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Forum: Platinen Erfahrungsbericht: Doppelseitige Platinen, Lötstopp, Ausrüstung, Ergebnisse


Autor: Stephan M. (stephanm)
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Liebes Forum,

nachdem Du mir schon einiges an Hilfestellung geleistet hast... da ich 
selber immer jemand war (und bin), der viel von den schriftlich 
weitergegebenen Erfahrungen anderer gelernt hat, möchte ich nun mal 
einen Teil davon zurückgeben. Hier kommt der Erfahrungsbericht von 
einem, der nun endlich, nach ein Paar Wochen voller Fehlschläge und 
Misserfolge, in der Lage ist, doppelseitige Platinen mit Lötstopp und 
"inversem Bestückungsaufdruck" herzustellen.

0.) Meine Ausrüstung: "Isel Belichtungserät 1", Belichtungsrahmen vom 
Glaser (s.u.), Basismaterial von Bungard und von Bürklin (soweit ich 
weiß Rademacher), Vollhartmetallbohrer aus dem Bürklin-Katalog, Bungard 
Favorit + Hohlnieten, Bohrmaschine+-ständer von Dremel, "Seno 4006 
Spezialentwickler", Eisen-III-Chlorid, Dynamask, Tenting Resist.

1.) Basismaterial: Das Basismaterial von Bungard (gibts bei der 
C-Apotheke) kann ich nur empfehlen. Ich hab nie Probleme damit gehabt. 
Das bei Bürklin erhätliche Rademacher-Basismaterial ist bis auf ein paar 
Fehlerstellen im Positivlack am äußeren Rand der Platine ähnlich 
unproblematisch. Meine Belichtungszeiten im Isel Belichter 1: Bungard 
1min45sec, Rademacher 50sec.

2.) Meine Belichtungsvorlagen drucke ich mit einem Tintenstrahler Canon 
Pixma iP4600 auf Sigel Folie IF110. Einstellungen: "Photopapier Matt", 
"höchste Qualität". Um Kosten zu sparen zerschnipple ich die Folien mit 
einem Tepichmesser auf A6-Format. Einfacher Ausdruck reicht für gefüllte 
Masseflächen sowie zum Belichten von Dynamask und Tenting Resist. Bei 
gefüllten Masseflächen entstehen bei mir im Kupfer typischerweise ein 
paar Fehlstellen, die aber bisher immer absolut unkritisch waren. Meine 
kleinsten sauber gefertigten Strukturen liegen derzeit bei 8mil und ich 
hab das gute Gefühl dass da noch Luft nach unten ist.

3.) Nach vielen erfolglosen Versuchen mit doppelseitigen Platinen und 
dem Problem mangelnder Deckungsgleichheit bin ich zum Glaser gegangen 
und hab mir zwei Glasplatten zuschneiden und mit übereinanderliegenden 
Bohrungen versehen lassen. Die Platten sind aus stinknormalem 
6mm-Floatglas (Fensterglas), ohne UV-Schutz(!) und lassen sich mit 
PTFE-Schrauben (und entsprechenden Muttern und Unterlegscheiben) 
gegeneinander verschrauben. Kostenpunkt für den 
14x16cm^2-Belichtungsrahmen (reicht für 100x75mm^2-Platinen): 20€ Glaser 
+ 3€ PTFE-Material. Dafür hab ich für die 23€ was deppensicheres in der 
Hand :-)

Was bringt das Ganze? Ganz einfach: Beim umdrehen von doppelseitig zu 
belichtenden Platinen verrutscht garantiert nichts mehr, da die Platine 
zusammen mit den Belichtungsvorlagen fest zwischen den Platten 
eingeklemmt ist. Dank der Schrauben und Muttern ist die Handhabung des 
Belichtungsrahmens ein Kinderspiel. Belichten tue ich das ganze in 
meinem Belichter mit offenem Deckel. Meine Belichtungszeiten musste 
ich trotz des 6mm-Glases bisher nicht korrigieren.

Eine Tasche mit Abstandshalter anfertigen ("Taschenmethode" mit 
Abstandshalter) halte ich aus einfachen mathematischen Gründen für 
absolut kontraproduktiv. Die Folien für Ober- und Unterseite lege ich 
Deckungsgleich aufeinander und tackere diese mit einem Bürotacker *an 
einer Seite* zusammen, ohne Basismaterial (als Abstandshalter) 
dazwischen. In der Tat halten die von mir verwendeten Folien nach dem 
Tackern supergut aufeinander, da verrutscht beim einlegen der Platine 
nix mehr. (Den Tipp mit dem Tackern von Folien hab ich wie so vieles 
andere hier aus dem Forum. Anderes Vorlagenmaterial wie z.B. 
Transparentpapier lässt sich vermutlich besser durch einen langen 
Tesafilmstreifen fixieren.)

[Bem.: Die klassische Tasche ohne Abstandshalter halte ich auch für 
kontraproduktiv, da ich es absolut schwierig finde, das ganze fürs 
belichten der zweiten Seite ohne Verrutschen der Platine umzudrehen.)

Das Zusammentackern (oder von mir aus festkleben) an einer Seite 
reicht völlig. Dazu folgende einfache theoretische Überlegung (Satz von 
Pythagoras): Wenn ich die Vorlagen nur an einer Seite deckungsgleich 
fixiere und dann die 1.5mm hohe Platine dazwischen lege habe ich bei 
einem Abstand der Platine von der Fixierung von 1cm einen Versatz 
zwischen Ober- und Unterseite von weniger als 0.1mm (bei 3cm Abstand 
zwischen Tackerung und Layout-Rand weniger als 0.04mm!), vorausgesetzt 
eine der Vorlagenseiten ist "mindestens plan" (das ist aber meines 
Erachtens nach trivial!). Das Ausrichten der beiden Vorlagen 
gegeneinander geht super einfach und sehr schnell, da bei dieser Methode 
die beiden Vorlagen direkt übereinander liegen, ohne störenden 
Abstandshalter dazwischen.

Darüber hinaus könnte man sogar agumentieren, dass bei dieser Methode 
unter gewissen Umständen der Versatz zwischen Ober- und Unterseite 
vorhersagbar und damit korrigerbar ist :-)

4.) Ich entwickle mit dem "Seno 4006 Spezialentwickler"-Konzentrat. 1 
Liter hat mich damals ca. 14 DM gekostet; das Konzentrat wird 1:14 mit 
kaltem Wasser verdünnt. 10ml Konzentrat reichen für eine doppelseitige 
100x75mm^2-Platine, d.h. 1l Konzentrat reichen für 100 solcher Platinen. 
Das Zeug ist IMHO deutlich hautfreundlicher als NaOH und lässt sich, 
wenn man über einen Meßzylinder verfügt, sehr einfach und genau 
dosieren. (Meinen Meßzylinder [25ml mit 0.5ml Skala] hab ich über die 
Apotheke meines Vertrauens für ein paar Euro bekomen). Die 
Entwicklungszeit beträgt bei mir 20-30 Sekunden. Überstreichen der 
Platine beim Entwickeln mit einem weichen Pinsel hilft ungemein, der 
Lack der von mir verwendeten Platinen übersteht aber auch das 
"Drüberschrubbeln" mit einem säure- und chemikalienbeständigen Handschuh 
mit rauhen Konturen an den Fingerkuppen ohne Probleme. Bei den 
Bungard-Platinen ist das "Drüberschrubbeln" am Ende der Entwicklungszeit 
bei mir Pflicht, sonst bleibt teilweise eine hauchdünne Photolackschicht 
übrig, die den Ätzprozess behindert.

5.) Ätzen mit FeCl3 finde ich deutlich besser als mit 
Natriumperoxidisulfat: Das Ätzmittel FeCl3 hinterlässt sichtbare 
Flecken und ist bei Raumtemperatur verwendbar. Unsichtbare 
Ätzmittelflecken sind meines Erachtens einfach nur ätzend ;-)

6.) Durchkontaktierungen mache ich mit der Bungard Favorit und den 
entsprechenden Hohlnieten. Nicht ganz preiswert aber unglaublich 
entspannt. Bisher habe ich (weils immer ging) nie ein Pad als Via 
verwendet. Zur Hobbyisten-Not macht man halt kurz vor das Pad noch 'n 
Via und verbindet die beiden aufm Bottom-Layer. So spare ich mir 
zusätzliches Lötgefummel auf der Oberseite.

7.) Bohren tue ich einseitige Platinen ohne spezielle Anforderungen 
freihand mit der Baumarkt-Dremel. Im Ernst: Ich habe keine ruhigen 
Hände, aber bisher nur einen VHM-Bohrer abgebrochen(*). Bohrlöcher mit 
0.6mm sind mit dieser Methode für mich kein Problem.

Doppelseitige Platinen bohre ich prinzipiell nicht freihand, sondern 
nur mit Bohrständer, da Freihand-Bohrlöcher nur schwerlich senkrecht zur 
Platine hinzukriegen sind und man sich so die vorhandene 
Deckungsgleichheit zwischen Ober- und Unterseite versaut.

(*) Ich habe bisher (ca. 500 Bohrlöcher) exakt einen VHM-Bohrer 
ruiniert, und zwar folgendermassen: Bohrer war in der Platine und ich 
habe versucht, die Platine zum nächsten Bohrloch zu bewegen. Schön blöd 
- selber schuld. Bei 3€ Kosten pro Bohrer macht das bisher 6*10^-3 Euro 
Verschleiss pro Bohrloch, was ich für einen fairen Preis für einen 
Hobbyisten halte ;-)

Des weiterem habe ich bisher keine Probleme damit gehabt, vorhandene 
kleine Bohrlöcher (auch freihand!) mit größeren VHM-Bohrern aufzubohren. 
Teilweise habe ich auf meinen Platinen alle Löcher mit 0.6mm vorgebohrt 
und dann wenn nötig die Löcher mit größeren Bohrern aufgebohrt. Beim 
Aufbohren war ich allerdings immer sehr vorsichtig im Sinne von "kleinem 
Vorschub".

"Platinen mit speziellen Anforderungen" sind für mich solche, auf denen 
ich teure Teile ohne Fassung einlöten muss. Da ich beim Freihandbohren 
nie senkrechte Löcher hinkriege ist dass Auslöten von Bauelementen aus 
diesen
Platinen entweder eine Qual oder nicht möglich, da der Kontaktdraht der 
Bauelemente durch schiefe Löcher sehr stramm in der Platine sitzt. Also 
wird bei mir alles was wertvoll ist nur in Platinen mit ständergebohrten 
Löchern gesetzt.

Übrigens finde ich das drill-aid.ulp mit einem Durchmesser von *0.5mm* 
deutlich brauchbarer als mit dem Standardwert von 0.3mm. Mir fällt mit 
den größeren 0.5mm-Löchern sowohl mit dem Bohrständer als auch freihand 
das Zentrieren den Bohrers auf das Lötauge deutlich leichter. Bei 
freihand Bohren hat der Bohrer durch das größere Loche einen größeren 
"Fangbereich", was das rumgefräse des Bohrers auf dem Pad bei mir 
deutlich reduziert. Das mag aber Geschmackssache sein.

8.) Zum Dynamask-Lötstopp kann ich eigentlich nichts weiter sagen als 
meine Belichtungszeit: 30 Sekunden. Ansonsten funktioniert Dynamask bei 
mir genau so wie schon oft im Forum berichtet: Absolut problemlos, wenn 
man mehr oder weniger kleinere Fehlstellen (Luftblasen) in Kauf nimmt. 
Ich arbeite nach der bei Octamex herunterladbaren Anleitung: zuerst kalt 
laminieren, dann 1x warmlaminieren im 22€-C*****-Bürolaminator "Silber" 
reicht völlig. Der Laminator zieht die Platinen auch i.A. ohne gemurre 
ein. Bei Gemurre des Laminiergerätes helfe ich mir mehr oder weniger 
sanftem Druck nach. Verarbeiten tue ich das Lötstopplaminat im Schein 
einer Duka-Leuchte (das rote Pufflicht ;-), da hat man alle Zeit der 
Welt die Vorlage auszurichten, zu entwickeln, usw.

Mit Dynamask auf der Platine habe ich kein Problem, Löstellen mit 0.4mm 
Abstand zur Massefläche (oder zu was auch immer) ohne Stress sauber und 
ohne Kurzschlüsse zu löten, trotz zweier linker Hände am Löteisen.

Mit dem oben beschriebenen Glasrahmen geht das ausrichten übrigens auch 
sehr gut, da man das ganze in der Draufsicht ausrichten kann; nach dem 
Verschrauben des Glasrahmens hälts bomnenfest und kann ohne verrutschen 
zum Belichten umgedreht werden. Die 23€ für die Glaskonstruktion haben 
sich echt gelohnt; ich plane daher die Anschaffung eines weiteren 
Glasrahmens 20x16cm^2 für Eurokarten.

Nach dem Belichten gönne ich meinem Dynamask  45-60 Minuten Haltezeit. 
Entwickeln tue ich Dynamask (und Tenting Resist) in 1%iger 
Na2CO3-Lösung, mit dem "Wasch-Soda" in der grün-weißen Packung für ca. 
1€/500g aus der Drogerie mit dem Tier im Namen. Beim Entwickeln von 
Dynamask ist wischen mit einem Pinsel IMHO obligat! Meine 
Entwicklungszeiten liegen bei 5-7 Minuten mit pinselschrubbeln.

Nach dem Entwickeln trockne ich meinen Dynamask-Lötstopp einige Minuten 
unterm heissen Fön. Danach ist das Laminat nicht mehr klebrig. Zur 
weiteren Aushärtung kommt das ganze bei mir noch 2-5x (je nach 
Lust/Laune) für je 10 Minuten in den UV-Belichter.

9.) Tenting-Resist verarbeite ich nach dem selben Schema wie Dynamask, 
bisher aber nur "invers" als kombinierter Lötstop- und 
Bestückungsaufdruck für die Oberseite :-) Das Ergebnis sind Platinen, 
die unten grün und oben blau sind. Die im Canon-Tintenstrahler 
gedruckten Vorlagen sind fürs Tenting Resist anscheinend lichtdicht 
genug, bei 20sec Belichtungszeit hatte ich bisher sowohl beim Tenting 
als auch beim Dynamask nur scharfe Kanten.

Tenting Resist ist allerdings wohl etwas dünner als der 
Dynamask-Lötstopp und dementsprechend ist die Luftblasenproblematik 
deutlich schlimmer. Man (in dem Fall: ich) muss hier wohl je nach 
Platine und Verarbeitung einiges an Fehlstellen in Kauf nehmen. Im 
Hobbybereich halte ich das aber für mehr als tolerierbar.

---

Ok, zugegebenermassen, ich bin sicherlich, was die Platinenanfertigung 
angeht, aus Sicht einiger hier eher blutiger Anfänger. Trotzdem war es 
meine Idee, genau als solcher meine bisherigen Erfahrungen weiterzugeben 
- ich habe in den letzten Monaten viele Platinen verschlissen und bin 
nach einigen Denkprozessen und einer Glas-Spezialanfertigung 
(Belichtungsrahmen) jetzt auf einmal in der Lage, mühelos doppelseitige 
Platinen anzufertigen. Vielleicht hilft dieser Zusammenschrieb ja ein 
paar Leuten, die die selbe Geschichte hinter sich haben wie ich. Falls 
jemand Kritik oder Verbesserunsvorschläge anzubringen hat, wäre ich 
selber auch sehr dankbar - ich machs mir auch lieber einfacher und 
besser als kompliziert und unschön.

So denne gute Nacht liebes Mikrocontroller.net-Forum, lieben Dank für 
Deine bisherige Hilfe und allen Lesern, Schreibern und 
Tips&Tricks-Gebern vielen lieben Dank für Eure Zeit und Mühe,

Stephan

Autor: Stephan Henning (stephan-)
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na also, ist doch eigentlich gar nicht so schwer.
Die angegebenen Zeiten kann ich nur bestätigen. Die nächsten Bohrer 
kannst Du auch gern bei eB** kaufen. So 50 stk für 10 oder 20 EURO.
Dann tuts nicht so weh.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Ich hab auch Glasplatten fuer zweiseitige Belichtung, schraub die aber 
nicht zusammen, sondern hab Klemmen. Die haben eine Feder und mehrere 
Kilo Druck. Scheint mir einfacher zu sein.

Ich verwende Polyesterfolien ausm Laserdrucker. Die werden 
deckungsgleich mit Tesafilm auf zwei seiten aufeinander geklebt und dann 
wird die Leiterplatte dazwischen geschoben. Nicht vergessen die 
Oberseite der Leiterplatte gespiegelt zu belichten.

Autor: Janos K. (noshky)
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Hallo,
vielen Dank für deinen ausführlichen Report! Zu Hause stelle ich selbst 
sehr feine (zweiseitige) Platinen her - nur an die Nachverarbeitung habe 
ich mich noch nicht gewagt. Würdest du vielleicht Bilder deiner 
Ergebnisse posten?
Das würde mich brennend interessieren - und wahrscheinlich auch 
motivieren!
Gruß Janosch

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