Platinen ätzen

Erste Möglichkeit: Ätzen mit photolackbeschichteten Platinen

Materialien

NameBeispielKosten
PlatinenPhotobeschichtete Epoxydplatten ca. 1€ pro dm²
Entwickler Natriumhydroxyd (NaOH) ca. 1€ für 20g (ergibt ~2 Liter)
SäureAmoniumpersulfat oder Natriumpersulfat ca. 2€ für 100g (ergibt ~800ml)
Lichtschablone(Laser-) Druckerfolie, Papier, Drucker ca. 1€ für 3 Folien
WerkzeugGlasschalen, Säge, Bohrer, Topf ca. 1€ für 1 mm Bohrer

Arbeitsschritte:

  1. Mit Hilfe einer Software oder ein Grafikprogramm eine Druckvorlage herstellen.
  2. Vorlage auf Klarsichtfolie drucken, ersatzweise auch Papier, das nach dem Drucken eingeölt, oder mit Klarlack nachbehandelt werden muss. Ungewollt lichtdurchlässige Stellen mit einem feinem Filzschreiber ausbessern.
  3. Schutzfolie der zurechtgesägten Platine abziehen und die Belichtungsschablone mit Hilfe einer Glascheibe oder CD-Hülle auf die Platine pressen.
  4. Je nach Platine und Lampenstärke / Belichtungsgerät entsprechend den Vorschriften belichten (z. B. 100 sek mit 500 Watt Halogenlampe)
  5. Licht ausmachen, und die Platine in Entwicklerbad legen und durch Schwenken in Bewegung halten.
  6. Wenn alle Bahnen deutlich zu sehen sich, die Platine mit viel Wasser abspülen. (Keine mechanische Belastung!)
  7. Einen Topf 1 cm hoch mit Wasser füllen. Glasschale mit der Säure darin auf 60 °C erhitzen, und Platine einlegen (ca. 15 min, je nach Platine). Wer eine Ätzmaschine hat, hat es natürlich bequemer.
  8. Ist die Platine fertig, mit sehr viel Wasser abwischen, und die Löcher bohren. Als Löterleichterung den übrigen Photolack mit Alkohol (Spiritus) einfach abwaschen.
Schritt 3: Unbenutztes Platinenmaterial
Schritt 4: Belichten
Schritt 5: Entwickelte Platine
Schritt 7: Geätzte Platine

Zweite Möglichkeit: Photomaske mit Edding

Dritte Möglichkeit: Fräsen

NameBeispielKosten
PlatinenmaterialKupferbeschichtete Epoxydplatteca- 1 € pro dm²
WerkzeugSäge, Bohrer, Minifräserca. 1 € für Bohrer, 5 € für Minifräser

Am besten die Leiterbahnen mit Bleistift vorzeichnen und dann mit ruhiger Hand mit einem Graviergerät die Leiterbahnen möglichst sauber herausfräsen. Am besten einen kugelförmigen Kopf verwenden.

Hierbei ist zu sagen: Übung macht den Meister 😉 Ein Beispiel findet ihr: (Danke an Jan H.)

Beispiel einer gefrästen Platine, zur Verfügung gestellt von Jan H.

Löttechnik

Das Prinzip ist einfach: Im Lötkolben wird ein Stück Metall (Lötspitze) erhitzt, die nach einer Aufwärmzeit ca.300°C (je nach Lötkolben und Heizleistung) erreicht. Durch das Berühren der Spitze mit dem leicht schmelzbaren Löt erhitzt sich dieses und überzieht die Spitze mit einer dünnen Schicht. Nun kann man das flüssige Lötzinn unter Flussmitteleinsatz auf ein anderes Metall bringen. Nach Abkühlen des Lötzinns ergibt sich eine feste Verbindung zwischen Lötzinn und dem Metall.

Das Lötzinn

Lötzinn ist nicht gleich Lötzinn. Es besteht meist aus einer Mischung von hauptsächlich Blei (Pb) und Zinn (Sn). Hierzu kommen je nach Verwendungszweck dann noch andere Metalle wie Kupfer, Silber, Cadmium usw.. Je nach Mischung wird ändern sich die Eigenschaften wie:

  • Schmelzpunkt
  • Viskosität im geschmolzenen Zustand
  • Duktilität
  • Härte
  • Elektrischer Widerstand

Das Lötzinn

Lötzinn ist nicht gleich Lötzinn. Es besteht meist aus einer Mischung von hauptsächlich Blei (Pb) und Zinn (Sn). Hierzu kommen je nach Verwendungszweck dann noch andere Metalle wie Kupfer, Silber, Cadmium usw.. Je nach Mischung wird ändern sich die Eigenschaften wie:

  • Schmelzpunkt
  • Viskosität im geschmolzenen Zustand
  • Duktilität
  • Härte
  • Elektrischer Widerstand

Je nach Art Ist in der Mitte des Lötzinns eine Spur mit Flussmittel vorhanden.

Der Lötkolben

Bei den Lötkolben ist eigentlich nicht viel zu sagen:
Es gibt praktisch 2 Bereiche, die Gas- und die Elektrolötkolben. Gasbrenner (egal welche Größe) sind für Arbeiten an der Platine ungeeignet, da bei den auftretenden Temperaturen die Platine und Bauteile zerstört werden können. Zu empfehlen am besten eine Lötstation mit einstellbarer Leistung bzw. Temperatur, oder ein einfacher Lötkolben mit 8 – max.15 Watt Leistung.

Das Flussmittel

Hat die Aufgabe, eine Oxidation des erhitzen Metalls zu verhindern, da an solchen Stellen das Lötzinn keine feste Verbindung herstellen kann.
Es gibt Lötwasser und Lötfett, wobei Lötfett eigentlich ganz praktisch ist, da es haftet , und nur dann schmilzt und Wirkung zeigt, sobald der Lötvorgang gestartet, und das Metall erhitzt wird.
Jedoch werden viele Flussmittel auf Platinen nicht eingesetzt, da z. B. das Saure Lötfett bei der großer Hitze die 35 µm starke Kupferschicht beschädigen oder auf Dauer durchfressen kann. Geeignet ist dagegen Kolophonium oder spezielle Pasten.

Lötspitze

Die Lötspitze besteht aus diversen Metallen, die sich leicht mit dem Lötzinn verbinden, einigermaßen oxidationsbeständig sind und sich leicht reinigen lassen. Ein einfacher Eisen- oder sogar Stahlnagel sind ein sehr schlechter Ersatz.

Löten auf Platine

Skizze einer Lötstelle

Saubere Lötstellen auf Platinen zu erhalten erfordert etwas Geschick und ein klein wenig Erfahrung. Man drückt mit einer dünnen oder eckig, aber kleinen Lötspitze mäßig kurz auf die zu lötende Stelle, damit sich diese erhitzt, und bringt sofort das Lötzinn hinzu. Falls die Lötstelle heiß genug war, zerfließt das Lötzinn sofort, und ergibt eine optimale Lötstelle (siehe Grafik).
Falls die Lötstelle nicht auf Temperatur war, muss solange der Lötkolben angedrückt werden, bis das Zinn gut verflossen ist.
Geschieht das nicht innerhalb der folgenden 5 Sekunden, da z. B. die Lötstelle oxidiert, oder der Lötkolben zu kalt ist, muss 20 sec. gewartet werden, damit sich das Bauteil abkühlen kann um keinen Schaden zu nehmen. Danach kann ein zweiter Versuch erfolgen. Die Lötspitze mit neuem Lötzinn dünn zu überziehen kann hilfreich sein, da auch das Lötzinn oxidieren, bzw. Verunreinigungen aufweißen kann.

Falsch
Auch falsch
Richtig