Leiterplatten herstellen - Toner-Transfer-Methode

Platinenmachen leicht gemacht - "Die Bügelmethode"

Was ist die Bügelmethode?

Die Bügelmethode ist eine Technik Platinen herzustellen, ohne sie belichten zu müssen. Das spart eine Menge Zeit und Geld und ist eine schnelle Methode, sich einen Prototyp zu erstellen. Der Nachteil ist allerdings, dass man einen Laserdrucker/Kopierer benutzen muss. Das Ätzen bleibt einem leider nicht erspart.

Das Herstellen einer Platine nach der Bügelmethode funktioniert in folgenden Schritten:

1. Erstellen eines Layouts
2. Ausdrucken des Layouts auf einem Laserdrucker/Kopierer
3. Aufbügeln des Layouts auf die gereinigte Platine
4. Ätzen der Platine

Erstellen des Layouts

Bei dieser Methode ist es wichtig, ein geeignetes Layout zu entwerfen. Man sollte auf die Leiterbahnbreite und die Abstände zwischen Leiterbahnen und Pads achten. Beim Aufbügeln des Layouts auf die Platine werden alle Konturen ein bisschen breiter.

Das Layout erstellt man am besten per Computer, da es ausgedruckt werden muss. Beim Erstellen von doppelseitigen Platinen ist es unbedingt notwendig, unsymmetrische Passmarken ins Layout einzubauen, z.B. platziert man kleine Kreuze an verschiedenen Stellen im Layout. Praktisch ist auch ein wenig Text, da man so leicht erkennt, ob das Layout gespiegelt ist oder nicht.

Ausdrucken auf das Transfermaterial

Wenn das Layout fertig ist, muss es auf das Transfermaterial gedruckt/kopiert werden. Als Trägermaterial bieten sich folgende Materialien an:

• Transparentfolie für Laserdrucker

Die vielleicht beste Möglichkeit. Das Ausrichten der Folien bei doppelseitigen Platinen ist extrem einfach. Die Folie lässt sich nach dem Aufbügeln und abkühlen einfach abziehen, ohne dass man noch Papierreste entfernen muss. Bei einer Bügeleisen-Einstellung zwischen Baumwolle und Seide wird die Folie heiß genug, um den Toner zu schmelzen, aber nicht die Folie selber. Für beste Ergebnisse kann es empfehlenswert sein, die Folie mit dem Laserdrucker mehrfach zu bedrucken.

• Backpapier

Viele berichten, dass Backpapier das Mittel ihrer Wahl ist und einwandfrei funktioniert. Bei mir war das leider nicht der Fall. Anscheinend ist der Erfolg von der Marke abhängig.

• Trägerpapier von Klebeetiketten

Soll sehr gut funktionieren

• Seiten aus einem Hochglanzmagazin (Spiegel/Stern)

Mein persönlicher Favorit. Das Ausrichten der Passmarken auf dem bedruckten Papier ist zwar nicht so leicht, dafür lässt es sich sehr leicht nach dem Bügeln entfernen.

• Spezielle Transferfolie (Pressn'Peel)

Diese ist sehr teuer und soll auch nicht besser funktionieren als andere Materialien

• u.v.m

Vor dem Drucken sollte man den Drucker auf die höchste Farbdichte einstellen. Je mehr Toner auf den Träger gelangt, desto besser. Natürlich muss das Layout spiegelverkehrt ausgedruckt werden.

Für doppelseitige Layouts übernehme ich die fertigen Layouts zuerst in ein Grafikprogramm, ordne sie übereinander an, und mache eine dünne Linie in der Mitte zwischen den beiden Layouts. So kann man alles auf einmal ausdrucken. Danach faltet man das Papier entlang der Linie und richtet es mit Hilfe der Passmarken aus. So erhält man eine Tasche in die man die Platine zum Bügeln einlegen kann. Das Ausrichten funktioniert im Gegenlicht am besten.

Das Aufbügeln des Layouts

Das ausgedruckte Layout sollte jetzt ungefähr so aussehen.

Ich habe dieses auf eine Seite aus einem Reichelt-Katalog gedruckt. Vor dem Aufbügeln sollte man die Deckung des Toners überprüfen. Wenn größere dünnere Flächen vorhanden sind, sollte man es noch einmal neu drucken.

Vor dem Aufbügeln muss die Platine (natürlich eine ohne Fotolack) gründlich gereinigt werden. Ich nehme dazu ein feines Schmirgelpapier und bearbeite die Platine damit. Dadurch wird sie auch aufgeraut, was den Toner besser haften lässt. Anschließend reibe ich sie noch mit Aceton, Waschbenzin, Nagellackentferner o.ä. ab, um die letzten Fettrückstände zu entfernen. Dies ist nicht unbedingt nötig, aber es erleichtert dem Toner das Haften. Achtung, die genannten Chemikalien sind mit Vorsicht zu benutzen. Aceton ist sogar ein Hautgift. Bitte Handschuhe benutzen.

Für das eigentliche Aufbügeln empfehle ich eine feuerfeste Unterlage, da die Platine sehr heiss wird und lange auf der gleichen Stelle gebügelt wird. Auf diese wird ein Handtuch o.ä. gelegt. Es sollte etwas altes sein, weil der Toner unter Umständen darauf gelangen könnte und dieser sich sehr schlecht aus Textilien entfernen lässt.

Darauf kommt die Platine mit der zu beschichtenden Seite nach oben, und darüber das ausgedruckte Layout mit der Tonerseite nach unten. Darüber werden 2-3 Blatt Schreibmaschinenpapier gelegt, damit die Farbe der Hochglanzseite nicht das Bügeleisen verschmutzt. Außerdem werden so die Druckunterschiede ausgeglichen, die beim Bügeln entstehen und Leiterbahnen "zerquetschen" könnten.

Das Bügeleisen wird nun auf ca. 3/4 seiner Leistung eingestellt. Wenn es heiss genug ist, fängt man zuerst mit leichtem Druck an über den "Sandwich" aus Platine, Layout und Schreibmaschinenpapier zu bügeln. Nach ca. 5 Minuten müsste eigentlich der Toner überall geschmolzen worden sein (laut Internet schmilzt dieser schon bei 70°C). Wichtig ist, dass sichergestellt ist, dass wirklich jeder Bereich ausreichend erhitzt worden ist.

Nach dem Bügeln sollte die Platine sich abkühlen dürfen. Ca. 5-6 Minuten. Wenn sie handwarm ist, kann es weitergehen.

Bei doppelseitigen Platinen legt man die Platine in die oben beschriebene Layouttasche und bügelt zuerst eine Seite, indem man zwischen die untere Platinenseite und dem unteren Layout ein weiteres Stück Stoff oder ähnliches legt. Durch das Bügeln klebt die eine Hälfte des Layouts fest und die andere kann dadurch einfach ausgerichtet werden.

Abziehen des Trägermaterials von der Platine

Das Abziehen des Trägermaterials ist das Heikelste an der ganzen Methode. Die feine Tonerschicht auf der Platine ist spröde und kann leicht zerstört werden.

Bei Trägermaterialien aus Papier lege ich die abgekühlte Platine in eine Schüssel mit lauwarmem Wasser und Seife. Darin bleibt sie solange bis das Kupfer durch das Papier scheint und das Papier sich fast von alleine auflöst. Wenn dies der Fall ist, beginne ich langsam, vom Rand ausgehend, das Papier von der Platine zu lösen. Wenn man das langsam macht, und die Platine dabei unter Wasser lässt, geht das relativ einfach.

Danach sollte man kontrollieren, ob Leiterbahnen zu sehr verlaufen sind. Falls dies der Fall ist, kann man sie mit einer Nadel wieder freikratzen. Generell sollte das Ganze übertragene Layout noch einmal kontrolliert werden. Kleinere Fehler lassen sich einfach mit einem wasserfesten Stift beheben. Sind die Fehler zu groß, sollte man das Layout erneut aufbügeln. Dazu befreit man die Platine mit den oben genannten Mitteln vom Toner oder schmirgelt mit Schleifpapier den Toner weg.

Das Ätzen

Das Ätzen der Platine erfolgt genau wie bei jeder anderen belichteten Platine auch. Allerdings sollte man darauf achten, dass das Ätzen möglichst schnell geht. Je länger es dauert, desto größer ist die Gefahr, daß sich an den Rändern die Tonerschicht löst. Mit FE3Cl hatte ich die schlechteren Ergebnisse. Natriumsulfat brachte die schöneren Ergebnisse.

Das Ergebnis

Das Ergebnis sollte ungefähr so aussehen.

Mit etwas mehr Übung und Ausprobieren können auch noch bessere Ergebnisse erzielt werden können, speziell wenn man den Toner z.B. noch einbrennt in die Platine, indem die Platine nach dem Entfernen des Trägers nochmal auf das Bügeleisen gelegt wird, so dass der Toner in die Platine einziehen kann. Die Beinchen eines FT232RL stellen ungefähr die Grenze der Technik dar. Mit einer profesionell hergestellten Platine kann die Technik jedoch keinesfalls konkurieren. Aber es ist schnell und billig. Und vor allem selbst gemacht.

Fazit

Für mich ist die Bügelmethode die schnellste und einfachste Art einen Prototypen zu erstellen. Sie ist zwar nicht so genau wie eine belichtete Platine, aber für mich ist sie völlig ausreichend. Sie erspart einem eben den schwierigsten Teil der Platinenherstellung, das Belichten.

Die oben gezeigte Platine war übrigens die 3., die ich nach dieser Methode hergestellt habe. Seitdem mach ich es nur noch so. Ausprobieren lohnt sich auf jeden Fall.

Siehe auch

Aufgrund der Umsortierung sei hier generell Kategorie:Leiterplattenentwicklung genannt.

Weblinks

• http://home.arcor.de/dr.koenig/digital/platine.htm
• Platinen ätzen mit der Direkt-Toner-Methode (mit Video)
• http://diy.musikding.de/berichte/grund/platinen/platinen1.html
• http://www.die-wuestens.de/dindex.htm?/platine.htm
• http://www.fullnet.com/u/tomg/gooteepc.htm
• http://www.subms.de/bugelmethode/
• http://www.5bears.com/pcb.htm