How² Platinen ätzen / Herstellung gedruckter Schaltungen

Anleitungen für "hausgemachte" LED Projekte

Moderator: T.Hoffmann

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Timm
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Mo, 21.05.07, 10:27

Hi ich versuch heut mal ein möglichst ausführliches How² über das ätzen von Platinen zu machen. Angefangen vom Layout bis hin zur fertigen Platine.

1. Materialien
2. Layout entwerfen
3. Platine vorbereiten
4. Belichten
5. Entwickeln
6. Ätzen
7. Nachbearbeitung


1. Materialien

Eagle oder sonstiges Programm zum zeichnen des Layouts (hier gibt’s Eagle http://www.cadsoft.de/ )
Drucker und Overhead Folien
Kupferkaschierte Platinen mit 35µm ( am besten Epoxyd)
Entwickler Natriumhydroxid (NaOH) für 1l benötigt man ca. 10g
Ätzmittel Eisendreichlorid (FeCl3) für 1l benötigt man ca. 250g
Eine Dose Positiv 20
Stahlwolle
3 Kunstoffschalen
2 Kunststoff Pinzetten
Wasser^^
UV-Lampe oder 500W Baustrahler

2. Layout entwerfen

Ich persönlich benutze Eagle um mein Layout zu zeichnen,
es ist sehr einfach zu bedienen und man lernt es sehr schnell.

Wenn man sein Layout gezeichnet hat druckt man es auf eine Overhead(Transparente) Folie aus. Am besten bei den Druckereinstellung den Papiertyp auf Folie stellen. Dadurch wird es schön schwarz ausgedruckt.
Alles was auf dem Layout schwarz ist bleibt Kupfer.

Bsp: Eine Experimentier Platine für den Atmega8

Bestückungsplan:
658_Bestckungsplan_1.jpg
Layout zum Ausdrucken:
658_Layout_1.jpg
Layout ausgedruckt:
Da bin ich leider etwas mit dem Messer hineingeraten als ich es ausschneiden wollte :cry:
658_Layout_gedruckt_1.jpg
Und das LumiLayout für das How²
658_LayoutLumi_1.jpg


3. Platine vorbereiten

Die unbehandelte Platine ( für das How² nur eine kleine Testplatine):
658_Platine_unbehandelt_1.jpg

Nun muss die Platine erstmal von Fett und sonstigem Schmutz befreit werden. Das geschieht am besten mit Stahlwolle. Einfach alles schön glänzend rubbeln. Ab jetzt Fingerabdrücke auf der Platine vermeiden
658_Platine_behandelt_1.jpg
Nun kann die Platine mit Positiv 20( einem Foto-positiv Lack) eingesprüht werden:
658_Positiv20_1.jpg
Nach dem Einsprühen:
658_Platine_eingesprht_1.jpg
So nun sollte die Platine mindestens 1 - 2h bei Zimmertemperatur trocknen oder in einem Trochenschrank 15min bei 50° aber wer hat schon sowas :).

Die Platine muss im dunkeln und in einem staubfreien Bereich getrocknet.
( Einfach unter eine Plastikschale legen)
Wenn die Platine Licht ausgesetzt wird, ist sie nacher unbrauchbar beim Belichten.

Diesen ganzen Schritt kann man sich auch sparen indem man direkt Foto-Positiv beschichtete Platinen kauft, aber wenn man viele Platinen ätzt ist diese Methode billiger.


4. Belichten

Ist die Platine nun getrocknet wird belichtet.Am besten kann man mit UV- Lampen belichten, da ich aber selbst keine habe, belichte ich mit einem handelsüblichen 500 W Baustrahler. Dieser sollte ca 30 cm von der Platine entfernt sein. Nun legt man sein Layout mit der bedruckten Seite auf die Platine und belichtet das ganze ca 4-5 Minuten lang.

Hier meine einfache Konstruktion mit einer Leiter:
658_Belichtung_2.jpg

Die belichtete Platine:
Man erkennt die Leiterbahnen diese müssten sich leicht gelblich verfärben.


5. Entwickeln

Nun das Entwickeln. Man nimmt eine Kunststoffschale und schaut ersteinmal wieviel Wasser hineinpasst(nicht bis zum Rand füllen :lol: ) In meinem fall sind es 500ml das bedeutet es müssen ca. 4-5g NaOH in das Wasser.Das Wasser sollte kalt sein.
Erst warten bis sich die ganzen Kügelchen aufgelöst haben. Nun kann man die Platine mit einer Pinzette in das Entwicklerbad hineinlegen und immer ein bisschen hin- und herbewegen. Die Platine ist entwickelt wenn man das Schaubild schön erkennt und die Nichtleiterbahnen kupfern glänzen. Dann raus aus dem Entwicklerbad und mit Wasser sauber abspülen.

Entwickler:
658_Entwickler_1.jpg
Entwicklerbad mit Platine:
658_Entwicklerbad_1.jpg
Entwickelte Platine:
So sollte die Platine nach dem Entwickeln aussehn ( hab extra ne schöne LUMITRONIX Platine gemacht)
658_Platine_entwickelt_1.jpg

6. Ätzen

Zum Ätzen benötigt man Eisendreichlorid das Verhältnis : 250g auf 1l
Da in meine Schale 250ml Wasser reinpasst kommt ca 65g Eisendreichlorid hinein.
Das Eisendreichlorid besteht meistens aus 1cm dicken Kügelchen.
Nun wartet man wieder bis sich die Kügelchen ganz aufgelöst haben.
Am besten ätzt man im freien oder in einem gut belüftetem Zimmer, da das Zeug ziemlich stinkt.
Die Temperatur des Wasser sollte 30-40°C dadurch geht der Ätzvorgang schneller. Man könnte es auch bei 20°C Wassertemperatur machen dauert eben länger.

Man sollte mit dieser Mischung nicht in Berührung kommen. Es gibt Flecken in den Klamotten die man nie wieder herausbekommt und es gibt gelbere Flecken an den Fingern als 200 Zigaretten :P

Eisendreichlorid:
658_FECL3_1.jpg


Ätzmittel:
Jetzt legt man die Platine mit der Pinzette in das Bad hinein und bewegt sie immer mal wieder ein bisschen hin- und her. Man kann erkennen das sich das Kupfer langsam ablöst. Sobald sich das ganze Kupfer das sich ablösen soll abgelöst hat, kann man die Platine unter fließendem Wasser abspülen.
658_tzbad_1.jpg

7. Nachbearbeitung

Auf der Platine befindet sich jetzt immernoch der Foto Lack diesen kann man mit einem Spiritus getränktem Tuch abreiben oder wieder mit Stahlwolle abrubbeln.

Vor der Behandung mit Spiritus oder Stahlwolle:
658_Platine_getzt_1.jpg

Danach:
Zur Info das "T" bei Timm ist 2mm hoch. Also man kann recht kleine Schaltungen damit machen.
658_Platine_fertig_1.jpg
Somit ist die Platine fertig! Manchmal bleiben halt kleine Kupferreste wie in der Ecke übrig die muss man dann eben abkratzen.

Jetzt müsste man halt noch die Löcher bohren wenn man welche hätte, das geht mit einer Standbohrmaschine am besten man kann es aber auch mit einem Dremel von Hand machen mit einem 0,8mm Bohrer


So könnte dann eine fertige Platine aussehen ( war mein erster Versusch mit ätzen):
658_atmega8_1.jpg

Zu dem Entwickler und Ätzmittel:

Das Eisendreichlorid ist lange haltbar und kann man in eine Glas oder Plastikflasche füllen mit !Beschriftung!
Dazu noch ein Loch in den Deckel bohren da sich Gase entwickeln, also nicht unbedingt ins eigene Zimmer stellen.

Der Entwickler hält nicht besonders lange vllt. 1 - 2 Wochen danach muss man ein neues Entwicklerbad anfertigen. Man kann ihn aber auch in eine Flasche abfüllen.(ebenfalls mit Loch im Deckel)

Natriumhydroxid (NaOH) und Eisendreichlorid(FeCl3) sind Ätzend und Gesundheitsschädlich man sollte damit sehr vorsichtig umgehen!

Zur Entsorgung:
NaOH kann man sehr verdünt mit Wasser den Abfluss hinunterkippen.
Das FeCl3 sollte man allerdings bei einer Sammelselle für Chemikalien abgeben.

Ich übernehme keinerlei Haftung für Körper oder Sachschäden! Alles auf eigene Gefahr!

Falls ich irgendwas vergessen habe schriebt es einfach hier rein.

Viel Spaß beim Ätzen

MfG Timm

Kritik und Fragen erwünscht
Zuletzt geändert von Timm am Mo, 21.05.07, 17:10, insgesamt 20-mal geändert.
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Mo, 21.05.07, 11:27

geht es noch weiter *g*

aber schön das es endlich jemand mal erklärt...wie es geht...und so^^ :D
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Timm
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Mo, 21.05.07, 11:29

ja es geht noch weiter :D . Meine Platine muss erst trocknen :D kommt heut alles noch
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Mo, 21.05.07, 11:48

Hetz den armen Timm doch nicht sooo *g* :D :D

Bis jetzt schöne Anleitung.

Bei den Chemikalien sind Sicherheitshinweise für Anfänger wie mich hilfreich.
Auch Tipps zur Lagerung, Haltbarkeit und Entsorgung find ich wichtig.



mfg Martin
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Timm
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Mo, 21.05.07, 11:55

kommt noch^^
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Mo, 21.05.07, 13:02

Jop sehr schönes How², eigentlich sieht das ganze relativ einfach aus^^.

mfg Sh@rk
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Mo, 21.05.07, 13:04

Das ist es eigentlich auch man muss eben nur aufpassen mit den Chemikalien
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Mo, 21.05.07, 13:11

Also so wie ich es normal verstehe, ausn Pc auf ein normales Blatt Papier ein mit schwarzen Patronen gedrucktes Layout dann auf die Platine legen?

mfg Sh@rk
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Mo, 21.05.07, 13:12

ich hab jetzt auch noch nich so genau verstanden wo das ausgedruckte Layout zum Einsatz kommt
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Timm
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Mo, 21.05.07, 13:16

@ Fightclub mit dem Layout für den Atmega8 habe ich schon einmal eine PLatine geätzt deswegen brauch ich die nicht nochmal ätzen die ist nur als Beispiel. Stattdessen hab ich die Lumitronix platine kurz in Eagle gezeichnet und ausgedruckt. Das ausgedruckte Layout wird dann mit der Tinte auf die Platine gelegt und dann belichtet.

@Shark sry hab den Beitrag erst jetzt gesehn
Das Layout wird auf eine Transparente Folie ausgedruckt erkennt man auf den Bildern jetzt nicht.

Es ist garnicht so leicht bei so einem How² noch den überblick zu haben :?
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Mo, 21.05.07, 17:47

@Timm ich weis nicht ob du noch in die schule gehst, aber für Vorträge verwenden wir immer solche Folien für den Polilux, sind das solche, bzw. kann man solche nehmen, oder spezielle Folien?

mfg Sh@rk
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Mo, 21.05.07, 19:40

Man kann das Layout auch auf normales Papier ausdrucken und dann mit öl oder Pausklar-Spray einsprühen.
Das klappt eigentlich sehr gut, man muss das Zeug vorm entwickeln halt mit lauwarmem Spülmittel-Wasser abspülen.


Hat irgendwer eigentlich mal UV-Leds zum Platinenbelichten ausprobiert?

MfG
Daniel
monte310389
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Mo, 21.05.07, 19:44

Sehr gut gelungen. *dickes lob*


Ich werd am nächsten we oder so weil mein ersten versuch mit der Direkt-toner methode machen.
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mario159
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Mo, 21.05.07, 19:44

Das How² ist wirklich nicht schlecht und ziemlich hilfreich. wir bekamen das platinen ätzen mal in der arbeit(lehre) erklärt, da hörte sich das ganze viel schwieriger an!!! und die gefahr mit den ätzenden Chemikalien, Oweja, die haben uns ja richtig angst gemacht! Habs selber nonet gemacht, wird aber bald kommen n der arbeit!! wie se uns dann noch vollgelabert haben, dass das auf Sekunden genaue arbeit ankommt, und die ätzmittel milligramm genau abgewogen werden müssen!! aber wie du das locker sagst, hab ich jetzt ein ganz anderes bld davon!

MfG Mario
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Timm
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Mo, 21.05.07, 19:45

@Shark Also mit dem Begriff Polilux kann ich jetzt nichts anfangen.

Die Folien müssen einfach durchsichtig und bedruckbar sein.
Zb:

Folien für Laserdrucker
Ich hab solche Folien vom gleichen Hersteller nur meine sind für Tintenstrahldrucker

@Mario

Mit dem Entwickler sollte man schon aufpassen wieviel man reintut wenn du da anstatt 5g 10g reintust siehst du 2sec lang dein Layout und dann isses weg.
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mario159
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Mo, 21.05.07, 19:51

@ Timm

Die Ausbilder ham des echt total krass erklärt, da kommts auf zehntel gramm an und bei der ätzzeit und belichtungszeit auf sekunden!! aber die labern immer viel!! :D
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Pehu
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Mo, 21.05.07, 20:14

Ein Super How². Klasse gemacht.

@Mario Jaja, manche Lehrer / Ausbilderer haben einen Schuss ;-)
Wir stellen keine Bomben her, wo es auf jeden milligramm ankommt. :lol: :lol: :lol:
Ragnar Roeck
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Mo, 21.05.07, 23:41

Naja, ich sage: lieber bei den Sicherheitshinweisen etwas übertreiben, das hält dann die Chaoten davon ab sich die Augen zu verätzen und die Klamotten zu versauen.
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hftt
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Di, 22.05.07, 00:41

Echt schönes How²! Nur mit Lackieren + Belichten wäre mir zu aufwändig. Ich hatte vor einiger Zeit mal auf einer Homepage von Thomas Pfeiffer in der "Trickkiste" etwas gefunden. Hier kann man ohne belichten Platinen herstellen, braucht aber dafür einen Laserdrucker (Direkt-Toner-Methode). Ist glaub ich auch ne interessante Möglichkeit.
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Di, 22.05.07, 07:39

Sehr schönes Tutorial, 150 Credits dafür!
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Timm
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Di, 22.05.07, 12:23

Dankeschön

@hftt Hab leider keinen Laserdrucker deswegen nehm ich diese Methode :D
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Di, 22.05.07, 14:41

@Timm

Ah okay Timm, evtl. wie es bei reichelt auch heißt Overhead-Projektoren

mfg Sh@rk
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alexStyles
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Di, 22.05.07, 18:45

sehr gut beschrieben :)
Auch wenn es mich persönlich wundert das bei dir zum teil kupferreste auf der Platine geblieben sind.
War bei mir noch nie ...Ich ätze auch mit EisenIII Chlorid :wink:
MfG Alex
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Di, 22.05.07, 20:13

Kam wahrscheinlich vom Layout denke ich. Habs ausversehn bissle verschmiert.
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Takeoff
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Di, 22.05.07, 20:33

Hey kannst du mal für die etwas dummen unter uns eine Einkaufsliste zusammen stellen , ich will mal die Kosten im überblick sehen und gucken wo ich das zeug herbekomm.. ich denk da an Cluster die sicher damit geil zu machen sind. Wenn die geätzten Platinen günstiger sein sollten als die normalen.
Danke schon mal dafür!

Mit freundlichen Grüßen

Yanik
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