Leiterplattenherstellung mit der " cc Bügelmethode" cc .(kleine Anleitung)

Einige von euch werden ja auch sicher irgendwann an den Punkt gekommen sein,wo sie mit
Punkt/Streifenraster nicht mehr so richtig glücklich sind(grad wenn dann paar ICs mit im Spiel sind) oder auf Fädeldraht einfach keine Lust mehr haben .
Und wenn man dann wegen paar Platinen im Jahr sich nicht die Mühe machen kann/will,
die Sache professionell mit Photolackbeschichtetem Material und belichten,entwickeln etc.
durchzuführen,gibt es noch eine „Semi-professionelle“ Variante.
Die sogenannte „Bügelmethode“.Dabei macht man sich zunutze,das der Toner unter Wärme-
einwirkung wieder flüssig wird,aber in Wasser und Ätzmittel unlöslich ist.
Um es vorwegzunehmen:
Die Sache hat natürlich auch mindestens zwei Nachteile.
1.Für „Serienproduktionen“ nicht unbedingt geeignet,da nicht wirklich reproduzierbar.
2.Für Leute,die gern mit SMD-Fliegenschissen und Leiterbahnbreiten knapp überhalb der Wahrnehmungsgrenze arbeiten absolut unbrauchbar.
Aber wenn man (so wie ich) mit bedrahteten Bauteilen und ICs im DIL-Gehäuse arbeitet,
kann man damit durchaus nach etwas Übung brauchbare Ergebnisse mit geringem Aufwand erzielen.
Hierzu will ich nun mal meine Erfahrungen und Vorgehensweise darlegen.

Als erstes,was brauchen wir dazu?

1.einen S/W Laserdrucker,der noch halbwegs funktioniert.
(Ich hab dazu extra mal in der Bucht einen alten OKIpage für 45 Euronen geschossen)
2. einen Reicheltkatalog (wegen dem sehr gut geeignetem Papier selbigens)
3. ein altes,noch funktionsfähiges Bügeleisen.
4. eine „feuerfeste“ Unterlage.(ich benutze ne alte Badfliese)
5. Nitroverdünnung o.ä.
6. Scheuermilch o.ä. und einen Topfreinigerschwamm
7. Ein Spülbecken oder größere Schüssel
8. evtl. einen Edding 3000 und einen 780
9. wenigstens einen sauberen Arbeitshandschuh
10.und natürlich ein Layout,Basismaterial und Ätzmittel/Ätzschale
So,als erstes brauchen wir natürlich ein Layout.Über die Erstellung selbigens will ich mich jetzt hier nicht großartig auslassen,das ist Sache der Intelligenz des Einzelnen,ob er das hinbekommt(und mit welchem Programm) oder nicht.Wer daran schon scheitert,braucht sich um den Rest auch keine Gedanken mehr zu machen.
Ich persönlich nutze „Sprint-Layout 5.0“.
Dazu noch ein Hinweis:
Wer (so wie ich) mit „Masseflächen“ arbeitet,damit man nicht mehr wegätzen muß als draufbleibt,sollte den Standartmäßigen Abstand von 0,4mm zwischen Masse und Leiterbahn
auf 0,6mm erhöhen.Sonst läuft man Gefahr,das irgendein kaum sichtbares „Papierfitzelchen“
an einer /mehreren Stellen die Ätzung verhindert hat und die Platine nur so von Kurzschlüssen übersäht ist.Aber dazu komme ich später noch einmal.
Gehen wir ab jetzt mal davon aus,das auf dem Rechner ein brauchbares Layout vorliegt.
Jetzt trennen wir aus dem Reicheltkatalog eine Seite heraus,und kleben die auf ein normales
A4 Blatt für den Drucker.Das deshalb,weil die Katalogseiten der Tante Angelika ein etwas
unorthodoxes Format haben,was kein Drucker so annimmt.Außerdem ist das Zeug ziemlich dünn,aber genau das ist ja der Trick.
Im Prinzip eignet sich sicher auch noch anderes Trägermaterial,es muß nur zwei Bedingungen erfüllen:
1.den Toner gut anehmen
2.Leicht unter Wasser „abrubbelbar“ sein.

Wer also noch was besseres findet als das Werk der dunkelblauen Angelika,
der möge es mich bitte wissen lassen.
Und das wichtigste:
Die Katalogseite nur an der Seite mit dem A4-Blatt verkleben/fixieren,die der Drucker zuerst einzieht,bzw. die Seite dann auch richtigherum ins Papierfach einlegen.
Wer es falsch macht,hat mit 99%iger Sicherheit einen Papierstau im Drucker.
Und wer meint,das Blatt an allen Seiten fixieren zu müssen,braucht sich nicht zu wundern wenn hinterher nur Blasen/Falten/Wellen/Knicke rauskommen.
(das Versuchskaninchen hab ich nämlich schon für euch gespielt)
Sollte das Layout nicht allzu riesig sein,empfiehlt es sich,das gleich zwei oder dreimal auf die selbe Seite in einem Rutsch auszudrucken,damit man gleich „Reserven“ hat für den Fall, das mal was schief geht.
Grad am Anfang passiert das mit Sicherheit. Und zwar drucken wir auch nur das Layout, ohne Bauteilumrisse etc.,die wir jetzt nicht brauchen.(und auch nicht spiegelverkehrt)
(zumindest Sprint-Layout hat da entsprechende Optionen dafür)
Ganz wichtig ist noch,im Druckertreiber maximale Schwärzung einstellen,und alle Optionen
zum Tonersparen auszuschalten.
Lange Rede,kurzer Sinn.
Wenn alles geklappt hat,könnte das dann so aussehen:

Nun schneiden wir uns eines von den Layouts sauber aus,so das wir zumindest einen ordentlichen rechten Winkel haben,den wir dann passgenau auf die Platine auflegen können.
Die beiden anderen Seiten (oder zumindest eine) lassen wir etwas überstehen,die brauchen wir nämlich zum anfassen.
Jetzt kommt eine der entscheidenden Vorbereitungsmaßnahmen für gutes Gelingen.
Das (Nötigenfalls auf das Abmaß des Layouts zurechtgesägte/geschnittene) Platinenmaterial
muß gründlichst gereinigt,aufgerauht und entfettet werden.
Sonst hafte der Toner nicht/nicht überall.
Ich benutze dazu Scheuermilch,und die raue Seite eines dieser Topfreinigerschwämme.
Gründlich scheuern,abspülen,trocknen und dann entfetten.(Ich nehme Nitroverdünnung)
Spätestens jetzt sollte für die Hand die die Platine halten muß ,der Handschuh zum Einsatz kommen.Denn jeder „Fettfinger“ der zwangsläufig entsteht wen man etwas mit bloßen Händen anfasst sorgt dafür,das an der Stelle der Toner garantiert nicht richtig haftet.
Wer also hier schon schlampt,braucht sich über Misserfolge wahrlich nicht zu beschweren.
Haben wir das hinter uns,legen wir die Platine mit der Kupferseite nach oben auf die
erwähnte Feuerfeste Unterlage,und das Layout mit der Tonerseite passgerecht darauf.
In der Zeit haben wir auch das Bügeleisen angesteckt und auf Temperatur kommen lassen.
Meines steht dabei immer in der Stellung „Baumwolle“.
So,und nun kommt der Knackpunkt der Methode,wozu zumindest ich keine allgemeingültigen
Aussagen treffen kann.
Das hängt immer vom Toner,dem Papier,dem Bügeleisen und der Motorik des Ausführenden ab.
Ich kann dazu nur meine Erfahrungen mitteilen:
-Bügelzeit etwa 3-5 Minuten
-bei Layouts die wesentlich kleiner sind als die „Sohle“ des Bügeleisens reicht es,
das Bügeleisen 3-4 Minuten unter sanftem Druck ohne Bewegung drauf zu legen.
-bei größeren Sachen muß man etwas „streichen“,um alle Ecken und Kanten zu erwischen
-nie unter großem Druck kreisen und wischen,das verschmiert den Toner
Aber wie gesagt,die richtige Methode muß jeder für sich selbst rausfinden,der meint
es so versuchen zu wollen.Also schlagt mich nicht,wenn es nicht gleich klappt.
Bis ich das erste brauchbare Exemplar in den Händen hielt,hab ich 7 Versuche gebraucht.
Mittlerweile klappt das meist beim ersten,aber spätestens beim dritten.
(nur leider nicht für das „Fotoshooting“,aber das nennt man dann wohl „Murphys Gesetz“)

Kommen wir also zum nächsten Schritt.
Wenn man meint,ordentlich und ausreichend „gebügelt “ zu haben,lassen wir die Platine erst
mal etwas abkühlen,damit der Toner auch wirklich fest wird.
Nun kommt die Sache in ein Spülbecken/Schüssel mit etwas lauwarmenWasser und paar Tropfen „Spüli“.Ca. 15-20 Minuten einweichen lassen,die Zeit hängt aber auch von der Art des Papiers ab.Es gilt die Faustregel:
Je länger,je besser
Nun versuchen,mit dem Daumen das Papier unter Wasser abzurubbeln.
Dabei können vier Möglichkeiten eintreten:

1. Der Toner in löst sich in „Fladen“ mit ab.
Das ist ein Zeichen dafür,das zu wenig/zu kalt gebügelt wurde.
Dann das restlich Papier noch grob ablösen,kurz trocknen(ein Fön hilft Wunder), mit Nitroverdünnung den ganzen Murks abwaschen und neuen Versuch starten.
Deswegen ist die Platine ja noch nicht Schrott,und in weiser Voraussicht haben wir uns ja ein Layout mehr ausgedruckt,oder wenn nicht müssen wir das jetzt tun.
2.Der Toner ist verwischt und verlaufen.
In dem Fall haben wir zu heiß und/oder viel zu lange und viel zu „wild“ gebügelt.
Gehen sie zurück zu > Start.
3.Der Toner löst sich nicht ab,ist auch nicht verwischt aber die Platine lässt sich nur
schwer von allen Papierfasern befreien,und die Leiterzüge kommen schwer zum Vorschein.
Jetzt sind wir schon auf dem besten Weg,und haben die Bügelzeit und /oder Druck nur noch
minimal überschritten.Noch ein anderer Grund wäre,wir haben ungeeignetes/zu dickes Papier
verwendet.Dann rubbelt man sich auch einen Wolf,aber es bleiben trotzdem überall Fasern
zurück.
4.Das Papier löst sich prima ohne größeren Kraftaufwand,und der Toner bleibt dort wo er
hinsollte und ist auch nicht verwischt.
Nun haben wir fast gewonnen,und sind dort wo wir hinwollten.
Jetzt müssen wir noch darauf achten,das wir zumindest an allen Stellen wo später geätzt
werden soll, gründlich sind.Es darf nichts mehr unter dem Finger „krümeln“,denn jede Faser
an der Stelle verhindert das ätzen,und wir haben später ne Brücke wo gar keine hingehört.
Wenn auf den Masseflächen Rückstände bleiben,ist das nicht schlimm.
Dort wird eh nichts geätzt.

So,wenn wir jetzt der Meinung sind,genug und gründlich gerubbelt zu haben,nehmen
wir die Platine raus und trocknen sie.(Fön)
Danach könnte das dann so (und sollte noch besser)aussehen.

Wie ich weiter oben schon mal bemerkelt habe,wollte es mir für den „Fototermin“ auch
nicht gelingen, eine 100%ige Platine zu produzieren.
Wie man sehen kann, hab ich auch zwei Kanten nicht richtig gebügelt oder gereinigt,und der Toner sich abgelöst.Ist aber an der Stelle nicht weiter tragisch,da es nur die Massefläche ist und deren Vorhandensein oder nicht für die Funktion dieser Schaltung keine Rolle spielt.
(Bei HF sähe das womöglich anders aus)
Wer von vornherein im Layout ohne Masseflächen arbeitet und lieber alles wegätzt was nicht
gebraucht wird,braucht sich natürlich auch darüber keine Gedanken machen.
So,jetzt kommt der 3000er Edding zum Einsatz.Mit diesem „schwärzen“ wir einfach die fehlenden Stellen,und gut ist.
Wesentlich tragischer sind die beiden kleinen fehlenden Stellen bei zwei Leiterzügen.
Nun kann jeder für sich entscheiden,ob man das ganze Spiel wegen der zwei Kleinigkeiten noch mal macht,oder ob man einen Reparatur-Edding und ne ruhige Hand nimmt.
Bei mir kommt in solchen Fällen jetzt der 780er zum Einsatz.
(0,8mm Spitze und Lackartigen Inhalt)
Die beiden von mir genannten Eddings sind getestet und zumindest bei Einsatz von FeCl₃ absolut ätzfest.

Kann dann so aussehen:

Wenn es nicht stört und genug Platz auf der Platine ist,hat es sich auch bewährt,
die im Layoutprogramm standardmäßige Leiterbahnbreite von 0,8mm auf 0,9 oder 1mm
zu erhöhen.Damit minimiert man die Anzahl der Fehler fast bis auf null.
Womit sich der Kreis wieder schließt,das,wie ich am Anfang schon erwähnt habe diese Methode natürlich nichts für Leute ist,die mit 0,3mm Pinabstand und ebensolchen Leiterzügen arbeiten/arbeiten müssen.
So,wenn man nun mit seinem Werk zufrieden ist,können wir zum ätzen schreiten.
Dazu will ich jetzt auch keine riesen Abhandlung schreiben,das haben schon andere vor mir getan.
Nur so viel:
Ich benutze FeCl₃,das ich im Wasserbad vorher auf etwa 40-50° erwärmt habe,sowie
eine Ätzschale,die wegen der „Sauerei“ zusätzlich noch in einer etwas größeren Wasserschüssel schwimmt.
Haben wir fertig geätzt ,gründlich abgespült und etwas getrocknet,entfernen wir den
jetzt nicht mehr gebrauchten Toner und sind damit eigentlich fast fertig.

Nun empfehle ich noch dringend einen Endkontrolle.Man nehme sein Multimeter,
und „piepse“ mal die ganze Platine durch,ob nicht doch irgendwo eine Leiterbahn
Verbindung zur Masse hat,wo sie nicht sein sollte.Passiert immer dann,wenn man nicht
richtig „gerubbelt“ hat und eine Papierfaser klebenblieb,die an der Stelle das ätzen zuverlässig verhindert hat.Hat man doch so was entdeckt,hab ich hier ein billige Lupe zum „lokalisieren“
des Übeltäters, und dann nehme ich ein spitzes,scharfes Messer und ritze an der Stelle noch mal nach.Funktioniert eigenlich immer
Macht man keine gründliche Nachkontrolle,brauch man sich dann allerdings später über plötzlich auftretenden magischen Rauch nicht zu wundern...

Jetzt noch bohren,Bauteile auflöten und fertig ist das „Kunstwerk“

So,das solls dazu erst mal gewesen sein.
-Bei Fragen fragen.
-Verbesserungen,Anregungen und eigene Erfahrungen bitte mitteilen.
-Kritik weglassen,nach der ewigen Tipperei vertrag ich die nächsten Tage keine mehr.

Und wer Rechschreib/Grammatikfehler findet,darf sie heut mal ausnahmsweise behalten.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Kleinspannung am 2 Dez 2009 23:43 ]

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Manche Männer bemühen sich lebenslang, das Wesen einer Frau zu verstehen. Andere befassen sich mit weniger schwierigen Dingen z.B. der Relativitätstheorie.
(Albert Einstein)