Platinen herstellen, Fortsetzung

Im letzten Artikel habe ich über meine Versuch der Platinenherstellung mit der Direkt-Toner-Methode berichtet. Wie ich nachträglich hinzu fügen musste, konnte ich mit meinem Drucker, meinen Transferpapier/Tranferfolien und meinem Bügeleisen/Laminator keinen Erfolg verbuchen. Andere mögen mehr Glück haben, jedoch habe ich mich entschieden auf UV-Belichtung umzusteigen.

Den dazu nötigen UV-Belichter habe ich nach der Anleitung von Frank Detlef Meier gerichtet. Bei eBay habe ich 50x 5mm ultrahelle UV-LEDs zum Preis von 5€ + Versandkosten gefunden. Die LEDs haben folgende Spezifikationen:

  • Betriebspannung: 2,8 – 3,6 Volt
  • Intensität: 2000mcd
  • Öffnungswinkel: ca. 20°
  • Wellenlänge: 400 – 415nm

Besonders wichtig ist die Wellenlänge um 400nm herum (UV-A). Dazu habe ich 16x 100 Ohm Widerstände mit bestellt. Die LEDs habe ich auf zwei 160x100mm Steifenraster-Platinen verteilt. Normalerweise bin ich kein Freund von Streifenraster, aber für diese Aufgabe eignen sie sich sehr gut.

Der prinzipielle Aufbau kann aus diesem Schaltplan abgelesen werden:

Es sind je 3 LEDs mit einem 100 Ohm Widerstand an 12V angeschlossen. Damit wird jede LED mit 3,3V gefahren und der Widerstand muss nur 40 mW vernichten – das ist effizienter, als wenn jede LED ihren eigenen Vorwiderstand bekommt. In der Summe zieht der ganze Block 340mA. Beim Nachbauen lohnt es sich die abgeschnittenen LED-Beinchen auf zu heben. diese können als sehr dünne Drähte später für Leiterbahnbrücken verwendet werden.

Bevor man mit dem Bau beginnt, sollte man sich außerdem einen passenden Augenschutz besorgen. Eine normale Brille oder eine einfache Schutzbrille reicht nicht aus! Ich habe mich für Uvex skyper Laborbrillen entschieden.

Als Grundgehäuse habe ich eine Sperrholz-Box von IKEA namens PRÄNT benutzt, der ich einen Deckel aus 1cm Holz mit Schanieren und einem Verschluss aus dem Baumarkt verpasst habe. Als Scheibe kommt ein Glas aus einem herunter gefallenen Bilderrahmen – ebenfalls von IKEA – zum Einsatz.

Neben der Schutzbrille sollten auch am Gerät Vorkehrungen für einen sicheren Betrieb getroffen werden. Dazu habe in den Klappweg des Deckels einen Schnappschalter integriert, der ein versehentliches Einschalten der LEDs bei geöffnetem Deckel verhindern soll. Außen habe ich Adressaufkleber angebracht, welche ich auf einem Farblaser mit entsprechenden Warn- und Weisungssymbolen bedruckt habe.

Bei 17-18cm Abstand zwischen LEDs und Glasplatte (Platinen sind mit Schrauben am Boden befestigt) zeigt ein aufgelegtes Blatt Papier eine gleichmäßige Ausleuchtung.

Für das Drucken der Filme mit meinem Brother HL2030 habe ich mich für die Verwendung von Overhead-Folien entschieden. Über die verwendeten Folien muss ein wenig mehr gesagt werden. Ich habe drei verschieden Folienarten von drei verschiedenen Herstellern versucht und nur mit einem einzigen Produkt erfolg gehabt: HP Transparentfolien für monochrome Laserjet-Drucker, die ich bei eBay für 20€ für 50 Blatt gekauft hatte. Das Produkt ist, glaube ich, schon einige Jahre alt.

Einige haben auch über gute Ergebnisse mit Transparentpapier berichtet, das werde ich ggf. ausprobieren, wenn die Folien aufgebraucht sind. Es hilft übrigens, zwischen den Foliendrucken je ein Blatt Normalpapier zu bedrucken. Dieses Blatt kann man als Endkontrolle für Bauteilgrößen, Skalierung, Platinenmaß usw. verwenden. Außerdem kann der ausgeschnittene Platinenplan als Schablone für den Zuschnitt der Platine verwendet werden.

Die gedruckten Folien werden mit Tonerverdichter besprüht und trockenen bei Zimmertemperatur zw. 30 und 60 Minuten. Danach ist die Schwarzdeckung (im Gegenlicht erkennbar) deutlich höher. Ich habe mit SOLVENT 50 Etikettenlöser sehr gute Erfahrungen gemacht, jedoch sollen andere Produkte schneller trocken. Der fertige Film schaut dann z.B. so aus:

Die Platine schneide ich mit einer einfachen, Handbetriebenen Gehrungssäge zu. Für Nicht-Grade Schnitte habe ich eine Bandsäge, die aber Probleme mit den Geraden zu haben scheint. Das Sägen auf der Handsäge ist ein wenig Mühselig, aber dafür bekommt man absolut grade Schnitte mit extrem wenig verschnitt und glatten Kanten.

Nach dem Zusägen wird der Platinenzuschnitt mit einem trockenen Tuch von Sägemehl befreit. Auch der Film wird gründlich mit einem Staubtuch von gereinigt, ebenso die Glasplatte des Belichters. Anschließend wird die Schutzfolie der Fotoplatine abgezogen, welche sie vor unbeabsichtigtem Kontakt mit UV-Licht schützt. und mit dem Film auf der Glasplatte des Belichters ausgerichtet. Die Platine reagiert auf normales Glühbirnenlicht gar nicht, auf Sonnenlicht nur schwach. Idealerweise wird diese Arbeit in einem nur künstlich beleuchteten Raum ausgeführt. Jetzt die Schutzbrille aufsetzen, den Deckel schließen, der die Platine fest auf den Film presst und die Platine mit UV-Licht bestrahlen.

Die genaue Belichtungszeit wird durch eine Belichtungsreihe ermittelt, wie von Frank Detlef Meier beschrieben. Die Vorlage liegt auch im Repository. Bei mir zeigt diese ein ideales Ergebnis bei 4 Minuten.

Die damit erzielten Ergebnisse sind nicht nur außerordentlich klar und scharf sowie ohne Löcher in den Masseflächen, sie sondern sind außerdem noch stabil reproduzierbar. So habe ich mit dieser Methode bereits zwei identische Platinen hergestellt und in beiden Fällen auf Anhieb hervorragende Ergebnisse erhalten.

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