Tutorial: Platinenherstellung (ohne belichten) - editiert

[RalleBert]

Ein Wort vorab: Die Methoden sind nicht 100% ausgereift, es muß jeder mit seiner jeweiligen Ausstattung experimentieren, da bei jedem etwas anders sein wird. Auch sollte klar sein, das beim ersten Versuch nicht direkt perfekte Ergebnise zu erwarten sind.



Layout vorbereiten:

Es werden benötigt:

• PC
• Laserdrucker
• Katalogseite mit sehr glattem Papier (z.B. Reichelt) Edit: Es hat sich gezeigt, das es besser mit dem "Regenbogenpapier" geht, für grobe Sachen ist der Katalog aber ok.

Zuerst solltest Du die Schaltung, die Du auf die Platine bringen möchtest am PC entwerfen. Ich verwende dazu Eagle-Cad, das ist für den "nicht-kommerziellen Anwender" kostenlos auf der Herstellerhomepage erhältlich. Eagle-Cad bringt umfangreiche Bauteilbibliotheken mit, da fehlt kaum etwas. [Tip: Das Raster sollte nicht kleiner als 50 mil gewählt werden, das wird zu filligran und bereitet nachher beim Übertragen und Ätzen nach dieser Methode nur Probleme.] Wenn Dein Layout fertig ist, solltest Du es nochmals prüfen, denn wenn die Platine erstmal geätzt ist, lässt sich ein Fehler nicht mehr so einfach korrigieren, wie in diesem Stadium. Schneide oder reiße nun eine Seite aus dem (möglichst frischen) Katalog, vermeide es, Fingerabdrücke auf das Papier zu machen.

Update:

Nach mehreren Tests habe ich zufällig "Regenbogenpapier" genommen, das überträgt viel besser und feiner, es löst sich kaum Toner von der Platine ab - also genau so wie es sein soll. Dies Papier ist beidseitig mit einer glatten Oberfläche versehen, welche Seite bedruckt wird ist egal. Also nicht unbedingt an den Katalogseiten festbeißen und andere Sachen testen.




Druckdialog: Das Layout muß gespiegelt gedruckt werden!


Damit der Drucker das recht dünne Papier besser einzieht, hat es sich bewährt, die Seite am oberen Rand umzufalten



Sonst kommt es schnell zu einem Papierstau, unbrauchbaren Ausdrucken oder das Blatt wird soagr um die Druckwalze gewickelt und ist dann nur recht schwer wieder zu entfernen


So sollte dann eine gute Vorlage aussehen, ohne Streifen und ohne Flecken

Zum überprüfen der Größe, drucke das Layout erstmal auf Normalpapier, dann kann man die Bauteile drauflegen und schauen ob alles passt. Falls Du das Layout als Bilddatei vorliegen hast, ist dies besonders empfehlenswert, da unter Umständen die Größe falsch skaliert ist!

Jetzt bist Du bereit für den nächsten Schritt.



Layout übertragen:

Es werden benötigt:

• Bügeleisen, am besten ein ausgedientes
• Dein Layout auf der Katalogseite
• Platinenstück passender Größe ohne Fotobeschichtung, Einseitig
• feste Unterlage z.B. Holzbrett
• Mehrere Stoffstücke z.B. altes Baumwoll-T-shirt
• Putzhandschuhe
• warmes Wasser mit Spülmittel, bis ca. 70 °C
• eine Schale (ist praktisch, diese Schritte gehen aber noch im Waschbecken/Ausguss)
• Aceton
• ausreichende Belüftung
• evtl. Reiniger

Die Platinen solltest Du jetzt auf das entsprechende Layout zuschneiden, vor allem, wenn mehrere Platinen hergestellt werden sollen. Dadurch kann das Ätzbad nachher evtl. kleiner ausfallen und es müssen keine großen, unnötigen Freiflächen weggeätzt werden. Das Zuschneiden der Platine nach dem Ätzen ist natürlich auch möglich. Auf keinen Fall empfiehlt sich, die Platine nach dem Übertragen des Layouts zu bearbeiten, da es doch schnell zu Kratzern kommen kann - Deine Arbeit war dann oft vergebens oder Du mußt viel nachbearbiten.

Je nach Platinenzustand sind noch ein paar Reinigungsschritte empfehlenswert. Wenn Du eine neue, schön kupferfarbene Platine hast, erübrigt sich das. Bei Platinen, die schon eine gewisse Zeit offen liegen und leicht oxidiert sind, sollte die Reinigung gemacht werden. Dazu verwende ich einen speziellen Haushaltsreiniger:


den Reiniger ein paar Minuten einwirken lassen


Während die Platine im Reiniger liegt, kannst Du schonmal das Layout vorbereiten, also grob ausschneiden, falls das noch nicht geschehen ist


Die vorgereinigte Platine

Dann den Reiniger mit klarem Wasser abspülen, die Platinenoberfläche auf der Kupferseite möglichst nicht mehr berühren und das Ergebnis überprüfen. Bei starken oxidationen kann man das auch nochmal widerholen.

Nun muß die Platine noch entfettet werden, damit der Toner gut halten kann. Dazu eignet sich herrvorragend Aceton.
Ab jetzt muß jede Platine so behandelt werden, egal ob neu oder "aufgefrischt"! Ebenso ist es ratsam ab hier die Handschuhe zu tragen.
Für diesen Reinigungsschritt etwas Aceton auf ein Tuch laufen lassen und damit die Platine kräftig abreiben, einmal längs, neues Tuchstück mit Aceton benetzen und dann noch einmal quer.



Das muß sehr sorgfältig gemacht werden, man sieht was noch an Rückständen auf der Platine war

Die Platinenoberfläche darf jetzt wirklich nicht mehr berührt werden!
Das zugeschnittene Layout wird auf die Kupferoberfläche der trockenen Platine gelegt, mit einem trockenen Stück aus dem alten T-Shirt überdeckt und dann mit mittlerem Druck angebügelt. Hier kann und mußt Du viel selber probieren: Temperatur des Bügeleisens, Druck, Zeit des anbügelns, mit oder ohne T-Shirt dazwischen usw. Die Platine nach dem Bügeln ein wenig auskühlen lassen, sonst verbrennst Du dir schnell die Finger! Nach dem Abkühlen die Platine nochmals prüfen, ob evtl. der Toner nicht überall eine Verbindung hat. Man kann dazu vorsichtig das Papier seitlich leicht anheben, es darf sich nicht ablösen. Sonst einen weiteren Bügeldurchgang machen. Beim bügeln zum Abschluss mit der Kante des Bügeleisens nochmal von der Mitte her mehrmals nach außen an jede Kante büglen, so das das Papier möglichst glatt ist und keine Blasen hat.


Die Platine nicht von der Rückseite bügeln, das bringt nichts!

Ist die Platine soweit vorbereitet, muß das Papier wieder entfernt werden. Dazu nimmst Du eine Schale mit nicht zu ordentlich warmem Wasser, gibst ein paar Tropfen Spülmittel dazu und legst die abgekühlte Platine ein. Das kann ruhig eine halbe Stunde oder länger so stehen bleiben, das macht der Platine nichts. Das Papier soll richtig gut eingeweicht sein, dann kann vorsichtig begonnen werden, die Platine freizulegen. Für kleine, feine Zwischenräume habe ich eine alte Zahnbürste genommen. Wo noch Papier auf der Kupferfläche ist, wird unter Umständen nicht richtig geätzt, also solltest Du sorgfältig arbeiten. Auf dem Toner darf ruhig Papier zurückbleiben, das ist nicht schlimm, das was jetzt kupferfarben ist, muß frei sein.


Gut einweichen


Feine Zwischenräume reinigen

Es kommt vor, das einige Bereiche der Platine den Toner nicht gut angenommen haben und er sich mit dem Papier wegwischt -  hier mußt Du selber sehen, ob es sich lohnt, die Platine mit einem Wasserfesten Stift (Edding o.ä.) nachzubearbeiten. Auch wenn die Vorlage so schlecht ist, das nicht mit einem zufriedenstellenden Ergebnis gerechnet werden kann, ist die Platine nicht verloren. Der Toner kann mit Aceton leicht abgewischt werden, die Platine kannst Du dann nochmal mit einem weiteren Layout neu überbüglen. Aus diesem Grund solltest Du direkt mehrere Vorlagen drucken, auch wenn Du nur eine Platine herstellen willst.


"Recyclete" Platine, die nicht vernünftig übertragen wurde,  man sieht deutlich wo das Layout aufgebügelt war



Diese Platine hat mehrere Fehlstellen

Einige Fehler im Bild oben sind so gravierend, das ein Nachbehandlung notwendig ist, um eine funktionsfähige Schaltung aufzubauen. Hier ist das Nachmalen mit Stiften noch recht einfach, das Layout ist grob genug. Nebenbei ist so ein invertiertes Layout empfehlenswert, da weniger Kupfer weggeätzt werden muß, das schont dann später Deine Ätzlösung.

Wenn Du ein zufriedenstellendes Ergebnis vor Dir liegen hast, bist Du bereit für den nächsten Schritt.

Update:

Zum Vergleich zwei platinen, gleiches Layout, einmal auf Regenbogen und einmal auf Reichelt. Den Unterschied sieht man schon auf dem kleinen Bild


Vergleich

Regenbogen

Reichelt

Auf der mit dem Regenbogenpapier übertragenen Platine sind auch ein, zwei kleine Ablösungen, aber das ist echt minimal, zumal ich glaube, das dort Staub oder irgend etwas zwischen lag. Diese Macken kann man gut mit dem Edding ausbessern


Ätzen der Platine:

Es werden benötigt:

• Deine Platine aus dem vorigen Schritt
• eine stabile Kunststoffschale in entspechender Größe
• warmes Wasser
• Ätzmittel Deiner Wahl
• eine Kunststoffpinzette
• Gefäß zum Lagern der Ätzlösung
• Alte Kleidung oder einen Kittel

Wenn Du auf einen Schwung viele Platinen ätzen willst, ist ein Wasserbad für die Ätzlösung sehr zu empfehlen. Dazu brauchst Du eine weitere Schale, die etwas größer ist, als die für das Ätzbad. In die große Schale kommt dann auch warmes Wasser, dort hinein die Schale mit dem Ätzbad. Dadurch bleibt Deine Ätzlösung länger warm und der Ätzvorgang geht schneller von statten.
Ich habe Natriumpersulfat für mein Ätzbad genommen, zum Ansatz brauchst Du ca. 200 Gramm Na₂S₂O₈ pro Liter H₂O. Die Menge Deines Ansatzes richtet sich natürlich nach der Menge bzw. Größe der Platinen. Normalerweise sollten 250 - 500 ml völlig reichen. Das Wassser sollte ca. 50 °C haben, ein wenig wärmer macht nichts, kälter wird´s von selber. Trage einen Kittel oder alte Kleidung - ein Spritzer von der Ätzlösung lässt ein farbenfrohes Hemd schnell alt aussehen (die Sachen sind dann ruiniert!)

Die Platine kann jetzt in die fertige Ätzlösung gelegt werden. Dazu, und für alle Anwedungen in der Ätzlösung ausschließlich Kunststoffteile benutzen, Metall wird angegriffen.


Frisches Ätzbad, fast farblos

Hier ist schon eine gewisse Blaufärbung zu erkennen

Dabei solltest Du je nach Temperatur und Frische Deiner Ätzlösung den Ätzvorgang im Auge behalten und die Platine im Bad häufg bewegen. Dadurch kommt immer wieder Frische Lösung an die Platine, die Ätzung wird regelmäßiger und geht etwas schneller. Nach gweisser Nutzungsdauer wird sich die Ätzlösung blau färben, das ist das aufgelöste Kupfer.


Fertig geätzte Platine

Deine Platine ist fertig, wenn nur noch der Toner und das Trägermaterial der Platine zu sehen ist. Durch die klare Löung ist der Fortschritt gut zu beobachten. Oben sieht man neben der Pinzette noch ungelöstes Kupfer, das ist aber außerhalb des Layouts und wird ohnehin abgeschnitten. Fertig geätzte Platinen sofort aus dem Bad nehmen und in einer Schale mit ausreichend Wasser spülen. Die gespülte Platine abtrocknen und den Toner mit Aceton entfernen.


Man sieht, das der Toner die Kupferschicht geschützt hat

Fertige, ungeschnittene Platine. Es wurden direkt mehrere geätzt, einige haben Fehler

Deine fast fertige Platine kann jetzt in ihre endgültige Form gebracht und wenn nötig gebohrt werden. Falls Du die Platine lagern willst, solltest Du den Toner noch nicht entfernen oder die Platine mit der Kolophoniumlösung einstreichen, um sie vor Oxidation zu schüzten. Das einstrichen mit Kolophonium macht auch ein späters verzinnen einfacher.


Fertig verzinnt, bereit zum bestücken


So könnte dann Deine fertige Platine aussehen


Jetzt solltest Du die abgekühlte Ätzlösung zur Aufbewahrung noch in ein Gefäß füllen. Denn die Lösung läßt sich wieder aufwärmen und nochmal benutzen. Wenn Deine Lösung nicht mehr zu gebrauchen ist, muß sie unbedingt bei einer Schadstoffsammelstelle abgegeben werden und darf keinesfalls anders entsorgt werden! Auch das Spülwasser sollte nicht in den Abfluss geschüttet werden, da Kupferanteile darin sind.Ich habe einen 5 Literkanister von destiliertem Wasser, der ist sauber und läßt sich verschließen.

Viel Spaß bei Euren Versuchen!

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wie verzinnst du die Platinen? Schmierst du sie auch mit Fittingslötpaste ein und fönst sie dann?

[RalleBert]

Ich habe bisher nur kleine Platinen, die pinsle ich mit der Kolophoniumlösung ein und verzinne die mit dem Lötkolben und altem Lot aus dem Abstreifer. Geht gut

[Takeshi]

Nette Anleitung!
Könnte ich ja eigentlich auf die Page packen, oder? meinst du, du verfeinerst da noch was dran?

[RalleBert]

-Editiert-
Ich will auf jeden Fall versuchen, die Übertragung besser hin zu bekommen, denn dort ist der größte Problemfaktor: Trotz bester Sauberkeit werden bestimmte Areale nicht gut (genug) auf die Platine übertragen, ähnlich wie es bei der Platine mit den Macken zu sehen ist, nur halt viel schlimmer. Das werde ich bei Erfolg natürlich dokumentieren, bei Bedarf oder auf Anforderung (wenn was schlecht nachzuvollziehen ist) entsprechende Teile überarbeiten. Wenn Du willst, pack es auf die Page, es ist aber ähnlich bei Herrn Pfeiffer zu lesen.

Das Problem mit der Übertragung war wohl hausgemacht, dieser <sch***> Samsung Drucker hat die Einstellungen nach jedem Druck zurückgesetzt, also Tonersparmodus an, 600 dpi... Samsung, meine Hassmarke - ich werde von ihr verfolgt
Nun probiere ich aktuell noch mal mit "voller Ladung" auf die Katalogseiten zu drucken, mein armer Reichelt sieht schon sehr gerupft aus (frei nach dem "neuen Werther" habe ich vorn und hinten angefangen, Seiten raus zu reißen...). Mal sehen wie es sich jetzt verhält.

[RalleBert]

Nachtrag zu zweiseitigen Platinen:

Auch das ist fast problemlos möglich. Doch sollte hier die Platine auf jeden Fall vorher möglichst genau zugeschnitten werden. Man muß sehr gut darauf achten, das die Layouts nahezu 100% passgenau übereinander liegen. Ist das nicht der Fall, wird man nachher beim Bohren der Bestückungslöcher nicht die entsprechende Leiterbahn bzw. Lötfläche treffen, die Platine ist vielleicht sogar unbrauchbar.
Eine Besonderheit ist auch zu beachten: eine Seite muß ungespiegelt ausgedruckt werden, wenn die Platinenseiten nicht separat gezeichnet wurden. Sonst passt es nicht. Es ist im Gegenlicht einer hellen Lampe gut zu prüfen, wenn beide Bögen des Layouts übereinander gelegt werden: Die Löcher für die Bestückung müssen übereinander liegen.

Die fertig geätzte Platine kann man auch gut mit einer starken Lampe zur Prüfung hinterleuchten:




Das schwarze ist noch Toner, der hartnäckig hält. An den Stellen wo eine Bohrung gemacht wird, darf nichts dunkles sein, das wäre Kupfer der anderen Seite. An den vier kleinen Stellen, wo gebohrt wird kann man sehen, das es gut durchscheint.

Der nächste Schritt wäre das Zerteilen, da auf der Platine neun "Platinchen" sind, etwas größer als ein CR2032 Batteriehalter. Das gibt nebenbei den Verstärker für die zweite Version des "Telefon-over-LAN"

[Takeshi]

Bin grad voll beschäftigt, habs daher nicht gelesen, aber sieht gut aus!

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Wenn ich die ganzen Themen hier sehe 

Da kann man echt was lernen bei euch .

[Takeshi]

Tja, dafür ist die Seite ja vorallem gemacht

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das mit der platine selbst machen.. bringt mich auf die Idee den A1200 doch mal ein paar sachen zu ändern...