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Platinenherstellung | |
| Zusammenstellung und HTML-Bearbeitung: | Horst Lehner |
Hartpapier (auch Pertinax genannt) ist undurchsichtig und hat einen gelben (blaß- bis kräftiggelb, gelegentlich auch braun) Farbton. Das Material ist brennbar und stinkt bei längerem Löten (bis zur Braunfärbung). Das ist die billige Variante, zu finden in billiger (leider manchmal auch in teurer) Unterhaltungselektronik. Zum Selbstbau von Geräten ist dieses Material nicht zu empfehlen.
FR4 (Epoxyd-Glasfasergewebe) ist durchscheinend und weiß bis leicht gelblich, eine Gewebestruktur (Glasfasermatten) ist deutlich erkennbar. (Eine eventuelle Grünfärbung bei professionell hergestellten Platinen kommt vom Lötstoplack. Multilayer sind fast undurchsichtig, weil in der Mitte in der Regel Vollflächen zur Spannungsversorgung sind. Dann ist nur der Bereich um die Bohrungen durchscheinend.) Gutes Material wirft auch bei längerem Löten keine Blasen (Delamination), billiges leider schon nach etwa zwei Sekunden.
FR5, Teflon und Polyimid sind weitere Basismaterialien für Spezialanwendungen. Sie werden von Bastlern praktisch nicht verwendet, weil sie einfach zu teuer sind.
Alle diese Basismaterialien werden mit einer üblicherweise 35µm dicken Kupferschicht auf einer oder beiden Seiten versehen, von der nach dem späteren Herstellungsprozeß nur die Leiterbahnen übrigbleiben.
12.1 Herstellung von Filmen
Die eindeutig beste (aber auch nicht ganz billige) Methode besteht darin,
eine PostScript-Datei von einem Reprostudio oder einer Druckerei auf einen
Film belichten zu lassen. Das kostet für A4 ca. DM 20,- oder DM 30,-, ergibt
dafür aber eine absolut hervorragende Qualität, die auf anderem Weg für den
Amateur nicht erreichbar ist. Dies gilt sowohl für Kantenschärfe als auch
für Lichtdichtheit der Filme. Daraus ergibt sich ein größerer Belichtungs-
spielraum als bei allen selbergemachten Filmen sowie eine für Amateurmaßstäbe
hervorragende Qualität der fertigen Platinen.
Wer eine Leiterplattenfirma vor Ort hat, dort aber wegen der Kosten nicht die
komplette Platine fertigen lassen kann oder will, sollte mal höflich mit dem
Output seines Layoutprogramms (vorzugsweise Gerber oder sonstige Standards)
auf Diskette (DOS 1.44 oder 1.2MB) vorbeigehen und sich einen Film fertigen
lassen. Normalerweise stehen dort nämlich Laserplotter mit min. 1200 lpi
(lines per inch). Wieviel das kostet, muß man erfragen.
Wer soviel Geld nicht ausgeben will, kann seine Folien -- je nach verfügba-
ren Augabegeräten -- auch mit einer der folgenden Methoden selber herstellen.
Bei allen diesen Methoden gilt, daß die Druckseite nachher auf der Platine
zu liegen kommen muß, um Randunschärfen durch Streuung des Lichts zu vermei-
den. Man muß daher gespiegelt plotten oder drucken.
Plotten: Entweder mit anlösender Tusche auf klaren Polyesterfilm oder
mit normaler Tusche auf mattierten Polyersterfolie (z. B. mit
0.35er Tuschestift von Staedtler mit Kreuzschlitz-Spitze und
Rotring Tusche NC 300 FP). Für gute Ergebnisse benötigt man
einen Plotter mit einstellbarer Stiftauflagekraft und Schreib-
geschwindigkeit. Nach einigen Experimenten bezüglich beider
Parameter sollte man gute Ergebnisse erzielen können. Die
Plotterstifte müssen sofort nach Gebrauch gereinigt werden.
Bei Verwendung von wasserlöslicher Tusche ist das natürlich
einfacher und umweltfreundlicher möglich. Mit einem kleinen
Ultraschallbad und speziellem US-Reiniger (TICKOPUR, gibt es
beim Juwelier)sollte es noch einfacher gehen.
Laserdrucken: Entweder auf Normalpapier, das anschließend mit Klarpausspray
oder Speiseöl transparent gemacht wird. Oder gleich auf Trans-
parentpapier (am besten geeignet 70g/m^2, also relativ dünn)
oder Folie (Achtung: Nur hitzefeste, kopierergeeignete Folien
verwenden, am besten wohl Arti-Plus Laser-Reprofolie mattiert,
kostet ca. 1,- bis 1,50 je nach Stückzahl). In jedem Fall kann
es sich -- je nach Drucker -- als sinnvoll erweisen, zum Be-
lichten zwei Ausdrucke genau deckungsgleich aufeinanderzulegen,
um die Lichtdichtheit -- und damit den Belichtungsspielraum --
zu erhöhen. Allerdings kann dies Nachteile für die Kantenschär-
fe bedeuten. Manche Laserdrucker erzeugen eine minimale trapez-
förmige Verzeichnung, die bei einseitigen Layouts nicht stört.
Bei doppelseitigen Layouts hilft es dann evtl., die eine Seite
zusätzlich zum Spiegeln noch um 90 Grad zu drehen. Dadurch ver-
teilt sich die Abweichung auf alle vier Seiten statt nur auf
zwei, und es wird leichter, die beiden Teile wie unten be-
schrieben aufeinanderzulegen.
Tintendrucken: Mit den vom Hersteller des Druckers empfohlenen Folien und der
richtigen Einstellung des Druckertreibers sind teilweise gute
bis sehr gute Ergebnisse erzielbar. Man muß die Foliendrucke
aber gut trocknen lassen (am besten über Nacht) vor der Benut-
zung zum Belichten.
Alternativ kann man auch die folgenden Folien und Einstellungen
probieren:
* Letraset
* Zweckform Ink-Jet-Folie Bestell-Nr.2503
(speziell für Epson Stylus Color zu empfehlen)
* Classen Xeromatt I universal klar mit Randstreifen
Nr. 502003040302 210/297
(Kostenlose Muster von Classen Papertronics KG, Landsberger
Str. 80, 45219 Essen, Fon: 02054-131750, Fax: 131695, Fon HH
040-72705-247, Fon S 0711-5100-255, speziell für Epson Stylus
Color II und Canon-Drucker zu empfehlen. Im Druckertreiber
die Einstellung für HQ-Papier und 720 dpi wählen!)
* Hewlett Packard HP51636G
(für alle DeskJet- und Deskwriter-Modelle einen Versuch wert)
* Die meisten Folien liefern mit Canon BJC 600 / 600e und BJC
610 und der Einstellung "Overheadfolie" und "Fotoqualität"
im Treiber gute Ergebnisse.
Dieser Aufwand lohnt sich für den Amateur wohl nur in den seltensten Fällen. Wer sich aber dennoch nicht zurückhalten kann, findet im Abschnitt Herstellung von beschrifteten Frontplatten einige Hinweise zum Siebdruckverfahren.
12.2 Belichten und Entwickeln fotobeschichteter Platinen Die Fotobeschichtung auf den Platinen kann man entweder fertig kaufen oder selber aufbringen. Beim Kauf von fertig fotobeschichtetem Platinenmaterial sollte man auf frische Ware achten. In der Regel ist das bei Anbietern mit höheren Umsätzen gegeben. Zum Belichten legt man den Film paßgenau und enganliegend auf die Platine. Dazu muß ein evtl. vorhandener Sägegrat abgefeilt werden. Eine Glasplatte zum Beschweren sorgt ür den nötigen engen Kontakt, wenn von oben belichtet wird. Bei fertig käuflichen Belichtungsgeräten ist die natürlich schon ent- halten. Das Belichten mit einer UV-Quelle sollte nicht länger als 5 Minuten dauern, weil sonst die Qualität leidet. Die übl(ich)en Höhensonnen sind dafür weniger geeignet, weil sie -- durch integrierte Infrarot-Strahler -- zuviel Wärme ab- strahlen. Die optimale Belichtungszeit sollte man einmal experimentell ermit- teln und dann beim gleichen Platinenmaterial und Belichtungsgerät bleiben. Doppelseitige Platinen müssen natürlich auf beiden Seiten deckungsgleich belichtet werden. Dazu gibt es -- je nach gewünschter Stückzahl -- zwei empfehlenswerte Methoden: * Man richtet die beiden Filme anhand zweier oder besser vierer vorher gebohr- ter Paßlöcher (das können auch spätere Befestigungslöcher sein), die man (zunächst) nur mit 0,8mm Durchmesser bohrt, aus. Gut und einfach für Einzel- stücke, bei denen die beiden Seiten nacheinander belichtet werden. * Man bastelt sich aus den beiden Filmen, zwei Streifen Platinenrestmaterial und etwas Tesafilm eine Tasche, in die die Platine dann zweiseitig anschla- gend mit einem Griff paßgenau eingelegt werden kann. Etwas aufwendiger, aber auch für gkeichzeitiges Belichten von beiden Seiten und für Kleinserien ge- eignet. Das Entwickeln erfolgt in einer Lösung aus 5g Ätznatron in 1l Wasser. Wenn der Entwicklungsvorgang länger als ca 3 min. dauert, ist entweder die Belich- tungszeit zu kurz oder das Entwicklerbad verbraucht. Werden dagegen schon nach kurzer Zeit die Leiterbahnen mit weggespült, dann war die Belichtungs- zeit zu lang oder das Bad zu konzentriert angesetzt Nach dem Enwickeln und vor dem Ätzen sollte man gut mit klarem Wasser spülen. 12.3 Einzelstücke ohne Belichten herstellen Wer einen Flachbettplotter hat, kann mal die folgende Methode probieren: Man kauft zwei Plotkegel (diese Stifte zum einspannen in den Plotter heißen so) von Rotring mit dem Kürzel "BTS" (steht für Hartmetall Kreuzschlitz) mit 0.18 und mit 0.25 mm. Da füllt man eine Tusche "P" (permanent), ebenfalls von Rotring, ein und plottet direkt auf die frisch blank gescheuerte Platine, spiegelverkehrt, logisch. Zwei Bahnen zwischen IC-Pins sind kritisch aber möglich, wenn's eine Bahn tut ist fast kein Ausschuß mehr dabei. Die Kegel sind nicht ganz billig, aber die ersparte Arbeit des Folienkopierens und Belichtens ist enorm. Außerdem gibt es noch diese Chemitec Folien, deren Bild (vom Kopierer oder Laserdrucker) man direkt heiß auf die Leiterplatte bügeln kann (ohne Belich- tungsvorgang und ohne fotobeschichtete Platinen). Wahrscheinlich ist dieses Verfahren nicht für feine Sachen geeignet.
12.5 Vorsichtsmaßnahmen im Umgang mit Chemikalien
Wichtigste Regel: Schutzbrille tragen!
Die Arbeit mit Ätzlösung darf nur in gut durchlüfteten Räumen durchgeführt und
es dürfen nur Behälter und Geräte aus Plastik oder Glas verwendet werden. Der
Kontakt der Ätzbrühe mit Haut, Augen, Schleimhäuten sowie Textilien ist zu
vermeiden. Gegebenenfalls sofort mit lauwarmem Wasser und Seife abspülen.
Beim Arbeiten mit Säure gilt: Verätzungen der Haut können sehr schmerzhaft
sein und heilen schwer. Um Säurespritzer zu vermeiden, immer die Säure ins
Wasser gießen, nie umgekehrt!
Geräte und Chemikalien außer Reichweite von Kindern und Lebensmitteln halten.
12.6 Ätzen der Platinen
Platinen werden üblicherweise mit Lösungen von Eisen(III)Chlorid oder Ammonium-
oder Natriumpersulfat geätzt. Ammoniumpersulfat hat gegenüber Natriumpersulfat
den Nachteil, daß es wesenlich stabilere Kupferverbindungen (sog. Kupferkom-
plexe) erzeugt, die die Entsorgung erschweren.
Der Vorteil beider Sulfatlösungen gegenüber Eisen(III)Chlorid ist, daß die
Lösung durchsichtig ist. Dadurch kann man sehen, wann die Platine fertig ist.
Außerdem ist das Persulfat nicht so aggressiv wie Eisen(III)Chlorid. Es hin-
terläßt z.B. keine so üblen Flecken, wenn es mal auf die Kleider gerät. In
einem solchen Fall sollte man esaber trotzdem sofort mit viel Wasser aus-
waschen.
Insgesamt am empfehlenswertesten ist wohl Natriumpersulfat. Zur Verbesserung
der Ätzergebnisse und -geschwindigkeit kann man auch etwas (!) Schwefelsäure
zugeben. Die Konzentration ist in sehr weiten Grenzen variabel, allein durch
das Verschieben des pH-Wertes in den sauren Bereich wird die Ablösung des
Kupfers stark beschleunigt. Eine Temperatur von ca. 50 Grad Celsius sollte
dann ein übriges tun. Immer frisches Persulfat ist auch sehr wichtig. Bei
einer Kupferkonzentration über ca. 15g/l sinkt die Ätzgeschwindigkeit rapide
ab, dito sollte der Persulfatgehalt nicht unter 50g/l sinken.
Analyse des Kupfergehalts:
- 5ml Badprobe mit ca. 100ml dest. Wasser verdünnen,
- einen Schuß Ammoniaklösung zugeben (intensive Blaufärbung),
- eine Spatelspitze Murexid (in NaCl, 1:100) zugeben,
- mit 0.05n EDTA-Lösung (auch Titriplex-III-Lösung genannt)
von schmutzig-rot nach knallviolett titrieren.
Verbrauch in ml * 0.635 = Kupfergehalt in g/l.
Die Ammoniaklösung ist unkritisch, 25%ig ist Standard. Sauber sollte sie aber
schon sein (chem. rein oder besser). Und nicht zu sparsam: wenn das Blau noch
milchig-trüb erscheint muß noch was rein :-) Murexid ist ein Indikator und
im einschlägigen Handel zu bekommen. Zur Verwendung wird er etwa 1:100 mit
simplem Natriumchlorid (Kochsalz) vermischt, das spart Material. Die EDTA-
Maßlösung (alias Titriplex-III oder Komplexon-III) gibt's ebenfalls im
Fachhandel. Üuuml;brigens gilt auch hier: Entsorgung wie die Ätzlösung.
Für ganz harte Elektroniker gibt es auch noch das folgende Ätzmittel-Rezept:
200ml Salzsäure (HCl) 35%ig
30ml Wasserstoffperoxid (H2O2) 30%ig
770ml Wasser (H2O)
Die angesetzte Mischung entwickelt Dämpfe und riecht stechend, sie verätzt
Kleidung und Haut. Bei Hautkontakt muß man deshalb sofort abwaschen. Die
Augen sind zu schützen. Die Aufbewahrung der Lösung erfolgt in dunklen
Flaschen, die jedoch *nicht luftdicht verschlossen sein dürfen*, da sich
durch die Zersetzung von H2O2 ein Üuuml;berdruck in der Flasche bildet.
Vorsicht - die Mischung ist deutlich aggressiver als die anderen Methoden,
also nichts für im Wohnzimmer. In der Industrie wird das auch benutzt (mit
bis zu 400ml/l HCl, Temperatur ca. 50 Grad), aber leider neigt diese Mischung
bei höheren Gehalten an Salzsäure und vor allem an Wasserstoffperoxyd sehr
leicht zu explosiver exothermer Zersetzung, bei der zu allem Üuuml;berfluß auch
noch große Mengen Chlorgas (Cl2) freiwerden. Immer wieder kommen Meldungen,
daß irgendwo eine solche saure Ätze "durch die Wand" marschiert ist und die
Leute im Umkreis von 10 bis 20 Metern leider nicht überlebt haben. Dafür ätzt
die Lösung eine einseitige Eurokarte bei Zimmertemperatur in 10-15 Minuten.
Alle diese Chemikalien bekommt man -- zusammen mit der Anleitung zum Ansetzen
der Lösung -- im Elektronik- oder Chemie-Fachhandel.
Eine Ätzanlage kann man wie folgt selbst bauen:
* Aus passend zugeschnittenen Glas- oder Plexischeiben (bei Glas Kanten
bitte schleifen!) wird mit Silikondichtmasse eine Küvette hergestellt.
Um die mechanische Stabilität zu gewährleisten, sollte das Material vor
dem Verkleben entfettet und gut abgetrocknet werden. Nach dem Aushärten
der Silikondichtmasse kann man die Stabilität und Dauerhaftigkeit weiter
steigern, indem man alle Kanten von außen mit L-förmigen Aluprofilen
verstärkt, die mit Zweikomponentenkleber angeklebt werden.
* Die Maße hängen von den verarbeiteten Platinegrößen ab. Nur die Breite
ist mit 2..3,5cm (innen) davon unabhängig. Darunter kommt eine Auffangwanne,
in der notfalls der ganze Inhalt der Küvette Platz findet, oder eine mit
Ablauf in ein genügend großes Gefäß. Kupfersalzlösungen, die einmal in den
Boden eingezogen sind sorgen noch Jahrzehnte später für die schönsten Aus-
blühungen. Noch schlimmer wäre eine Üuuml;berschwemmung mit HCl-Brühe...
* Man besorgt sich im Zoogeschäft eine Aquarium-Luftpumpe (besser, aber lauter
ist ein ausgedienter Kühlschrankkompressor -- bitte wg. FCKW nicht selber
ausbauen -- oder ein 12V-Autokompressor). Dazu einen "Blubberschlauch" (so
lang,
wie die Küvette, gibt's im Aquarienhandel oder auch bei ISEL) oder ein paar
Blubbersteine, ein T-Stück, zwei rechtwinklige Schlauchverbinder, etwas
Kunststoffschlauch und je nach Größe der Küvette ein oder zwei
Heizstäbe mit Glas(!)gehäuse.
* Die Luftpumpe, der Schlauch und der Blubberschlauch werden wie folgt ver-
bunden:
+----------+
| |
| Pumpe +----------\ T-Stück
| | | /
+----------+ | /
/------+------\
| |
| |
| |
+=============+ --- rechtw. Schlauchverbinder
Blubberschlauch
* Der Blubberschlauch wird unten in die Küvette eingelegt und evtl beschwert
oder festgeklemmt, damit er da auch bleibt. Die Heizstäbe hängt man an den
Schmalseiten in die Küvette ein und stellt eine Temperatur von ca. 50 Grad
C ein.
* Ein erster Dichtheits- und Blubbertest sollte nicht mit Ätzmittel, sondern
mit Wasser durchgeführt werden. Später ist zu berücksichtigen, daß das Ätz-
mittel evtl. mehr schäumt, als Wasser. Die Luftmenge muß also evtl. (z.B.
mit einer Schlauchklemme) justierbar sein.
* Platinen lann man entweder mit einem Kunststoffkörbchen oder mit Nylonfäden
in das Bad hängen.
Mit ein Kunststoffrohr von ca. 8mm Außendurchmesser, einem 15'er Kabelkanal und etwas
mehr Zeit kann man auch die folgende Konstruktion zum Blubbern und Platinenhalten bauen:
* Von dem Rohr schneidet man zwei Stücke ab, die etwas kürzer sind als die
Küvette breit.
* An dem Rohr entlang bohrt man im Abstand von ca. 2 cm kleine Löcher (0.6mm
oder so), jeweils links und rechts um einen cm versetzt. Dieses Rohr über-
nimmt später die Funktion des Blubberschlauchs. Die Löcher muß man links
und rechts verteilen um auch zweiseitige Platinen von beiden Seiten
beblubbern zu können.
* Das andere Rohr dient später an der Oberseite der Konstruktion als Stütze
und Handgriff.
* Die Seiten des Rahmens werden aus dem Deckel des Kabelkanals gefertigt.
Man längt zwei Teile ab, die etwas länger sind als die Küvette hoch. Dann
bohrt man unten und oben je ein Loch in die beiden Teile, die gerade so
groß sind, daß die beiden Rohre hinenpassen. Die Rohre sollten "stramm"
in den Bohrungen sitzen, so daß sie nicht von selbst verrutschen.
* Vom Unterteil des Kabelkanals schneidet man vier kurze Stücke ab, die als
Halter für die Platine dienen. Die Halter muß man so ablängen, daß die
Schnitte genau durch eines der Langlöcher am Boden gehen.
* Je zwei der Halter werden in eines der Seitenteile geklipst.
* Zu guter letzt verschließt man eine Seite des unteren Rohrs (z.B. mit
Schrumpfschlauch, den man nach erwärmen mit einer Zange zusammendrückt)
und bringt an der anderen Seite den Schlauch an, um die Luft hineinzublasen.
Um zum Ätzen eine Platine in diesen Rahmen zu spannen, braucht man nur noch die
Seitenteile auf die Breite der Platine zu schieben, die unteren Halter schiebt man
auf das Rohr herunter, setzt die Platine in die Langlöcher und schiebt die oberen
Halter herunter, bis die Platine zwischen den Haltern eingeklemmt ist. Man kann den
Rahmen dann an dem oberen Rohr greifen und in der Küvette versenken. Die Konstruk-
tion ist sicherlich nicht sehr stabil, aber sie ist einfach und billig mit ebenso
einfachem und billigem Werkzeug zu bauen und erfüllt ihren Zweck.
12.7 Entsorgung der Chemikalien
Lösungen aus Natriumpersulfat können durch Elektrolyse mit einer Edelstahl-
kathode wieder regeneriert werden, wenn außer evtl. Schwefelsäure keine anderen
Beimischungen (wie z. B. Kochsalz) in der Lösung enthalten sind. Leider ist dies bei
vielen Fertig-Ätzmischungen nicht sichergestellt. Bei der Elektrolyse einer Natrium-
persulfat-Lösung scheidet sich an der Kathode metallisches Kupfer ab, an der Anode
perlt Sauerstoff hoch, der leider meist winzigste Tröpfchen der ebenfalls beim
Regenerieren gebildeten Schwefelsäure mitreißt. Das riecht nicht nur stechend, sondern
greift auch Metallteile an, die sich in der näheren Umgebung befinden. Man sollte daher
auch das Netzteil für die Elektrolyse in sicherer Entfernung halten und über lange
Kabel anschließen. Als Anode kann man gut einen oder mehrere Kohlestäbe aus einer
ausgedienten Zink-Kohle-Batterie nehmen, die man aber vorher sehr gründlich reinigen
muß. Das Flächenverhältnis Anode-Kathode sollte etwa 1:1 sein, die Stromdichte
bei maximal 1A/dm^2 bei ruhendem Elektrolyten und max. 2A/dm^2 mit Bewegung durch
Lufteinblasung liegen. Die beiden Elektroden sollten vorher gereinigt und entfettet werden
(Spiritus genügt). Man kann ruhig warten, bis sich eine dickere (im mm-Bereich)
Kupferschicht gebildet hat, die sich dann vom Edelstahl leicht abziehen läßt. Wer
will, darf auch eine Kupferfolie als Kathode nehmen, das spart dann das Abziehen.
Die Entwicklerlösung kann unbedenklich ins Abwasser gegeben werden. Giftige
Schwermetalle sind darin nicht enthalten. Eine nennenswerte pH-Verschiebung
im Abwasser ist bei geringen Mengen nicht zu befürchten.
Am besten kann man verbrauchte Ätzlösungen bei den Problemstoff-Sammelstellen
abgeben. Selber entsorgen sollte man sie nur, wenn man fundierte Fachkenntnis-
se und Analysemethoden hat. Der derzeitige Grenzwert für Kupfer von 0.5mg/l
ist mit Amateurmethoden nicht zu erreichen und schon gar nicht zu überprüfen.
Die Strafen, wenn man bei einer unerlaubten Einleitung erwischt wird, sind
-- zurecht -- sehr hoch. Wenn in der Kläranlage die biologische Klärstufe
'umkippt' und die Bakterien absterben ist das eine ziemlich teure Sache.
Wenn sowas öfter passiert werden garantiert einige Leute neugierig und
machen sich auf die Suche. Mit modernen Analysenmethoden (AAS) lassen sich
auch noch geringste Spuren von Schwermetallen feststellen, teilweise sogar
mit einer Art 'Fingerabdruck' in der Zusammensetzung. In Rissen und an Vor-
sprüngen in den Abwasserrohren können sich Salzablagerungen bilden, die sich
eine ganze Zeitlang halten. Wenn man Pech hat, legt man sich selbst eine Spur
bis zur eigenen Schüssel! Tja, und wenn dann die Leute erstmal einen 'Schul-
digen' haben wird's sehr teuer: Neben den Ermittlungskosten und dem Bußgeld
bekommt man mit Sicherheit auch alle bisher ungeklärten Schäden dieser und
ähnlicher Art aufgebrummt. Sowas kann für Privatpersonen den finanziellen
Bankrott auf Lebenszeit bedeuten! Sorry, wenn das etwas nach 'Panikmache' klingt,
aber die Bestimmungen sind nunmal sehr streng und werden von den Behörden auch
glashart durchgesetzt. Da ist es wesentlich einfacher und sicherer, die Abfälle
in einem Kanister zu sammeln und vielleicht einmal im Quartal zur Sammelstelle zu
bringen.
Wer sich davon nicht abschrecken läßt, sollte seine ersten Kenntnisse vielleicht
auf einer der folgenden Websites sammeln:
http://www.stz.org/foren/96/forum3.html
http://technologie.uni-duisburg.de/tuf/material/workshop/aetzen/EntsorgungAetzen.htm
12.8 Wenn eine Platine zu aufwendig ist ... Jeder kennt das Problem, eine Schaltung mal eben aufzubauen. Platinen sind zwar schön, aber manchem für ein Einzelstück vielleicht zu aufwendig. 12.8.1 Lochrasterplatten ohne Kupferauflage: Billig, in verschiedensten Größen erhältlich, 2,54 mm Raster. Bauteile einfach durchstecken, Drähte umbiegen und passend miteinander verlöten. Wenn man mit etwas Erfahrung eine geschickte Bauteileplazierung erreicht und die Drähte passend biegt, kann man Aufbauten erzielen, die einer fertigen Platine nicht nachstehen. Es ist kein Problem, zwischen IC Beinen noch einen Draht durchzuziehen ! Am oberen Rand einen Draht für Plus, am unteren für Masse entlang legen. 12.8.2 Lochrasterplatine mit Lötaugen: Hier kann man die Bauteile durchstecken und gleich festlöten. Verbindungen der Lötaugen untereinander lassen sich mit etwas Zinn leicht herstellen. Nachteil: Die Leiterbahnen sind breit, nur geringe Packungsdichte möglich. 12.8.3 Lochrasterplatine mit Lötstreifen: Variante von 2, hier müssen die zu verbindenden Bauteileanschlüsse in nebeneinanderliegende Löcher gesteckt und verlötet werden. Die Leiterbahnen können an einem Loch auch unterbrochen werden. Etwas besser als 2, aber auch nur für einfache Schaltungen. 12.8.4 Fädeltechnik: Dünner isolierter Kupferdraht wird an die Beinchen der Bauteile angelötet und kann wegen der Isolierung kreuz und quer oder gebündelt verlegt werden. Gut für Digitalschaltungen, schlecht für NF/HF. Einen falsch gelegten Draht kann man wahrscheinlich nie finden. 12.8.5 Tote Wanzen (Dead Buck) Technik, Ugly Construction: Super für HF Schaltungen. Eine normale kupferbeschichtete Platine dient als Basis, die Kupferfläche ist Masse. Die ICs werden auf den Kopf gedreht (und sehen dann wie tote Käfer aus), die Bauteile in der Luft schwebend dazwischen verlötet. Pins an Masse können direkt auf der Basisplatine festgelötet werden und stabilisieren damit das Ganze. Wenn man einen Stützpunkt braucht, nimmt man einfach ein 10 MOhm R und lötet eine Anschluß auf Masse. Sieht potthäßlich aus, funktioniert aber bestens wegen 1. der großen Massefläche 2. den kurzen Verbindungen 3. der guten Isolation von Luft. Es soll schon Versuchsaufbauten gegeben haben, die nach Umbau auf eine geätzte Platine nicht mehr liefen oder nur mit schlechteren Daten. 12.9 Doppelseitige Platinen durchkontaktieren 12.9.1 Auf beiden Seiten löten Es gibt Hohlnieten in verschiedenen Durchmessern für DM 32,--..43,-- pro 1000 Stück, je nach Durchmesser (siehe z.B. Anzeige in Elektor 1/96, S. 45). Sie müssen vorsichtig auf beiden Seiten der Platine verlötet werden, ohne dabei das Loch gleich mit zuzulöten. Ein Zahnstocher leistet dabei gute Dienste. Die Nachteile sind hoher Arbeitsaufwand (lohnt nur, wenn man die Bauteile nicht zusätzlich von der Oberseite her verlöten kann) sowie der Platzbedarf der Nieten. Mit der folgenden Tabelle kann man den abschätzen: Durchmesser (mm): außen innen Kragen 0,6 0,4 0,9 0,8 0,6 1,1 1,0 0,7 1,4 1,2 0,9 1,6 1,5 1,0 2,0 1,8 1,2 2,3 2,0 1,5 2,5 2,5 2,0 3,2 Es gibt auch IC-Sockel oder Einzelkontakte, die von beiden Seiten lötbar sind. Einzelkontakte werden meist auf einem Aluminium-oder Kunststoffträger in DIL- Form geliefert. Nach dem Löten auf der Lötseite, wird der Träger entfernt und die Pins sind dann einzeln und unisoliert selbst im dichtesten Verhau noch lötbar. Von den Einzelkontakte gibt es zwei Ausführungen. Die eine erinnert an die Präzisionssockel, allerdings ohne Isolierung. Bei der anderen werden die Federkontakte in die Platine eingelassen und sind dadurch genauso niedrig, als wenn das IC direkt in die Platine gelötet wäre. Natürlich braucht man dafür größere Löcher, so daß man höchstens noch mit einer Leiterbahn zwischen den IC-Beinchen durchkommt. Dafür merkt das IC elektrisch gesehen so gut wie nichts mehr vom Sockel. Für HF-Schaltungen und schnelle Digitalschaltungen ist das ein großer Vorteil. Die Einzelkontakte in beiden Ausführungen gibt's u. a. bei Bürklin. Da sie meist nur vergoldet angeboten werden, sind sie allerdings sehr teuer. Bei Bauteilen, die ein Löten von beiden Seiten icht erlauben (z. B. stehende Elkos) kann man einen Draht aus einer Litze zunächst sparsam oben auflöten, dann das Bauteil bestücken und unten verlöten. Das ist zwar etwas pfriemelig, geht aber. Die Strombelastbarkeit ist bei dieser Lösung natürlich viel geringer, als bei Hohlnieten. 12.9.2 Isel-Verfahren Dies ist ein mehrstufiges elektrochemisches Verfahren (siehe z.B. Anzeige in Elektor 1/96, S. 36, Grundausstattung DM 1198,--). Das Handling ist nach einiger Üuuml;bung auch recht einfach. Zum Schutz des Akti- vierungsbades (der Reiniger ist pflegeleicht) ist absolute Sauberkeit und sehr gute Spülung notwendig, sonst kippt die Chemie um und wird unbrauchbar. Da der Aktivator auf Palladiumbasis funktioniert ist so ein "Unfall" relativ teuer. Leider gibt es einen schwerwiegenden "Systemfehler": da die Platinen meist von Hand (und teilweise sogar noch mit HSS-Bohrern) gebohrt werden sind die Bohrlochwandungen aufgrund der entstehenden Hitze beim Bohren mit Epoxydharz verschmiert. Zur Erinnerung: das normale FR4-Material besteht aus mehreren mit Epoxydharz verpreßten Glasfasermatten unterschiedlicher Faserstärke. Da hier kein "Smear-Removal" alias "DeSmear" alias "Etchback" stattfindet, wird die Kupferschicht auf dieser "Schmierschicht" aufgebaut. Beim Löten wird das Harz weich und die Hülse hat keinen Halt mehr, die Folge sind kaum sichtbare Unterbrechungen oder beim Entlöten ein Herausreißen der Hülse. Beim Etchback wird das Epoxyd mittels Plasma, Schwefelsäure, Chromsäure oder Permanganat zurückgeätzt und die Glasfasern freigelegt. Speziell Chromsäure ist aber sehr giftig und krebserregend. Wer will, kann die gebohrte Platine für einige Minuten in konzentrierter, wasserfreier Schwefelsäure schwenken. Aber bitte nur mit Schutzkleidung, Handschuhen, Schutzbrille (oder besser Gesichtsvisier) und äußerster Vorsicht, mit dem Zeugs ist nicht zu spaßen! Zum Schluß nochmal die an sich obligatorische Warnung: Wer von Chemie keine Ahnung hat. sollte tunlichst die Finger davon lassen; Verätzungen tun weh und heilen schwer! 12.10 Platinen herstellen lassen Verschiedene Firmen bieten einen Platinenservice fuer Einzelplatinen und Kleinserien. Der Preis wird meist nach Groesse und Lieferzeit berechnet. Fuer eine doppelseitige, durchkontaktierte Leiterplatte sind dies z.B. bei der Firma BETA Layout 53,81 DM pro Quadratdezimeter bei einer Lieferzeit von 15 Arbeitstagen. BETA Layout PCB-Brokerage Festerbachstr. 32 65329 Hohenstein Tel.: 06120 907010 Fax.: 6487 BBS1: 06120 907016 BBS2: 06120 6489 beta-layout@pcb-pool.com Es gibt auch noch straschu Leiterplatten GmbH, Köster Elektronik und eine Reihe anderer. Nähere Infos dazu finden sich im Adressenteil unter "Elektronikzubehör".