Platinenherstellung mit der Tonertransfermethode

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Ohne die Zwischenschritte des Belichtens und Entwickelns können Platinen schneller und günstiger hergestellt werden, indem der Toner eines Laserdruckers oder Kopierers als Ätzmaske verwendet wird. Der Toner wird beim Erhitzen weich und haftet so am Kupfer der Platine.

Die erreichte Qualität hängt - wie auf dem konventionellen Wege auch - von vielen Faktoren ab, ist daher nicht unbedingt reproduzierbar, und meistens nicht so hoch wie die durch die optische Methode erreichte. 0,2 mm Leiterbahnbreite sind möglich (KM FS-1020D), durch den minimalen Tonerauftrag kommt es dabei allerdings u.U. zu kleinsten Löchern, die in dieser Größenordnung schon schaden können.

Material[Bearbeiten]

  • Laserdrucker oder Kopierer
  • Transfer-Medium (Zeitschriftenpapier, Reichelt-Katalogseite, glänzende Seite Geschenkpapier, Spezialpapier)
  • kupferbeschichtete Platine (ohne! Fotolack und sonstige Beschichtungen)
  • Stahlwolle oder Glitzi-Schwamm zum mechanischen Reinigen der Platine
  • Aceton zum Entfetten der Platine
  • Handelsübliches Bügeleisen, Laminator (ca. 180°C)
  • Temperaturunempfindliche, glatte Oberfläche
  • Ätzmittel

Vorgehen[Bearbeiten]

Drucken[Bearbeiten]

Das Layout wird mit einem Laserdrucker (hier: Samsung ML4600) auf ein geeignetes Transfer-Medium (hier: Reichelt-Katalogseite) gedruckt. Am besten für den Transfer eignen sich beschichtete Hochglanzpapiersorten aus Katalogen oder Zeitschriften.

Bei SMD-Projekten (Leiterbahnen auf der Bestückungsseite) muß darauf geachtet werden, daß spiegelverkehrt gedruckt wird. Sollen sich die Leiterbahnen auf der Rückseite befinden, müßte 2x gespiegelt werden, was sich wieder aufhebt. Nur eventueller Text für die Rückseite muß dann gespiegelt werden. Zur Kontrolle kann der Vordruck durch Auflegen auf die Platine geprüft werden.

Platine reinigen[Bearbeiten]

Die Platine ist ausgiebig zu reinigen. Dazu eignen sich Scheuermilch, ein Stahlwolle-Topfreiniger und am Ende Aceton zum Entfetten (Brennspiritus geht im Prinzip auch, hinterläßt aber immer einen (sehr) dünnen Fettfilm). Der Stahlwolle-Topfreiniger eignet sich auch sehr gut dazu, die Toner-Reste bei einem Fehlschlag wieder von der Platine herunter zu bekommen. Ein Glitzi-Schwamm ist weniger effektiv, geht aber auch (Glitzi-Schwamm = Küchen-Schwamm mit einseitiger Scheuerbeschichtung).

Es ist wichtig, eventuelle Verunreinigungen zu entfernen bis das Kupfer gleichmäßig glänzt, jedoch sollte man keinesfalls zu kräftig schrubben. Zu tiefe Furchen in der Kupferfläche führen beim Übertragen des Toners dazu, dass dieser in die Furchen verläuft. Leiterbahnen fransen dann aus, schmale Leiterbahnen könnten unterbrochen werden. Ein kurzes anätzen in der Ätzlösung mattiert die Oberfläche zusätzlich und sorgt für den Toner für besseren halt, er verläuft nicht so leicht.

Übertragen[Bearbeiten]

Ein einfaches Bügeleisen bringt ausreichende Hitze. Die nötige Bügelzeit liegt bei etwa 5 Minuten, aber je nach Toner können auch bereits nach kürzerer Zeit (Bügeleisen max!) gute Ergebnisse erreicht werden. Zu langes Bügeln führt zu zunehmendem Verfließen des Toners.

Entscheidend ist, daß auf alle Bereiche Druck ausgeübt wird. Da Bügeleisen-Unterseite, Platine und Unterlage nie ganz eben sind, reicht es nicht, das Bügeleisen nur auf den Stapel draufzustellen und darauf zu drücken. Auch untergelegte Stoffe verteilen den Druck erfahrungsgemäß nicht ganz gleichmäßig.

Der Toner verklebt Blatt und Platine nach kurzer Zeit ausreichend gut (ggf. einen Rahmen um das gesamte Projekt drucken) so daß man nach kurzer Zeit den Stapel vorsichtig bewegen kann.

Bewährt hat es sich, den Stapel aus einer Lage Alufolie (als Gleithilfe), der Platine, dem Papier und dem Bügeleisen mehrfach über die Kante eines auf einer glatten Oberfläche (hier: Ceran-Kochfeld) liegenden Küchenhandtuchs gleiten zu lassen. Bei zu hohem Druck können die Leiterbahnen aber in die Breite gehen und natürlich darf der Stapel dabei nicht verrutschen!

Übertragen

Laminiergeräte sind zum Aufbringen des Toners auf die Platine möglicherweise auch geeignet. Siehe dazu den Artikel Platinenlaminator.

Papier abwaschen[Bearbeiten]

Katalogpapiere können durch Einweichen in warmem Seifenwasser und sanftes Abreiben mit den Fingern entfernt werden, so dass nur der Toner auf der Platine verbleibt. Der Toner verbindet sich in der Regel bei gleichmäßigem Druck sehr gut mit der Kupferschicht, man kann überraschend beherzt vorgehen.

Mit handelsüblichen Badreiniger und einer Zahnbürste kann man die noch verbliebenden Papierfasern gut lösen. Das ist besonders dann wichtig, wenn man die "drill-aid.ulp" verwendet, weil Papierfasern häufig die kleinen Poren, die beim Zentrieren des Bohrers auf dem Pad helfen, verstopfen. Um dies zu korrigieren sprüht man die Platine mit Badreiniger ein und schrubbt mit der Zahnbürste, bis alle Papierfasern entfernt werden konnten.

Nach dem Aufbügeln

Korrekturen[Bearbeiten]

Man kann Fehler (z. B. Löcher in Leiterbahnen) im Aufdruck auf der Platine beheben. Mit einem wasserfesten Edding oder wasserfesten Folienstift kann man die betreffende Stelle bemalen. Die dünne Partikelschicht reicht aus, um das Kupfer vor dem Ätzmittel zu schützen.

Kleine Löcher (besonders in größeren Flächen) kann man möglicherweise durch "Einbrennen" schließen, wie auf http://thomaspfeifer.net/platinen_aetzen.htm beschrieben.

Ätzen[Bearbeiten]

Nach dem Ätzen mit Eisen(III)-chlorid (FeCl3) oder Natriumpersulfat (Na2S2O8) (einzelne Papierfasern stören nicht, können aber feine Löcher verstopfen und verhindern, dass dort geätzt wird) sieht die Platine aus wie auf dem Bild. Die Kupferschicht verschwindet nach einiger Ätzzeit überall recht zügig. Man erkennt gut, wo noch Kupfer weggeätzt werden muss. Lieber ewtas länger als etwas zu kurz ätzen!

Nach dem Ätzen

Danach wird der Toner mit Aceton entfernt. Ungiftiges mechanisches Entfernen des Toners funktioniert auch. Dazu rubbelt man mit der rauhen Seite eines Glitzi-Schwammes oder einem Stahlwolle-Topfreiniger (wirkungsvoller!) so lange auf der Platine herum, bis keine Tonerreste mehr zu sehen sind. Alternativ zum Schwamm eignet sich auch super ein "Schleifpad" aus dem Bau-/Sanitärmarkt, welches normalerweise zur Lötstellenreinigung von Kupferrohren verwendet wird.

Gereinigte Platine

Aceton gibt es im Baumarkt (unbedingt Sicherheitsvorschriften beachten!)

Bestückungsdruck[Bearbeiten]

Übrigens eignet sich die Tonertransfermethode auch hervorragend, um einen Bestückungsdruck auf der anderen Seite der Platine herzustellen. Dazu wird der Plan spiegelverkehrt gedruckt und auf die Platinenoberseite gebügelt. Am Besten gelingt die Positionierung auf einer bereits gebohrten Platine, die mit dem Papier gegen das Licht gehalten und auf die Bohrlöcher fixiert wird.

Der Toner hält auch auf der Vorderseite der Platine sehr gut (Epoxydharzplatinen), die Bestückung sollte der Druck auf jeden Fall überstehen. Man kann den Bestückungsdruck auch mit Lack vor Beschädigung schützen. "Plastik 70 - Schutzlack" eignet sich dazu beispielsweise hervorragend. Durch den Lack fallen zudem etwaige Papierfasern nicht mehr auf und die Platine glänzt schön.

lackierter Bestückungsdruck

Tip: Nach dem ersten Bügeldurchlauf abkühlen lassen und ein zweites mal darüber bügeln. Das macht dem Toner beständiger (gilt auch für den Toner auf der Kupferschicht).

Es ist u.U. auch möglich, das Einweichen in Wasser zu umgehen, indem man in Graustufen druckt - durch die Rasterung des Laserdruckers ist die Verbindung des Transfermediums mit der Leiterplatte auf Tonerpunkte begrenzt, die beim Abziehen eher auf der Platine verbleiben, als auf dem Transfermedium.

Getestete Folien und Papiere[Bearbeiten]

  • Transparente Folie für Laserdrucker von NOBO (z.B. bei Staples, 13,99€ = ca. 28 Cent pro Folie)
    • keine Papierrückstände nach dem Bügeln
    • sehr gut zu positionieren bei doppelseitigen Platinenlayouts
    • Bügeleiseneinstellung genau zwischen Baumwolle und Seide bringt beste Ergebnisse
  • Seiten aus einem Reichelt-Katalog gehen super!!!
  • Pollin-Katalog (Das Format lässt sich gut direkt bedrucken)
  • Avery Zweckform Laser A4
  • Injet Glossy Paper (Lidl) (Hochglanzfotopapier für Tintenstrahler) ist super gut!
  • Papier aus einem ELV-Katalog/Focus/Spiegel (möglichst schwarz/weiße Seiten nehmen)
  • Laminierfolie - http://www.mikrocontroller.net/topic/39028#288853
  • Thermo-Papier (Fax-Papier) auf der glatten Seite
  • Werbung/Heft, das es beim EDEKA an der Kasse umsonst gibt - top Ergebnis, keine Papierrückstände beim Abziehen!
  • TPI Fotopapier, 5014, 10 x 15 cm, 240 g/m², Hochglanz, 100 Blatt (Conrad 4€)
    • sehr gute Deckung
    • braucht > 45min im Wasserbad
    • keine Papierreste
    • Bügeleisen auf MAX

Notizen zu Druckern[Bearbeiten]

Kyocera-Mita FS-1020D mit Reichelt-Katalogpapier Kyocera-Mita FS-820 schluckt kein Reichelt-Papier, ist zu dünn. Brother HL-1230 auch nicht, was sich aber umgehen lässt, indem man ein Seite Normalpapier unter die Katalogseite legt und den Durchzug des Druckers nutzt.

An sich gut geeignet ist der LBP3010, da dieser den Toner nicht sonderlich gründlich einbrennt. Bei Hochglanzpapier lässt sich der Toner sogar weitgehend vom Papier abwischen. Für einen besseren Einzug kann daher das Hochglanzpapier mit (original) Tesafilm auf einem normalen Blatt Papier fixiert werden, ohne dass der Drucker dadurch schaden nimmt*.

(*Angabe ohne Gewähr; für etwaige Schaden ist jeder selbst verantwortlich)

Druckerdatenbank[Bearbeiten]

HP:

  • LaserJet 4: Mit Reicheltpapier alleine bekommt man Papierstau.
  • LaserJet 4100: Mit Reicheltpapier auf Papier geklebt funktioniert alles recht problemlos (Direkteinzug von Reichelt-Papier noch nicht ausprobiert).
  • LaserJet 5MP: Reicheltpapier aus manueller Papierzufur geht problemlos
  • LaserJet 6P: Ersatztoner von Reichelt, Druck auf (fast) DinA-4 Seiten aus Pollin Katalog - Problemfrei wenn man die hintere Umlenkklappe des Drucker (Gitter) öffnet und das Papier hier entnimmt!
  • ColorJet 2550N: Toner haftet nur sehr schlecht auf Reicheltpapier. Selbe Einzugsprobleme wie der LJ4, doch mit einem A4 Papier als "Träger" umgehbar. Dazu einfach mit Prittstift an den oberen Ecken der kleineren Reicheltseite auf der A4 Kopierpapierseite fixieren. Kein Tesafilm - Drucker wird sonst beschädigt!
  • Color LaserJet 2605dn: Toner haftet gut auf Reicheltpapier. Keine Einzugsprobleme wenn man verfährt wie beim 2550N.
  • LaserJet 2200D: Zerknittert Reicheltpapier beim Einzug, lässt sich aber durch aufkleben auf ein DIN A4 Blatt trotzdem bedrucken.Druckergebnisse sind gut.
  • LaserJet 1018: Geht mit aufgeklebter Reichelt Seite auf DINA4 Blatt
  • LaserJet 1320: Schluckt eine Seite Reichelt Katalogpapier ohne Probleme. Bei größeren schwarzen Flächen leider unzureichende Deckkraft. Papiersorte "Rau" in den Druckereinstellungen bringt zwar Verbesserung, Tonerdichte jedoch immer noch nicht perfekt. Leiterbahnen jedoch sind kein Problem.

Manche Laser-Drucker (HP Laserjet 5MP) sparen (auch im nicht-Econo-Mode) bei großen Flächen offenbar stark an Toner. Große schwarze Flächen konnte ich nicht zuverlässig transferieren, Leiterbahnen in deren Nähe auch nicht.

Epson:

  • AcuLaser C2000: Reichelt Papier auf Din A4 (mit Kreppklebeband) oder als Din A5 zurecht geschnitten ist kein Problem. Sehr gute Deckung, große Masseflächen sind kein Problem. Auch detaillierte farbige Zeichnungen lassen sich sehr gut transferieren (Alu Platten). Alles mit billig Toner.
  • EPL-3000: Reichelt Papier geht direkt(Treiber HP-LJ4L), Hörzu (auf Din A4 geklebt) ist kein Problem. Sehr gute Deckung. Allerdings hat der Drucker nur 300dpi, daher sind feine Strukturen ein wenig problematisch.
  • AcuLaser C4000: verwendet wurde 100g Papier auf Din A4 Das Papier ist schwerer aber auch sehr viele stabieler als das Papier aus einem Katalog.

Auch mit Katalog-Papier habe ich meine Erfahrungen gamacht. Leider waren die auf Papierstaus begrenzt. Bei den ersten Tests hatte ich das Gefühl, das nicht genügend Toner auf´s Papier gebracht wurde und ein unterätzen eigesetzt hat. Darauf hin habe ich den selben Ausdruck zwei bzw. derei mal auf das selbe Blatt gebracht. Wichtig ist dabei, das man das Papier auch beim ersten Ausdruck über einen gut justierten Einzelplatteinzug zuführt. So ist gewährleistet, dass das Papier genau auf die selbe Stelle in den Drucker führt wird und sich keine Schattenbilder ausbilden. So habe ich auch sehr feine Strukturen auf die Platine gebracht.

Minolta:

  • PagePro 1200W: Reichelt Papier mit einem normalen Din A5 Papier als Träger (angeklebt) und über den manuellen Einzug, funktioniert ohne Probleme mit Nachfülltoner. Auf Backpapier haftet der Toner allerdings kaum
  • KM bizhub C253: Verknittert das Reichelt-Papier recht gern, mit etwas Geduld kann man aber auch brauchbare Vorlagen produzieren.

Lexmark:

  • Optra S 1650: Reichelt Papier auf Din A4 Träger: Druckt sehr dicht (Deckung auf Max. stellen), lässt sich gut auf die Platine übertragen. Super Ergebnisse.
  • E120N: Sehr gute Erfolge mit Reichelt Papier auf Din A4 Träger: Druckt sehr dicht (Deckung auf Max. stellen), lässt sich gut auf die Platine übertragen. Super Ergebnisse. (Original Toner)

Kyocera:

  • FS-400 / FS-400A: Reicheltpapier aus manueller Papierzufur geht, lässt sich gut auf die Platine übertragen. Super Ergebnisse. (Original Toner)
  • FS-1000+ Reicheltpapier vorher auf eine A4 Seite kleben am besten nur an der einzugseite befestigen sonst wellt es Poligone werden in mittleren teil sehr dünn gedruckt da am besten das Papier nicht abrubbeln. Hinterher noch die Platine mit der unbedruckten seite 5min aufs Bügeleisen legen dann werdenden die Polygone auch dicht.
  • FS-3800 Reicheltpapier alleine wickelt sich um die Tonertransferrolle, und verfängt sich in der Reinigungsmechanik. Tonertransfereinheit ist danach Schrott. DinA4-Träger habe ich dann nichtmehr probiert.
  • FS-1800 Reicheltpapier alleine wickelt sich um die Tonertransferrolle, entfernung nur mit massivem Aufwand und Gefahr des Defektes der Trommel möglich. Reichelt-Papier mit einem Klebestift der oberen Kante des Papiers (in Druckrichtung obere Kante ist gemeint) auf normales Papier kleben und manuell zuführen funktioniert.


Brother:

  • HL-5250DN: Reichelt-Papier ohne Träger in der manuellen Papierzufuhr führt zu einem Papierstau. Mit DIN A4-Träger lässt sich das Layout jedoch problemlos mit Originaltoner drucken. Ergebnisse nach dem Bügeln sind erstaunlich gut. Leiterbahnen mit 6 mil Breite ließen sich ohne Unterbrechung herstellen.
  • HL-1030: Mit Reichelt- oder Pollin-Papier kriegt man sehr gute Ergebnisse, der Toner ist bereits nach 2-3 mal Drübergehen mit nem Bügeleisen auf Stufe 2,5 sauber auf der Platine, Papier löst sich unter gewöhnlichem Wasser sehr leicht ab. Dünnes Katalogpapier kann man nur über den manuellen Papiereinzug verwenden, mit normalem Papier als Unterlage, das Katalog- und normale Papier müssen jedoch nicht verklebt werden. Toner gut abwaschbar mit Universalverdünnung.
  • HL-1430: Sehr gute Ergebnisse mit Reicheltkatalogpapier, das mit Klebestift auf der Einzugseite auf normales Druckerpapier aufgeklebt ist. Der Toner läßt sich sehr gut mit "Solvent 50" entfernen.
  • HL-2035: Getestet mit Fotopapier für Inkjets. Keine Probleme, eng beieinander liegende Strukturen müssen aber per Zahnstocher oder einer feinen Nadel von hängengebliebender Beschichtung befreit werden.

Samsung:

  • ML-1520: Reichelt-Papier mit manuellen Einzug funktioniert wunderbar. Gute Ergebnisse mit Originaltoner.
  • ML-1710: Reichelt-Papier mit manuellen Einzug funktioniert wunderbar. Gute Ergebnisse mit Originaltoner.
  • ML-1915: Reichelt-Papier mit manuellen Einzug funktioniert wunderbar. Gute Ergebnisse mit Originaltoner.
  • 3185FN: Reichelt-Papier Akzeptable Ergebnisse Besser wird es mit einem dicken glänzendem Papier. (Sühac Katalog)
Siehe auch http://www.heringshome.de/tutorials/aetzen-mit-der-direct-toner-methode.html

IBM:

  • PagePrinter 3116: Mit Reichelt-Papier gibt's Papierstau, aufkleben auf normales Papier funktioniert aber einwandfrei. 4mil Leiterbahn mit 8mil Abstand sind reproduzierbar, selbst riesige Masseflächen satt schwarz.

Tektronix:

  • Phaser 740P: Mit Reichelt-Papier aufgeklebt (mit Klebestift) auf 80g/m^2 Papier und Originaltoner geht wunderbar, gibt aber manchmal Falten je nachdem wie man es angeklebt hat.

Canon:

  • LBP2900: Mit Reichelt-Papier aufgeklebt (Tesa-Film, manchmal auch Iso-Band) auf 80g/m^2 Papier und Originaltoner. Eco-Mode aus, Kontrast voll aufgedreht. Helligkeit auf dunkelste Einstellung. Qualität reichte für TQFP100 aus. Dichte war in Ordnung. Auch größere Flächen meist ohne Probleme im Bezug auf Tonerdichte gedruckt und geätzt.
  • IR1018: Mit Reichelt Papier im seitlichen Einzug. ECO Mode aus, Orginaltoner. Sehr gute Ergebnisse.

OKI

  • MC342: TPI Fotopapier, 5014, 10 x 15 cm, 240 g/m², Hochglanz, manueller Einzug. Originaltoner, Sehr fein, Toner Sparen = aus. Sehr gutes Ergebniss
  • B4250: relativ dickes Plakatpapier, Hochglanz, manueller Einzug. Originaltoner, Toner Sparen = ohne, angelaufene Platine mit Metallpolitur und Aceton gereinigt

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