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Platinenherstellung

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SchwachSuper 
  • jtronics_pcb_atzen1
Die Herstellung von eigenen Leiterplatten ist relativ einfach, schnell und nicht so kompliziert wie oft erzählt wird. Mit einigen Geräten, die man sogar selber herstellen kann, erhält man auch ohne große Chemiekenntnisse sehr gute Ergebnisse.
Die Kosten der Investitionen zu Begin halten sich in Grenzen und die Verbrauchsmaterialien für das Ätzen sind auch relativ günstig und von verschiedenen Anbietern zu bekommen.

Die Behauptung, dass bestimmte Leiterbahngrößen, Leiterbahnbreite kleiner als 0,4 mm, nur von professionelle Firmen hergestellt werden können, kann ich nicht verstehen.
Mit den hier vorgestellten Mitteln gelingen ohne Probleme reproduzierbare Ergebnisse mit einer Leiterbahnbreite von 0,2 und 0,1mm.

Meist benötigt man eine Platine zum Probieren oder Testen einer bestimmten Schaltung.
Die Schaltung und das Layout erstellt man sowieso am Computer und von daher wäre man meist schneller wenn man sich eine Platine selber herstellen könnte. Mit einer Lochrasterlatine kommt man dabei schon schnell an seine Grenzen, jedoch der Zeitaufwand ist meist enorm. Mit etwas Übung könnte man schon innerhalb von einer Stunde mehrere doppelseiteige Platinen selber herstellen...

Sollte einem der beschriebene das Verfahren zu aufwändig oder "dreckig" sein, so kann man die beötigte Platine auch als Prototyp bei einer Firma wie Beta Layout herstellen lassen. Bei der Bestellung kann man zwischen den verschiedensten Optionen wählen, ob mit oder ohne Lötstoplack, Bestückungsdruck, Platinenstärke und und und... Praktisch finde ich bei Beta Layout, dass von denen fast jedes Layout-Format unterstützt wird, wodurch man das Layout nicht in ein bestimmtes Herstellungsformat konvertieren muss. Einen Überblick über die Kosten für die jeweilige Platine bekommt man durch dieses einfache Kalkulationstool.

Material

  • Ätzmittel: Natriumpersulfat
  • Entwickler: NaOH
  • Platinenmaterial von zBsp. von Bungard
  • Küvette für Ätzbad
  • Küvette für Entwicklerbad
  • UV Belichter
  • Folien für Laser oder Tintenstrahldrucker
  • Layoutprogramm: Target / Eagle/ ...

Belichtungstest

  • jtronics_pcb_belichtungstest
Die Belichtung der Platine mit dem ausgedruckten Layout ist bei der Platinenherstellung der wichtigste Schritt, da die Qualität der Belichtung über die Qualität der später geätzen Platine entscheidet. Ein Arbeitsplatz ohne direktes Sonnen- oder Halogenstrahlerlicht reicht vollkommen aus.

Am Anfang sollte man mit einem Belichtungstest auf einem Probenstück die Zeit ermitteln, welche man für ein gutes Ergebnis benötigt. Alle Faktoren müssen später gleich bleiben, damit man das Ergebnis reproduzieren kann.

Belichtungsfaktoren:

  • Transfermaterial: Folie oder Transparentpapier
  • Druckertyp und Einstellungen
  • Dauer der Belichtung

Für reproduzierbare Ergebnisse sollte man lieber fertiges fotobeschichtetes Basismaterial verwenden, anstatt Photoplatinen selber mit Photolack herzustellen... Fehlerquelle eliminieren.

Belichtungstest siehe Bild

Leiterbahnstärken (in mm): 0,1 / 0,2 / 0,3 / 0,4
Kupferfläche: 10x10mm
Durchkontaktierungen mit 0,4 mm Bohrung (in mm): 0,6/ 0,8 / 1,0

Ablauf

Belichten

  • jtronics_pcb_layout2
  1. Das Layout der Platinen Ober- und Unterseite auf Folie drucken
  2. Beide Layoutfolien werden genau übereinander gelegt
  3. Verkleben der Folien mit Klebestreifen zu einer Tasche mit einer offenen Seite.
  4. Entfernen der Plastikfolie von der Platinen Ober- und Unterseite
  5. Einlegen der Platine in die Tasche und fixieren mit Klebestreifen
  6. Belichten der Platine von beiden Seiten (ca. 180sec)
  7. Entfernen der Layoutfolien von der Platine
  8. es sollte schwach das Layout zusehen sein

Entwickeln

  • jtronics_pcb_belichtet
  1. Entwicklerbad vorbereiten (10g NaOH auf 1 L Wasser), wenn es noch nicht fertig ist
  2. die belichtete Platine wird in das Entwicklerbad aus NaOH getaucht und geschwenkt
  3. es lösen sich die belichteten Stellen in violetten Schleiern von der Platine
  4. löst sich nichts mehr von der Platine, kann diese entnommen werden
  5. Vorgang dauert max. ca. 1 bis 2 min
  6. Platine spülen und trocknen

Ätze

  • jtronics_pcb_atzen1
  1. Ätzbad vorbereiten (250g Natriumpersulfat pro Liter Wasser ), wenn noch nicht fertig
  2. Bad auf 45°C erhitzen, dauert bei 3 Liter und 150W ca. 40min, Sprudel einschalten
  3. die entwickelte Platine wird jetzt in den Platinenhalter verspannt und in das Ätzbad gehängt
  4. Dauer ca. 10 bis max. 20 min bei 45°C (wenn länger, Säure neu ansetzen)
  5. Platine in Wasser spülen
  6. den Photolack mit Aceton entfernen

Nachbearbeitung

  • jtronics_pcb_geatzt
  1. Ergebnis kontrollieren, eventuell reparieren oder stehen gebliebenes Kupfer wegkratzen
  2. Platine schneiden
  3. Kanten schleifen
  4. Bohren mit Bohrständer
  5. Durchkontaktieren mit Draht
  6. Bestücken der einzelnen Bauteile

weitere Bilder

Leiterbahnen 0,3mm mit 0,3mm Aura
Durchkontaktierungen 0,7mm mit 0,4 / 0,3mm Bohrung
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