.    I have been looking for information about this question for years.
  1414.    Nobody seems to have a solution for this.
  1415.    
  1416.    So I started to experiment on my own together with my cousin who is in
  1417.    the running for a masters degree in chemistry.
  1418.    
  1419.    We hope to have results by August. I'm sorry i can't answer this
  1420.    question right now.
  1421.    
  1422.    
  1423.      _________________________________________________________________
  1424.    
  1425.    
  1426.    
  1427.                           12: DO-IT-YOURSELF SECTION
  1428.                                        
  1429.    
  1430.      _________________________________________________________________
  1431.    
  1432.    
  1433.    
  1434. 12.1: The exposure unit
  1435.  
  1436.    You can buy these ready made in large electronics shops. Or you could
  1437.    one make yourself.
  1438.    
  1439.    To make one yourself :
  1440.    
  1441.    Note : I cannot and will not be held responsible for injury, damage or
  1442.    whatever, either to you, third party or whatever, resulting from the
  1443.    building or using this unit. Just to make this clear. If you decide to
  1444.    build and/or use this unit you are the only one responsible for
  1445.    whatever might happen.
  1446.    
  1447.    Make an enclosure (in wood) of which the top cover is attached by
  1448.    hinges. So you can open it. You can ask a carpenter to help you here.
  1449.    The top cover should be made so that you can put a piece of foam
  1450.    rubber in there. You should have to apply a light pressure to be able
  1451.    to close it. This is to insure that the PCB and/or film makes good
  1452.    contact with each other when they are between the foam rubber ad the
  1453.    glass plate. In the back of the exposure chamber you should drill some
  1454.    holes so that fresh air can get into the chamber. Normally VF lamps do
  1455.    not produce much heat. But for fire safety just do it. Cross view:
  1456.    
  1457.  
  1458.        +-------------------------------------------------------+
  1459.        |==================== Foam rubber ======================|
  1460.  
  1461.  
  1462.  
  1463.        | ======== Glass plate (frosted glass) ================ |---------+
  1464.        |                                                       |         |
  1465.        |||                                                   ||| Starter |
  1466.        |                                                       |  Coils  |
  1467.        |                                                       |  Timer  |
  1468.        |                                                       |         |
  1469.        |                                                       |         |
  1470.        | "================= U V light source ================" |         |
  1471.        | "===================================================" |         |
  1472.        | "                                                   " |         |
  1473.        +-------------------------------------------------------+---------+
  1474.  
  1475.    
  1476.    Make the enclosure so that you can fit 4 Ultraviolet lamps inside.
  1477.    
  1478.    top view: (top cover opened)
  1479.    
  1480.  
  1481.        =========================================================
  1482.        |                      Top cover                        |
  1483.        =========================================================
  1484.                 ======                              ======
  1485.        ==================================================================|
  1486.        |                                                       |         |
  1487.        | +---------------------------------------------------+ |  = On   |
  1488.        | |                                                   | |  = Off  |
  1489.        | | "================= Lamp 1 ======================" | |         |
  1490.        | | "-----------------------------------------------" | | 3  4  5 |
  1491.        | |                                                   | |  \ | /  |
  1492.        | | "================= Lamp 2 ======================" | |         |
  1493.        | | "-----------------------------------------------" | |   \     |
  1494.        | |                                                   | | 2- O -6 |
  1495.        | |                                                   | |         |
  1496.        | | "================= Lamp 3 ======================" | |  /   \  |
  1497.        | | "-----------------------------------------------" | | 1     7 |
  1498.        | |                                                   | |         |
  1499.        | | "================= Lamp 4 ======================" | |  Timer  |
  1500.        | | "-----------------------------------------------" | |         |
  1501.        | |                                                   | |         |
  1502.        | +---------------------------------------------------+ |         |
  1503.        |                                                       |         |
  1504.        ==================================================================|
  1505.  
  1506.    
  1507.    Make the exposure chamber so that the lamps are spaced about 2 inches
  1508.    apart and 1 inch from the walls. The best is to go to an electronics
  1509.    shop and buy a PCB exposure kit there. Usually they can sell you a
  1510.    small kit containing 2 lamps the starter, the coil and the necessary
  1511.    sockets. This kit will also have an electrical wiring diagram.
  1512.    
  1513.    I Cannot give the actual sizes of the box because i don't know what
  1514.    size of lamps you will use. You will have to make your box depending
  1515.    on the size of lamps you use.
  1516.    
  1517.    However, the glass plate should be approx 4 inches away from the
  1518.    Lamps.
  1519.    
  1520.    Next to the exposure chamber you have some space where you can put the
  1521.    necessary coils and starters to ignite the lamps. If you put an
  1522.    aluminum top plate on there you can put in a timer circuit also. You
  1523.    can buy these mechanical timers in an electronics shop. Again make
  1524.    this large enough so you can fit the coils and all other parts in
  1525.    there.
  1526.    
  1527.    The top glass plate is made from frosted or clear glass. Make sure you
  1528.    have good quality glass here. It should be about = 1/5 inch thick.
  1529.    
  1530.    Best is to go to a do-it-youself store or glass shop and ask them to
  1531.    cut a piece of glass with the appropriate dimentions for you. Don't
  1532.    try this yourself. It is very dangerous. You will only end up hurting
  1533.    ourself. Ask them also to take away the sharp edges.
  1534.    
  1535.    Cover the bottom of the exposure chamber (on the inside of course)
  1536.    with aluminum foil. Do this only below the glass parts of the lamp.
  1537.    Not beneatch the sockets. This is for the electrical safety. Keep the
  1538.    edges of the aluminum foil about 1 inch away from the lamp sockets.
  1539.    The Aluminum foil is used as a reflector for the light that the lamps
  1540.    produce. This way you will create a light that is equally strong on
  1541.    all places of the glass plate.
  1542.    
  1543.  
  1544.                                            /------- Aluminum foil
  1545.                      +--------------------+
  1546.                      |                    |
  1547.                   "=========================="
  1548.                   "--------------------------"
  1549.                      |                    |
  1550.                   "=========================="
  1551.                   "--------------------------"
  1552.                      |                    |
  1553.                   "=========================="
  1554.                   "--------------------------"
  1555.                      |                    |
  1556.                   "=========================="
  1557.                   "--------------------------"
  1558.                      |                    |
  1559.                   |  +--------------------+  |
  1560.                   /                         /
  1561.                  /                         /
  1562.                                           /
  1563.               Sockets --------------------
  1564.  
  1565.    
  1566.    When wiring the whole system use good quality electrical power wire
  1567.    and respect all electrical cabling rules. Again: I cannot and will not
  1568.    be held responsible for ANY damage to ANYone or ANYthing resulting
  1569.    from the building and/or use of this unit.
  1570.    
  1571.    That's about it. When you put some time and work into it you will end
  1572.    up with a unit that will serve you for many years.
  1573.    
  1574.    
  1575.      _________________________________________________________________
  1576.    
  1577.    
  1578.    
  1579. 12.2: A Heated etching system
  1580.  
  1581.    You will need the help of somebody who knows to make aquariums. You
  1582.    could check a local pet shop. You will need glass plates. Do not try
  1583.    to cut these yourself - it's way too dangerous.
  1584.    
  1585.    Views:
  1586.    
  1587.    Top
  1588.    
  1589.  
  1590.       "=="======================================================="======"
  1591.       "O "                               /|\                     "  -   "
  1592.       "  "                                |  2 inches            " < >  "
  1593.       "O "                               \|/                     "  -   "
  1594.       "=="======================================================="======"
  1595.                                                                       "
  1596.       <----------------------------------------------------------------->
  1597.                                       15 inch
  1598.  
  1599.    
  1600.    Front
  1601.    
  1602.  
  1603.                                                                     " /-----
  1604.   Pump--\                                                          ----
  1605.         "                                                          "  "
  1606.   /|\ "===                                                       ======="
  1607.    |  "================================================================="
  1608.    |  " "                                                          " /" "
  1609.    |  " "                                                          "//" "
  1610.    |  " "                                                          "//" "
  1611.    |  " "                                                          "//" "
  1612.  1 |  " "                                                          "//" "
  1613.  0 |  " "                                                          "//" "
  1614.    |  " "                  Electrical heater with thermostat  ---> "//" "
  1615.  i |  " "                    for aquarium purposes                 "//" "
  1616.  n |  " "                                                          "//" "
  1617.  c |  " "                                                          "//" "
  1618.  h |  " "                                                          "//" "
  1619.  e |  " "                                                          "/ " "
  1620.  s |  " "                                                          \==/ "
  1621.    |  " "                                                               "
  1622.    |  " " """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""       "
  1623.    |  "  \===================== Bubbler unit ====================       "
  1624.   \|/ ===================================================================
  1625.  
  1626.  
  1627.    
  1628.    The bubbler unit is a piece of porous stone. If you pump air through
  1629.    it then it will generate lots of small bubbles. You can get this in
  1630.    pet shops. There you can also find the aquarium pump and heater. The
  1631.    heater must be one with a built in thermostat. Make sure you can go up
  1632.    to 35 degrees CELCIUS.
  1633.    
  1634.    When selecting a heater make sure that the liquid can flow around it.
  1635.    Typical diameter is 1 to 1.5 inch diameter. The power should be 150 to
  1636.    200 Watts.
  1637.    
  1638.    Typical dimensions of the glass tank are noted on the drawing Note
  1639.    that these are the INSIDE dimentions of the tank. In a pet shop or
  1640.    aquarium shop they will be able to tell you how to make this or they
  1641.    will even make it for you. I had mine made and payed around 10 dollar
  1642.    for it.
  1643.    
  1644.    Make sure you mount the tank on a stable Footage so it can not fall
  1645.    over.
  1646.    
  1647.    The pump, bubbler, some tubing, and the heater will cost something
  1648.    like US$50 together. Make sure you put the pump away from the tank.
  1649.    Keep it at a safe distance. Electricity and water are not best
  1650.    friends. Neither to each other or to you. The aquarium heater is
  1651.    designed for this purpose so it should be safe. It is a Pyrex tube
  1652.    with a heating element and thermostat sealed in. Make sure you immerse
  1653.    it deep enough into the liquid. There is a minimum level marked on it.
  1654.    You must respect this. Otherways overheating can occur.
  1655.    
  1656.    
  1657.      _________________________________________________________________
  1658.    
  1659.    
  1660.    
  1661.                        13: APPENDIX A: CONTACT ADRESSES
  1662.                                        
  1663.    Electrolube
  1664.    Photo Resist, developer, Lacquer, Nickel spray, Etchant
  1665.    
  1666.    Electrolube Limited
  1667.    Blakes Road
  1668.    Wargrave
  1669.    Berkshire
  1670.    RG10 8AW
  1671.    U.K.
  1672.    Tel: +44 1734 404031
  1673.    Fax: + 44 1734 403084
  1674.    
  1675.    Isel
  1676.    Etchant, plating solution, etching equipment etc...
  1677.    
  1678.    Isel Automation
  1679.    6419 Eiterfeld 1
  1680.    Germany
  1681.    
  1682.    Sifco
  1683.    Plating Pen
  1684.    
  1685.    5708 Schaaf Rd
  1686.    Cleveland, OH 44131
  1687.    USA
  1688.    Tel: +1 216 524 0099
  1689.    Fax +1 216 524 6331
  1690.    
  1691.    That's all I have right now. If you have adresses for AGFA,KODAK,ISEL
  1692.    BUNGARD or whatever. Please mail me.
  1693.    
  1694.    
  1695.      _________________________________________________________________
  1696.    
  1697.    
  1698.    
  1699.                 14: APPENDIX B: PRODUCTS DESCRIBED IN THIS FAQ
  1700.                                        
  1701.    Making artwork.
  1702.    
  1703.      * By hand
  1704.        
  1705.         Good quality drawing paper
  1706.                 80 grams per square meter minimum. Do not buy the thick
  1707.                 paper. It won't work to make films. The thickness must be
  1708.                 like normal paper but the granularity must be very fine.
  1709.                 
  1710.         Drafting pens
  1711.                 Staedler, Rotring in 0.3 0.5 and 0.7 sizes
  1712.                 
  1713.         Transfer symbols
  1714.                 Decon-Dalo, Mecanorma, Alfac offer sheets with transfer
  1715.                 symbols for PCB production. Things like pads, lines IC
  1716.                 sockets, etc. are available.
  1717.                 
  1718.                 Transfer Films
  1719.                 Tec 200
  1720.                 PNP Blue
  1721.                 
  1722.         By computer
  1723.                 PCB Cad software or general CAD software.
  1724.                 
  1725.         Using an inkjet printer
  1726.                 Ink jet paper from Hewlett Packard. Ink jet
  1727.                 transparencies from Hewlett Packard.
  1728.                 
  1729.         Using a plotter
  1730.                 Glossy plotter paper from Hewlett Packard or Sihl.
  1731.                 Plotter transparencies from Hewlett Packard Drafting pens
  1732.                 from Rotring or Staedler depending on the material used.
  1733.                 
  1734.    
  1735.      * Making Film
  1736.        
  1737.         By means of Laser printer or photocopier
  1738.                 Transparencies from 3M for photocopier or laser printer.
  1739.                 
  1740.         Using PeliFILM from Seno
  1741.                 PeliFilm from Seno
  1742.                 
  1743.         Using photographic film method
  1744.                 Agfa-Gevaert Litex 0911p film, Agfa-Gevaert Litex
  1745.                 developer, Agfa gevaert Agefix fixer or any regular BW
  1746.                 film fixer
  1747.                 
  1748.    
  1749.      * Making PCB
  1750.        
  1751.         Photospray
  1752.                 Kontakt Chemics, Seno
  1753.                 
  1754.         Ready made PCB's
  1755.                 Bungard, PRF, CKF, Seno, lots of brands exist.
  1756.                 
  1757.         Developer
  1758.                 Bungard, Seno, or plain SodiumHydroxide from the
  1759.                 chemists.
  1760.                 
  1761.         Etchant
  1762.                 Fe3Cl = Ferrous Trichloride, Na2S2O8 = Sodium Persulfate,
  1763.                 (NH4)2S2O8 = Ammonium Persulfate
  1764.                 
  1765.         Solder Flux
  1766.                 Kontakt Chemics ,Elektrolube, Seno ,PRF
  1767.                 
  1768.         Plating solution
  1769.                 Seno, Isel
  1770.                 
  1771.    
  1772.      * General products
  1773.        
  1774.        Acetone: local do-it-yourself shop, IPA: (IsoPropylAlcohol) Local
  1775.        Drugstore or chemists, Plastic trays, Bottles, Gloves, Tweezers
  1776.        
  1777.      * Exposure unit, etching unit.
  1778.        
  1779.        Isel
  1780.        
  1781.    
  1782.    
  1783.      _________________________________________________________________
  1784.    
  1785.    
  1786.     This article translated by <filipg@paranoia.com>. The most recent
  1787.     version is available on the WWW server
  1788.     "http://www.paranoia.com/~filipg/">http://www.paranoia.com/~filipg/
  1789.     
  1790.     
  1791.