Platinenherstellung mit der "Foto-Transfer-Technik": Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 30. April 2006, 17:13 Uhr

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Herstellen von Leiterplatten

Fototransfer Methode

benötigtes Material

• Eine Vorlage, nach welcher die Leiterpaltte entstehen soll

auch "Film" genannt

• Fotopositiv beschichtete Leiterplatten
• eine Geeignete Lichtquelle (UV-Belicher oder Nitraphot-Leuchtmittel)

ich verwende mittlerweile einen UVA-Gesichstbäuner, die funktionieren genauso gut wie

"richtige" Belichtungsgeräte, sind aber um ein vielfaches günstiger zu beschaffen.

• Glasplatte (etwas größer als die zu belichtende Platine) 3mm bis 5mm Stärke

z.B. aus einem einfachen (billigsten) Bilderrahmen echtes unbeschichtetes

Glas sollte es schon sein. Acryl oder Plexisglas filtern das UV-Licht aus.

• Entwickler
• Entwicklerschale
• Ätzmittel
  • Natriumchlorid auch Feinätzkristall genannt (meine Empfehlung)
  • Ammoniumchlorid ´
  • oder FEIIICL (Eisen III Chlorid) (dieses ist jedoch nicht mehr Zeitgemäß)
• Ätzschale oder Ätzküvette (dann aber mit Heizung)
• Aufbewahrungsbehälter (Saugflaschen)
• Timer (Wecker) oder Stoppuhr
• Schutzhandshuhe
• Fließendes Wasser (vorzugsweise Nürnberger Leitungswasser)
• Spülmittel oder Klarspüler (Spülmaschine)
• Stahlwolle (Ako-Pads oder Abrazzo)
• Aceton
• Lötlack
• Kleinbohrmaschine (am besten mit Ständer) und entspr. Bohrer (0,6-0,8-1,0-1,3 mm)
• Schutzhandschuhe, Schutzbrille und eine Schürze (nehm ich aber nie :-) )

Anfangs kann auch mit sog. Einsteigersets gearbeitet werden.

Bestimmung der Belichungszeit

Die Belichungszeit ist von vielen Faktoren abhängig:

• Stärke und Art der Lichtquelle
• Abstand von Lichtquelle zur Platine
• Material (unterschiedliches Basismaterial)

Um mit definierten Werten arbeiten zu können ist es zunächst nötig, dass man sich eine Anordnung aufbaut, zunächst Position und Abstand von Platine zur UV-Quelle, welche später immer wieder gleich nachgebildet werden kann. Nur so kann man gleichwertige Ergebnisse erwarten. Um die richtige Belichungsdauer zu bestimmen, ist es sinnvoll sich einen sog. Belichtungstest durchzuführen.

Belichungsteststreifen

Vorbereitung: Für die Nitraphot-Lampe wird noch ein Stativ benötigt, welches die Lampe etwa 25 cm über der Tischfläche/Arbeitsfläche hält. Oder man hat schon ein Belichtungsgerät dann brauch man natürlich kein Stativ.

Das Belichten kann bei normalen Tageslicht erfolgen, eine "Dunkelkammer" ist nicht nötig. Direktes Sonnenlicht sollte jedoch vermieden werden.

Diesen Belichtungsteststeifen druckt man sich auf ein transparentes Material aus.

Ich bevorzuge hierbei Transparentpapier. Dass der Ausdruck spiegelverkehrt ist hat folgenden Grund: Wenn man den Ausdruck "seitenrichtig" auf die Fotoschicht legt, ist die Druckfarbe (Toner oder Tinte) direkt auf der Fotolack-Schicht und wird nicht durch die Filmschicht (Pergamentpapier) auf zwar kurzem aber immerhin einen gewissen Abstand gehalten. Bei sehr feinen Leiterbahnen, könnte sonst Streulicht bewirken dass diese Stellen auch (schwach) belichtet werden.

Nun zieht man die Schutzschicht von der Fotopositiv beschichteten Platine ab, legt darauf den Teststreifen und deckt mit einem zusätzlichen "normalen" Papier die Vorlage bis zur Markierung 3:50 ab, so dass nur 4:00 noch zu sehen ist bzw. belichtet werden kann. Auf diese Platine-Pergament-Papierschicht legt man nun noch eine Glasplatte (eine unbeschichtete klare Bilderrahmen-Glasscheibe), welche die "Filme" duch ihr Eigengewicht press auf der Leiterplatte fixiert. Den Timer stellt man auf 4 Minuten ein. Nun schaltet man das Licht ein und startet den Timer, immer nach 10 Sekunden zieht man das Abdeckpapier einen Schritt weiter von dem Film. Aufpassen dass der Film mit dem Teststreifenmuster und die Platine nicht verrutschen. Am Ende, Licht ausschalten nicht vergessen, hat man dann eine mit verschiedenen Belichtungszeiten belichtete Platine. Diese wird im nächsten Schritt entwickelt.

Entwickeln der belichteten Leiterplatte

Vorarbeiten

Hier kann man am meisten und schnell was falsch machen. Eine zu stark angesetzte Entwicklerlösung und eine zu hohe Themperatur können einem alles schnell versauen. Mit der Zeit bekommt man allerdungs ein Gefühl hierfür, so dass man ohne Thermometer auskommt. Ich empfehle den Seno Entwickler 4007, der ist für 0,3 Liter Wasser fertig portioniert. Ich verwende meist ein wenig mehr Wasser (0,35 bis 0,4 Liter) um das ganze etwas langsamer entwickeln zu lassen. Nachdem die Lösung sonst nach Herstellerangaben angesetzt hat (50°C) lässt man das ganze wieder gänzlich abkühlen. Der Entwickler MUSS sich vollständig aufgelöst haben.

Entwickeln

• Zunächst legt man die belichtete Leiiterplatte in die Schale, beschichtete Seite nach oben
• Den Entwickler bringt man auf angenehme Handwärme etwa 25°C bis 30°C

(ein paar (30-40) Sekunden in der Mikrowelle bei 600W)

• Dann wieder etwas abhühlen lassen und umrühren/schütteln
• nun den Etwickler zu der Platine in die Schale gießen (möglichst soviel wie möglich auf einmal)
• nach kurzer Zeit (ein paar Sekunden) sollte der Fotolack an einigen Stellen "Wölkchen" bilden
• eine sehr weicher Pinsel und sehr vorsichtiges abstreifen oder eine Bewegung des

Entwicklerbades lassen schnell die Konturen erkennen.

• Sobald man die Konturen klar erkennen kann (bei dem Testmuster natürlich nur ein Teil der gesamten Fläche) schnell die Platine aus dem Entwicklerbad nehmen und mit klarem Leitungswasser abspülen. (ein paar Tropfen Spülmittel oder Klarspüler (Spülmaschien) lassen das Wasser ohne Fleckenbildung ablaufen)
• NICHT ABREIBEN feine Kratzer sind schneller drin als man meint.

Die optimale Belichtungszeit

Welche Belichtungszeit nun die optimale ist, lässt sich nun aufgrund des entwickelten Belichtungstestmusters schnell erkennen. Saubere, scharfe Konturen und eine satte Lackschicht an den nicht belichteteten Stellen (Leiterbahnen) geben hierüber Aufschluss.

Je öfter und länger man mit seinem Belichtungsgerät arbeitet, desto schwächer wird dessen UV-Ausbeute. Ist also die UV-Quelle schon länger in Betrieb, können die Belichtungszeiten etwas länger werden. Irgendwann werden die Ergebnisse immer schlechter, da dies ein kriechender Prozess ist und nicht plötzlich auftritt bemerkt dies nicht sofort. Oft schiebt man die Schuld dann auf den Entwickler oder das Basismaterial, obwohl die Lichtquelle die Ursache ist.

Ätzen der entwickelten Leiterplatte

Das Ätzen kann entweder in einer Schale erfolgen, ist jedoch wegen der schnellen Abkühlung des Ätzbades nicht besonders schnell. Oft muß der Ätzprozess in der Schale unterbrochen werden und das Ätzmittel wieder auf Themperatur gebracht werden. Eine Ätzküvette mit Heizung ist hier eine lohnenswerte Anschaffung. Wie man sich so eine Ätzküvette selbst bauen kann, ist in den Weblinks zu finden.

Nachbearbeiten der fast fertigen Leiterplatte

--Darwin.nuernberg 13:47, 30. Apr 2006 (CEST)

Weblinks

• Projekt im Roboternetz: Protobed Bauanleitung für eine Ätzküvette