HowTo: Platinen Ätzen

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Material

Wir haben folgendes Material zum Ätzen von Platinen im Coredump:

Basismaterial

  • Basismaterial einseitig fotobeschichtet FR2 von Rademacher
  • Basismaterial einseitig fotobeschichtet FR4 von Rademacher

Belichten

  • Laserdrucker (HP LaserJet 4200tn)
  • Klarsichtfolien (Avery Zweckform Laser 3562)
  • Tonerverdichter-Spray
  • UV-Belichtungsgerät mit Zeitschaltuhr

Entwickeln

  • Natriumhydroxid
  • Plastikgefäss und Plastiklöffel

Ätzen

Nachbearbeiten

  • Lötlack

Kurzanleitung

  1. Ausdrucken: Doppelt, spiegelverkehrt
  2. Mit Tonerverdichter behandeln
  3. Die beiden Ausdrucke übereinanderkleben
  4. Laborkittel und Schutzbrille anziehen
  5. Entwicklerbad ansetzen (10 g pro Liter Wasser, Zimmertemperatur)
  6. Wasserbad bereitstellen
  7. Platine zuschneiden, Schutzfolie ablösen, mit Folie 70-80 Sekunden lang belichten
  8. In Entwicklerbad entwickeln, anschliessend abspülen
  9. Ätzlösung in Ätzgerät ansetzen (220-250 g pro Liter Wasser, ca. 45 °C)
  10. Platine ätzen, anschliessend abspülen
  11. Mit Metallbürste die übrige Fotoschutzschicht entfernen
  12. Löcher bohren
  13. Platine mit Lötlack behandeln
  14. Alles Material sauber reinigen und wegräumen

Anleitung

1. Ausdrucken

Ein Projekt beginnt mit einem Platinendesign. Wichtig ist nur der Kupfer-Layer.

Das Design muss spiegelverkehrt auf eine Klarsichtfolie gedruckt werden (Kupfer in Schwarz, der Rest transparent). Die im Coredump verfügbaren Folien sind für Laserdrucker geeignet.

In den Druckeinstellungen die höchste Auflösung / Qualität wählen! Achtung: Der HP-Drucker im Coredump hat leider keine so gute Auflösung, für bessere Resultate am besten auf einem anderen Drucker ausdrucken.

Nach dem Druck kann die Laserfolie noch mit Tonerverdichter-Spray behandelt werden.

Da die Dichte des Toners nicht extrem hoch ist, empfiehlt es sich, das Design gleich zwei mal auszudrucken und exakt übereinanderzulegen. Die beiden Folien können dann mit Klebestreifen fixiert werden. Dadurch ergibt sich eine viel höhere Dichte und bessere Resultate.

2. Belichten und Entwickeln

:warning: Wichtig: Spätestens ab diesem Schritt sollte ein Laborkittel sowie eine Schutzbrille getragen werden! Entwickler und Ätzlösung können zu Flecken auf Kleidung führen, die man nicht mehr wegbringt. :warning:

Der nächste Schritt ist das Belichten der fotosensitiven Platinen. Zuerst sollte die Entwicklerlösung und ein Wasserbad vorbereitet werden. Als Entwickler verwenden wir Natriumhydroxid mit Wasser (Natronlauge). Die Konzentration ist ca. 10 Gramm auf 1 Liter Wasser. Das Wasser sollte etwa Zimmertemperatur haben, wenn es zu kalt ist dauert das Entwickeln länger. Achtung: Natriumhydroxid ist stark hygroskopisch und zieht Wasser aus der Luft an! Deshalb Behälter sofort wieder luftdicht verschliessen, sonst Klumpt das Pulver.

Wir verwenden für den Entwickler den weissen Tupperware-Behälter mit dem gelben Deckel. Möglicherweise ist bereits Entwickler fertig angerührt. Gebrauchter Entwickler kann wiederverwendet werden, allerdings nicht unbegrenzt. Mit der Zeit dauert das Entwickeln immer länger, irgendwann muss er ersetzt werden.

Neben dem Entwicklerbad sollte umbedingt auch ein Behälter mit frischem Wasser stehen (z.B. eine der transparenten kleinen Aufbewahrungsboxen).

Für die Belichtung wird die Laserfolie auf die Platine gelegt (vorher Schutzfolie abziehen!). Dann wird das Ganze in das UV-Belichtungsgerät gelegt. Auf der Uhr wird 1 Minute 10 Sekunden eingestellt. Anschliessend durch Druck des Drehknopfes den Belichtungsvorgang starten.

Nach dem Belichtungsvorgang wird die Platine in das Entwicklerbad gelegt. Nun kontinuierlich mit dem Plastiklöffel leicht umrühren. Nach wenigen Sekunden löst sich ein roter Schleier von der Platine, das ist der Fotolack. Der Entwicklervorgang dauert etwa 20-60 Sekunden. Sobald die Leiterbahnen klar erkennbar sind, sollte die Platine schnell ins Wasserbad befördert werden. Darin gut abspülen.

Nun kann die Platine inspiziert werden. Falls sich noch Fotolack auf den Zwischenräumen der Leiterbahnen befindet, kann dieser mit einem Messer weggekratzt werden. Wenn sich Lücken in der Kupferschicht befinden, kann man die auch mit einem wasserfesten Filzstift korrigieren.

3. Ätzen

:warning: Wichtig: Schutzkleidung und Schutzbrille tragen. :warning:

Ätzgerät mit Ätzlösung befüllen (220-250 g Natriumpersulfat pro Liter Wasser). Das Ätzgerät muss bis zur Markierung am Heizstab mit Wasser gefüllt sein, das Thermometer muss in die Lösung hineinragen!

Anschliessend Heizstab und Luftpumpe einschalten. Das Wasser heizt sich relativ langsam auf, allerdings ist der Thermostat im Heizstab zu träge um rechtzeitig auszuschalten. Deshalb sollte man die Temperatur im Auge behalten. Sie sollte etwa 45 bis maximal 50 °C betragen. Heizstab rechtzeitig vorher ausschalten damit die Ätzlösung nicht zu heiss wird!

Nun wird die Platine in der Halterung in das Ätzgerät befördert. Der Ätzvorgang dauert etwa 5-10 Minuten.

Sobald das Kupfer überall weggeätzt wurde, Platine aus der Ätzlösung entfernen, damit sich diese nicht unter die Schutzschicht frisst. Sofort im Wasserbad und anschliessend am besten noch unter fliessendem Wasser abspülen.

4. Aufräumen / Entsorgen

Bitte nach jedem Ätzvorgang alles wieder sauber abwaschen und aufräumen. Achtung: Auch beim Abwaschen kann’s noch Spritzer geben die dir die Kleidung zerstören. Deshalb auch hier noch Schutzkleidung tragen.

:warning: Chemikalien nie in den Abfluss leeren, sondern als Sondermüll in der ARA entsorgen! :warning:

:warning: Chemikalien in PE- oder PP-Kunstoffbehältern lagern. Nicht in PET- oder Glasflaschen. :warning:

Der Entwickler kann ein paar mal wiederverwendet werden. Wenn die Entwicklerleistung stark nachlässt, muss er als Sondermüll entsorgt werden (in Rapperswil können Chemikalien gratis in der ARA abgegeben werden).

Die Ätzlösung kann ein paar mal wiederverwendet werden. Sie färbt sich immer mehr blau, wenn mehr Kupfer darin gelöst wird. Irgendwann ist sie verbraucht und muss ausgetauscht werden. Wenn die Ätzleistung stark nachlässt, muss sie als Sondermüll entsorgt werden (in Rapperswil können Chemikalien gratis in der ARA abgegeben werden).

:warning: Ätzlösung nie in einem geschlossenen Behälter aufbewahren, da die Lösung Gas entwickelt. Explosionsgefahr! Am besten ein Loch in den Deckel einer PE- oder PP-Flasche bohren. :warning:

5. Nachbearbeitung

Mit der Metallbürste kann die übrige Fotoschutzschicht weggebürstet werden.

Nun können die Löcher gebohrt werden. Die Platine kann nun auch mit Lötlack behandelt werden, um der Oxidierung vorzubeugen und die Löteigenschaften zu verbessern.

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