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Platinen Ätzen

 

Mich hat jemand angesprochen und meinte,  dass es mal interessant wäre eine Anleitung zum Platinen ätzen online zu stellen. Da ich heute wieder eine Platine geätzt habe, habe ich gleich ein paar Fotos gemacht und das alles in eine Anleitung verpackt.


  Was wird benötig

- Fotoschicht Platine
- Bedruckbare Klarsichtfolie
- UV Lampe zum Belichten
- Behälter zum Entwickeln (1 Liter)
- Behälter zum Ätzen
- Behälter mit Wasser
- Plastik Pinzette

- Alte Anziehsachen
- Schutzbrille
- Evtl. Handschuhe
- Stückchen Glas/Plexiglas

 

  Grundprinzip

Jeder kennt das leidige Thema Schaltungen auf Lochrasterplatinen aufbauen. Ich mache das schon lange nicht mehr. Die Möglichkeit Platinen zu ätzen hat eigentlich jeder. Bei Reichelt gibt es ein Starter Set, mit dem jeder selber Platinen ätzen kann (ca.8€).

Was ist aber genau "Platinen ätzen"
Es gibt Platinen, die haben eine Fotoschicht. Diese kann man quasi wie ein Foto belichten und entwickeln. Man druckt die Schaltung auf eine durchsichtige Folie, legt die Folie auf die Platine und belichtet diese mit UV Licht. Dann werden alle Teile der Platine die mit den schwarz gedruckten Leiterbahnen abgedeckt sind nicht belichtet, der Rest drum herum wird belichtet. Dann wird sie in Entwicklerbad entwickelt. Dafür vorgesehene Flüssigkeit lässt die Leiterbahnen auf der Platine erscheinen und macht sie fähig zum ätzen. Dann legt man sie in einen Behälter mit Ätzsulfat und diese ätzt alle belichteten Teile um die Leiterbahnen herum weg. Die Leiterbahnen jedoch bleiben stehen. Man hat dann die Schaltung die vorher auf dem PC entworfen wurde als Kupferschicht auf der Platine...
Ich beschreibe den Vorgang für eine 160x100mm Platine.

 

  Layout erstellen

Das Layout -also die Schaltung- wird am PC entwickelt. Ein gutes Programm dafür ist Sprint Layout 4.0. Dort kann man seine Schaltung zeichnen, mit einer Vielzahl von Bauteilen aus der Bibilothek. Die Löcher in die die Bauteil Beinchen dann gesetzt werden, sollten bei dem Layout mit 0.8mm Lochmaß gezeichnet werden, weil sie hinterher mit einem 0.8mm Bohrer gebohrt werden müssen. Die Leiterbahnen kann man in etwa auch 0.8mm dick machen. Als Regel gilt: Eine 1mm dicke Leiterbahn kann mit max. 1A Strom belastet werden!

Dann druckt man die fertig gezeichnete Schaltung auf eine Overhead Folie. Inkjet oder Laserdrucker Folie ist möglich, Druckmodus möglichst auf dunkel und gute Qualität stellen. Je dunkler das Folienlayout, umso schärfer werden die Leiterbahnen auf der Platine.
Tip: Druckt die Schaltung 2 mal aus, legt sie übereinander und klebt sie passgenau zusammen. Das verdunkelt die Leiterbahnen und lässt kein Licht mehr durch.

Ein Beispiel für ein fertiges Layout:

Beim Drucken muss man allerdings die roten Bauteilrahmen ausblenden. Die Beschriftungen werden von vornherein spiegelverkehrt geschrieben. Diese müssen nicht geändert werden. In der obigen Schaltung sind sie falsch herum.

Auf Folie gedruckt:

 

   Platine Belichten

Wenn das Layout auf Folie gebracht ist, kann man die Platine entwickeln. Dies wird mit UV Licht gemacht. Ich habe dafür einen Gesichtsbräuner meiner Oma benutzt, klappt super! Dieser wird auf 30cm Höhe über die Platine gebaut. Er hat 6 x 15W. Belichtungszeit beträgt 4:30min. Man kann auch andere Lampen mit UV Anteil benutzen. Wie lange die Platine dort belichtet werden muss, muss man testen.

Die Platine fertig machen zum belichten. Schutzfolie an der Platine abziehen... Die Fotoschicht nicht anfassen!

Die Folie mit dem Layout so auf die Platine legen, dass die Schrift jetzt lesbar ist. Dann noch ein Stück Glas oder Plexiglas drüber legen, damit die Folie glatt auf der Platine aufliegt.



Die Platine dann so lange belichten, bis die Platine fertig ist.

 

  Platine Entwickeln

Nun kann man die fertig belichtete Platine entwickeln. Dazu benötigt man Entwickler. Gibt es z.B. auch bei Reichelt. Ich benötige 10g Entwickler für 1 Liter Wasser. Ist meistens auf der Packung mit  angegeben. Vorsicht, der Entwickler ist aggressiv. Sogar aggressiver als das Ätzmittel, also Vorsicht! Schutzbrille und Handschuhe tragen! Er hinterlässt Löcher wenn er auf die Kleidung kommt! Ich benutze Natriumhydroxid. Das Entwicklerbad mit 25°C lauwarmem Wasser ansetzen.

Die Platine in die Entwickler Flüssigkeit legen und etwas bewegen, dann geht es schneller. Anfangs sieht die Platine aus wie auf dem unteren Bild. Man sieht die Schaltung auf der Platine nur leicht gelblich...

Nach und nach sieht man wie die Stellen entwickelt werden, die nicht von den schwarzen Leiterbahnen abgedeckt wurden... Rechts meine Fingerabdrücke, bitte vermeidet das! :)
Die Schaltungen auf der Platine sollten nach ca. 15s erst erscheinen. Erscheint gar nix oder erscheint es sofort wenn es mit dem Entwickler in Berührung kommt, habt ihr zu lange oder zu kurz Belichtet. In diesem Fall müsst ihr weiter rum probieren.

Wenn alle Stellen gut entwickelt sind, dann kann man die Platine heraus nehmen und in klares Wasser legen, oder unterm Wasserhahn gründlich abspülen. Entwickler-Reste auf der Platine stören den Ätzvorgang!



  Platine ätzen

Nun muss ja noch die Kupferschicht weg, die um die Leiterbahnen liegt. Das geht mit dem Ätzvorgang. Dazu braucht man Ätzmittel, auch wieder bei Reichelt erhältlich, da ist es einfach sehr günstig. Gibt es in fertig abgepackten Tüten, ich nehme aber immer ein größeren Behälter, und wiege mir selbst ab was ich benötige.

Den Behälter zum ätzen habe ich mir selber gebaut. Bei dem Starter-Kit ist aber eine Schüssel dabei. Da der Ätzvorgang durch einblasen von Luftbläschen extrem beschleunigt wird, habe ich mir einen hochkant aus Plexiglas gebaut. Unten liegt ein Luftstein drin, der von einer Aquarienpumpe mit Luft versorgt wird. Das Wasser sollte 50-60°C haben, das wäre die optimale Ätztemperatur.

Ätzmittel im heißen Wasser ganz auflösen lassen und dann die entwickelte Platine hinein stellen/legen.

Die Luft umströmt die Platine und bringt immer frisches Wasser an die zu ätzenden Stellen. Da ist der Vorteil der eingeblasenen Luft!

Unten sieht man sehr schön, wie das Kupfer um die Leiterbahnen herum weggeätzt wird. Im oberen Teil sieht man schon das fertige Ergebnis, das grüne ist die "nackte" Platine. Im unteren Teil ist noch Kupfer um die Leiterbahnen vorhanden.

Nach dem Ätzbad wird die Platine dann noch einmal gründlich mit Wasser abgespült und man lässt sie trocknen. Die Platine ist nun fertig...

Nun muss nur noch gesägt und gebohrt werden. Gebohrt wird üblicherweise mit einem 0.8mm Bohrer.


Ich übernehme keine Haftung für falsche Handhabung oder Missbrauch von Ätzmitteln oder Entwicklern sowie sonstigen Mitteln. Hafte nicht für gesundheitliche Schäden. Nachgehen der Anleitung auf eigene Gefahr...!
 

 

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