Wie jeder Bastler habe ich mit Lochrasterplatinen angefangen zu basteln. Irgendwann als die CNC dann lief, habe ich darauf ein paar Platinen gefräst. Das ging an sich ganz gut, aber der Ausschuss war fast höher als die funktionierenden Modelle. Da pro Europlatine ein Gravierstichel drauf gegangen ist, und man bei jedem Projekt einen neuen brauchte (sonst drohte Ausschuss), habe ich dass dann auch schnell wieder sein gelassen.
Jetzt wird geätzt!
Nach einigen Stunden Recherche und mehreren Tests klappt es nun mit der Wunderwaffe aus der Chemieküche eigentlich „prozesssicher“ und daher ist auch dieses Projekt veröffentlicht.
Aber fangen wir von vorne an:
Layout
Zunächst mal muss ein Design erstellt werden, dazu nutze ich die Eagle Freeware die für die meisten Projekte mehr als ausreichend ist. Ist das Layout der Platine fertig, geht es in den Druck. Mittels meines Laserdruckers entsteht die Platine im „Toner-direkt-Verfahren“. Sprich man druckt das Negativ (alle Leiterbahnen sind abgedeckt) auf eine Seite des Pollinkatalogs. Der Toner, der aus feinstem Plastikstaub / Kunstharz besteht, verbindet sich nur wenig mit dem Hochglanzpapier & genau das ist hier gewollt.
Layout übertragen, Platine vorbereiten
Nun soll das Layout ja aber nicht auf dem Papier bleiben, sondern auf die Leiterplatte. Immer nur welche aus Epoxydharz kaufen, die aus Hartpapier taugen nichts. Dafür braucht es nur eine ganz gewöhnliche Leiterplatte mit Kupferschicht OHNE Fotobeschichtung. (Man kann auch welche mit nehmen, dann muss man nur vorher die Schicht vorher mit Aceton/Waschbenzin vorher runter waschen. Also warum kompliziert wenn es auch einfach geht. Kauft eine ohne.)
Die Platine wird mit feinem Metallschleifpapier angeraut damit der Toner besser hält, und danach mit Benzin/Verdünnung fettfrei gemacht, damit alles an Ort und Stelle hält. Nicht mehr aufs Kupfer packen mit den Fingern!
Jetzt wird das gedruckte Layout in der Luft (darf sich nicht berühren, sonst verwischt es) über der Platine ausgerichtet und darauf gelegt. Das geschieht schon am Ort wo gleich gebügelt wird, also was feuerfestes/Bügelbrett eben.
Nun kommt die Dampfwalze aka das Bügeleisen zum Einsatz, zirka 200 Grad soll es heiß sein (4/5 Knallgas auf meinem Eisen). Dann legt man auf die Leiterplatte, auf der nun das Layout liegt, noch ein bisschen Backpapier und bügelt dann mehrfach darüber. Unter der Hitze schmilzt der Toner und bleibt auf der Platine haften. Die Bügeltechnik bitte dem Video entnehmen, wichtig ist in den Ecken ausreichend zu bügeln. Zunächst 10 Sekunden anbacken lassen, dann normal bügeln. Bügeldauer etwa 2min dann kurz abkühlen lassen und noch mal drüber. Insgesamt dauert das so 5-6 Minuten.
Jetzt darf die Platine zunächst abkühlen. Anschließend klebt das Papier auf der Oberseite fest. Damit wir uns beim Lösen nicht das wunderschöne Layout zerstören, wird die Platine in einer Schale mit Wasser eingeweicht. Hier gilt wie immer: Mehr ist mehr, 15-25min darf sie ruhig darin liegen damit das Papier sich ideal ablösen lässt.
Wenn das Papier eingeweicht ist, mit dem Finger das Papier lösen und so viel wie möglich abziehen, das stört beim Ätzen nur. Kleine Fehlstellen wo der Toner nicht gehalten hat, oder beim Lösen zu viel abgelöst wurde, können mit Edding korrigiert werden.
Sollte das Layout zu stark beschädigt sein, dann könnt ihr es einfach mit Verdünnung oder Aceton wieder abwaschen und nochmal oben anfangen.
Ätzen
Nun geht es zur Sache:
Eine Schutzbrille sowie säurefeste Handschuhe sind Pflicht, ebenso alte Klamotten. Die Säure die hier zum Einsatz kommt ist Natriumpersulfat und zerfrisst Klamotten falls ihr schlappert. Besser Vorsicht als Nachsicht.
Die Säure erhitze ich vorher im Wasserbad auf etwa 50 Grad, dann kommt die Platine hinein. Gemessen wird mittels Infrarotthermometer oder dem klassischen Glasthermometer, das sollte aber nicht mehr für Nahrungsmittelzwecke eingesetzt werden!
Jetzt kommt die Platine in die Säure. Die Säure greift das offenliegende Kupfer an und frisst es weg, nur die geschützten Bereiche werden verschont. Unter ständigem Rühren dauert es etwa 10 Minuten, bis die Platine komplett fertig geätzt ist. Auf keinen Fall zu lange in der Säure lassen, sonst werden die Konturen angefressen und irgendwann unterwandert die Säure auch den Toner.
So kurz wie möglich, so lange wie nötig.
Nach dem Ätzen wird die Platine abgewaschen und darf im Wasserbecken einige Minuten ausklingen, um Säurereste möglichst stark zu verdünnen.
Löcher bohren, Toner entfernen
Nun ist die Platine geätzt, aber fertige Platinen haben viele kleiner Löcher. Das kann der Hobbyanwender natürlich auch. Auf der Standbohrmaschine werden die unzähligen Löcher mittels eines VHM Bohrers mit 0,8mm in die Epoxyplatine gestempelt. Halbe Stunde vor der Bohrmaschine sitzen? Check!
Nun ist die Platine so weit einsatzbereit, wäre da nicht noch der schwarze Toner auf dem Layout. Diesen entfernt man am besten mit Aceton, Verdünnung oder Waschbenzin gehen auch. Schön putzen, damit alles sauber wird.
Finish der Platine
Nun ist die Platine soweit einsatzbereit und theoretisch wie praktisch könnte man nun sofort loslegen. Es bietet sich aber an, eine Schicht Lötlack aufzutragen, ich verwende SK10 von Kontakt-Chemie und bin zufrieden :). Der Lötlack schützt die Platine vor Korrosion und das Kupfer vor Oxidation, aber lässt sich dennoch einfach „durchlöten“, also ganz normal verwenden. Der Lack kommt in der Sprühdose und trocknet leider eine ganze Weile, ich lasse ihn über Nacht auf der Heizung aushärten (komplett hart ist der Lack nach ca. 24h). Ein Tipp der über YouTube kam: mit einem Fön/Heißluftfön ist der Lack innerhalb kürzester Zeit trocken
Fertig
Es ist vollbracht, die Leiterbahn in Industriequalität ist fertig. Damit veredelt man sich das nächste Projekt, spart sich hundert Stunden stupider Lötarbeiten (die man stattdessen beim Ätzen verbringt). Der Vorteil liegt in der Replizierbarkeit und der Klein-Serien-Fertigung, an einem Nachmittag können so schnell ein paar dutzend gleiche Platinen entstehen.
Klasse Tutorial. Habe früher genauso angefangen mit den Lochrasterplatinen. Leider ist mir das dann ziemlich auf den Geist gegangen und hab mich informiert. Stunden über Stunden wie das ätzen funktioniert. Habe teilweise nur Tutorials gefunden wo Schritte komplett einfach weggelassen wurden die für den Anfänger wichtig sind (z.B. die Temperatur von Natriumpersulfat). Nun endlich was womit man was anfangen kann. Muss aber auch mal Lötlack oder die grüne Folie testen. Ach als kleiner Tipp. Wenn man möchte das die Bestückung auch drauf ist. Bei Target!3001 (benutze ich) einfach die Ebene mit den Bauteilen gespiegelt ausdrucken und genauso Verfahren wie mit dem Layout.
Super Kommentar!
Moin,
ich wollte gerne mal wissen, welche Konzentration die Natriumpersulfat lösung hat, die du zum ätzen genommen hast?
Danke im voraus,
Nils& Bjarne
Das stet in der Anleitung wen du dir dieses Set Holst
Sehr gutes Tutorial. Werde das auch mal probieren…
Danke für die guten Videos 😉
Das werde ich wohl auch machen. Lochrasterplatinen sind ja gut und schön, aber richtig toll sehen die nicht aus. Immer wie Hobbybastlerei, was ich persönlich nicht so mag. Werde mir erst einmal wieder einen Laserdrucker zulegen. Muss ich da auf etwas bestimmtes achten, oder geht da jeder? Bei den Kleinanzeigen gibt es bei uns schon welche für 10€.
Jetzt doch noch eine andere Frage. Du hast erwähnt, dass Fehler mit einem Edding repariert werden können. Da stellt sich mit hat die Frage, kann ich nicht gleich mit einem Eddingploter das Layout auf die Kupferschicht plotten?
Ach, Mensch… Noch ne Frage: wie oft kann man die Säure wiederverwenden?
Ich möchte mal auch noch sagen, das es ganz tolle Tutorials von Dir sind.
Ich bedanke mich für Deine Mühe und Zeit dafür. Super gut.
Danke Olli
Hallo Olli,
schau mal im Mikrocontroller Net, da ist eine Liste welche funktionieren(zumindest ein Auszug). Ich hab einen Ricoh Drucker 1210N (Baugleich Brother) der nur SW drucken kann, da klappt es ganz gut, allerdings ist die Druckbreite nicht 100% der Breite im PDF. Ein anderer Samsungdrucker im Haus hier funktioniert dagegen nur mäßig, viel zu wenig Toner drauf.
Ja, theoretisch ginge auch der Eddingplotter, aber da ist die Gefahr der Unterätzung deutlich größer als bei dem aufgebackenem Toner.
Wie oft das Ätzmittel wiederverwendet werden kann bis es gesättigt ist, hängt davon ab wie viel Kupfer jedes Mal verschwinden muss. Doppelseitig geht prinzipiell, nur dann muss das Layout 100%ig gleich auf beiden Seiten aufgebügelt werden.
Und doch noch eine Frage: geht das auch doppelseitig?
☺️
Wo soll man die verbrauchte Säure hin tun?
Schadstoffmobil / Schadstoffstelle 🙂
Hallo Simon,
wie erstellst du deinen schaltplan für die Platine bzw welches programm nimmst du da. Würde das mit den platinen auch gerne mal probieren.
Gruß Jürgen
Nabend Jürgen, mit Cadsoft Eagle 🙂
Hallo,
Super Video von dir:)
ich möchte das gerne selber ausprobieren. Bin mir aber noch unsicher mit den Wannen. Das wo das Natriumpersulfat selber drin ist sieht nach einer Porzellan schale aus stimmt das? Also kann ich auch einfach eine Auflaufform aus Glas oder ähnlichem Benutzen? Natürlich würde ich die nur für den Zweck nutzen und nicht mehr zum essen. Und ich habe das Natriumpersulfat nur als Pulver bekommen da ich über Amazon kaufen mussten da weder Apotheken noch Drogeriemärkte bei mir im Umkreis das führen. Deswegen habe ich da keinen Behälter für die Säure hättest du einen Tipp was für eine Flasche sich kostengünstig dafür eignet?
Vielen Dank für hilfreiche Antworten
Mit freundlichen Grüßen
Roger
Hallo,
nach was muss ich suchen, wenn ich so eine Flasche mit Ventil im Deckel zur Belüftung suche?
Grüße