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Forum: Platinen Erster Ätzversuch doch nicht 100%tig


Autor: mmax (Gast)
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Hallo,

Hab soeben meine ersten Ätzversuche hinter mir und bin gar nicht so 
unzufreieden ... aber es war doch nicht 100%tig. Anbei mal ein Bild der 
Platine. Zwei stellen wurden aber nicht sauber freigelegt. Links geht 
eine Leiterbahn zwischen 2 Pads durch die leider Kontakt mit diesen hat 
und rechts sollte ein MM rauskommen, von dem man fast gar nichts sieht. 
Jetzt meine Frage woran ich da feilen soll?

Zum Belichten verwende ich einen umgebauten Flachbettscanner mit 3 
Röhren, denke je 5Watt. Und geätzt hab ich mit Natriumpersulfat mit 
einer Küvettenätzanlagen.

Belichtungszeit 3 min
Entwickeln ca 1:30 min
Ätzen bei 48 Grad ca 15 min

Eine zweite Platine hab ich dann etwas kürzer belichtet und da is dann 
nix gescheites rauskommen ... nach knapp 30 min waren dünne Leiterbahnen 
schon fast weg aber andere Bereiche noch nicht mal teilweise frei. Also 
denk ich mal dass ich mit der Belichtungszeit noch etwas rauf statt 
runter kann, oder?

Danke,
Max

Autor: Boss (Gast)
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Es kann sein, dass die Berlichtung nicht ganz gleichmäßig ist, d.h., 
dass die auszuleuchtende Fläche nicht homogen ist.

Beim Entwickeln die Platine immer bewegen, so lange entwickeln, bis sich 
keine Verfärbungen mehr ablösen

Beim Ätzen (mit Luftzufuhr????) notfalls auch etwas bewegen.

Autor: mmax (Gast)
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Ich denke schon dass ich gleichmäßig belichtet hab ... anbei ein Bild 
meines Belichtungsgerätes, hab die Platine mittig raufgelegt.

Beim Entwickeln hab ich das Entiwcklerbad auch immer bewegt, 
zwischendruch mal mit wasser abgewaschen und a bisserl mit dem finger 
abgerieben.

Beim Ätzen wir mit zwei Membranpumpen Luft reingeblasen, sollte also 
auch kein Problem sein.

lg,
Max

Autor: Geniesser (Gast)
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Die Belichtungszeit kannst du so lange steigern, bis die Masseflächen 
der fertigen Platine im Gegenlicht (helle Lichtquelle verwenden) feine 
Pünktchen aufweisen. Dann war es zuviel bzw., dann ist Licht durch die 
Vorlage gedrungen.

Die kleinen Brücken können von Fotolackresten herrühren, die nicht 
vollständig vom Entwickler abgetragen wurden. Event. hast du die Platine 
auch  einen Tick zu früh aus dem Ätzbad genommen (allerdings setzt dann 
auch bereits die Unterätzung ein; ist manchmal schwer den geeigneten 
Zeitpunkt des Herausnehmens genau zu treffen). Was man bei einer kleinen 
Brücke machen kann, ist die Platine herausnehmen und einen einzelnen 
Tropfen Persulfatlösung genau auf die Stelle geben und dort ein paar 
Minuten einwirken lassen (Brücke wird aufgelöst). Das verhindert die 
beginnende Unterätzung der gesamten Platine. Alternativ vorher Abstand 
zwischen den Leiterbahnen/Kupferflächen nur so eng wie nötig layouten. 
Das gibt mehr zeitlichen Spielraum beim Selberätzen.

Insgesamt fürs erste mal durch gar nicht so schlecht geworden.

Autor: mmax (Gast)
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Und noch ein Bild vom ätzen ... man sieht dass genug Sauerstoffbläschen 
die Platine umspülen.

Autor: Geniesser (Gast)
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> .. zwischendruch mal mit wasser abgewaschen ..

Während des Entwickelns? Wozu denn das? Das brauchst du nicht. Die 
Platibe bleibt im Entwickler bis sie fertig ist. Finger reiben ist 
wichtig, besonders wenn das Basismaterial nicht mehr ganz taufrisch ist.

Luft ist nicht immer von Vorteil. Da wo die Bläschen hochsteigen wird 
der Ätzvorgang beschleunigt, während der Rest zeitlich "hinterherhinkt".

Autor: Olli R. (xenusion)
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mmax wrote:
> Und noch ein Bild vom ätzen ... man sieht dass genug Sauerstoffbläschen
> die Platine umspülen.

Nein, 79% Stickstoff, 20% Sauerstoff, wenn es sich um ordinaere Luft 
handelt.

Aber auf den Sauerstoff kommt es nicht an (im Sinne eines 
Oxidationsmittels), es geht um die Bewegung des Aetzmittels an der 
Oberflaeche.

Du koenntest auch mit reinem Stickstoff oder einem Edelgas belueften :-)

Olli

Autor: Olli R. (xenusion)
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Geniesser wrote:

> Luft ist nicht immer von Vorteil. Da wo die Bläschen hochsteigen wird
> der Ätzvorgang beschleunigt, während der Rest zeitlich "hinterherhinkt".

Das ist nicht nachvollziehbar. Das Durchlueften soll einer 
Temperaturschichtung und der Bildung von Konzentrationsgradienten 
entgegenwirken. Das Durchlueften hat den Sinn der Umwaelzung, die Luft 
ist nicht an einer chemischen Reaktion beteiligt.

Natuerlich waere ein gleichmaessiger Blasenvorhang optimal. Sieht aber 
gut aus auf dem Foto.

Olli

Autor: Olli R. (xenusion)
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Der Belichter sieht soweit gut aus, weisse Auskleidung ist OK, Alufolie 
waere weniger gut.

Evtl. haette ich mehr Roehren verwendet. Eine Faustregel fuer 
gleichmaessige Ausleuchtung besagt, dass der Abstand der Roehren zur 
Glasplatte dem Abstand der Roehren untereinander entsprechen sollte.

Nochmal zurueck zur Luft: Der Aetzvorgang findet in einer waessrigen 
Loesung statt, neben dem geloesten Aetzmittel (und Kupferionen, die mit 
Na+ bzw. NH3-Komplexe bilden) hats da im Wesentlichen H3O+ und OH- 
Ionen. Letztere spielen bei den Oxidations- und Reduktionsprozessen eine 
Rolle, nicht aber Luftsauerstoff (O2). O2 ist ein glueckliches und 
zufriedenes Molekuel, dem man schwere Gewalt antun muss, um es zu 
Radikalen zu spalten. Das blubbert da einfach durch, mehr nicht.

Autor: Geniesser (Gast)
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> Das ist Kaese. Das Durchlueften soll einer Temperaturschichtung und der
> Bildung von Konzentrationsgradienten entgegenwirken. Das Durchlueften
> hat den Sinn der Umwaelzung, die Luft ist nicht an einer chemischen
> Reaktion beteiligt.

Das ist überhaupt kein "Kaese", sondern meine lange praktische Erfahrung 
mit Küvetten. Ätzt du überhaupt mit NaPS und Sprudelküvetten oder redest 
du wie so viele hier im Forum mal wieder wie der Blinde von der Farbe 
(sog. "Wikipedia-Experten")? Ich will es dir nochmal genauer 
beschreiben. Wenn Luftbläschen direkt über Leiterbahnen streichen, dann 
wird genau an dieser Stelle der Ätzvorgang beschleunigt. Das lässt sich 
auch schön nachweisen, indem man die Luft mal nur an einer bestimmten 
Stelle an der Platine entlang aufsteigen lässt. Dann bekommt man einen 
ungleichmäßig ablaufenden Kupferabtrag. Das ganze wird lediglich wieder 
gemindert, wenn man die Platine zusätzlich gleichzeitig bewegt (indem 
man den Platinenrahmen ein wenig hin- und herbewegt). Dann kann ich mir 
allerdings die Luft auch sparen. Ich ätze deshalb nicht mehr mit Luft, 
sondern mit einen sanften Bewegung der Platine im Ätzbad.

Autor: Olli R. (xenusion)
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Geniesser wrote:

> Das ist überhaupt kein "Kaese", sondern meine lange praktische Erfahrung
> mit Küvetten. Ätzt du überhaupt mit NaPS und Sprudelküvetten oder redest
> du wie so viele hier im Forum mal wieder wie der Blinde von der Farbe
> (sog. "Wikipedia-Experten")? Ich will es dir nochmal genauer

Nein, aber ich bin Diplom-Physiker mit Nebenfach Chemie und habe mit 
elektrochemischen Prozessen nicht nur theoretisch zu tun.

> beschreiben. Wenn Luftbläschen direkt über Leiterbahnen streichen, dann
> wird genau an dieser Stelle der Ätzvorgang beschleunigt.

Das ist richtig, liegt aber daran, dass dadurch Reaktionsprodukte 
weggefuehrt bzw. Edukte herangefuehrt werden.

Wie man ruehrt ist egal, Hauptsache, man ruehrt. Ich halte ein 
Sprudelbad dafuer am effektivsten.

Olli

Autor: AC/DC (Gast)
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@mmax

Achte darauf das deine Belichtungsmaske(Film) mit der Beschichtung
auf dem Fotolack der Platine aufliegt. D.h. das du dir eine Layout
spiegelverkehrt ausdrucken mußt. Beschriftungen helfen dabei.
Dann müßte das Leiterbild auch scharf geätzt werden können.

Autor: Sandro (Gast)
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Tipp:

Doppelt drucken, Folien aufeinander mit Tesafilm  und dann kannst 
deutlich länger belichten  -  beim proMa sind das dann 6 Min  -  mit tip 
top Ergebissen....

Autor: master (Gast)
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Der Sauerstoff ist zwar bei der Redoxreaktion an sich nicht von 
entscheidender Rolle, sorgt aber dafür, dass der Persulfatkomplex 
reagiert. Genau genommen erwärmt sich die Lösung sogar ein wenig, wenn 
O2 durchströmt.

Autor: Geniesser (Gast)
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Olli R. wrote:
> Nein,

dachte ich mir :)

> aber ich bin Diplom-Physiker mit Nebenfach Chemie und habe mit
> elektrochemischen Prozessen nicht nur theoretisch zu tun.

Das ist schon mal prima, ersetzt aber leider nicht die praktische 
Erfahrung beim Platinenätzen. Alle Theorie ist grau.

(Diplome sind hier in diesem Forum auch nichts besonderes und Chemie 
hatten wir alle)

> Das ist richtig, liegt aber daran, dass dadurch Reaktionsprodukte
> weggefuehrt bzw. Edukte herangefuehrt werden.

Diese Erkenntnis ist der Sache äußerst nützlich :)

> Wie man ruehrt ist egal, Hauptsache, man ruehrt.

Rühren ist rein praktisch gesehen bei sinnvoll knapp ausgelegten 
Küvetten eher schwierig, es sei denn automatisiert mit einem 
Magnetrührer (so einer Pille, die man unterhalb der Platine platzieren 
könnte; hab ich schon mal erwogen und jetzt wo du mich wieder drauf 
bringst .. mal sehen). Eine einfache, wirksame Methode ist die Platine 
mitsamt dem Platinenrahmen leicht über die Ätzzeit zu bewegen (gar nix 
machen geht auch, nur dann dauert der Vorgang länger ; event. sollte man 
die Platine mal um 180 Grad drehen, siehe weiter unten).

> Ich halte ein
> Sprudelbad dafuer am effektivsten.

Sprudelblasen richtig hinzubekommen ist gar nicht so einfach. Steine 
passten in meine letzte, knappe Küvette nicht rein und Schlauch aus dem 
Aquarienhandel setzt sich mit der Zeit leicht zu. Dann blubbert es 
wieder nur an bestimmten Stellen mit den genannten Folgen. Hinzu kommt, 
die preiswerten Membranpumpen bringen nicht so die Leistung und zu viel 
Geld ausgeben will man nicht und man muss aufpassen, das keine 
Ätzflüssigkeit über den Schlauch zurück in die Pumpe fließt (ist mir 
schon passiert). Da gibt es Hilfsmittel oder Schlauch abklemmen, aber 
einmal vergisst mans und ..

Ungleichmäßiges ätzen kann sich übrigens schon dadurch ergeben, dass die 
Temperaturverteilung ungleich ist (am Heizstab steigt einseitig sehr 
warme Lösung auf; diese Seite begünstigt dann den Ätzvorgang, was man 
nicht möchte. Man braucht dann wieder Bewegung oder muss die Platine mal 
in der Mitte der Ätzzeit wenden).

Autor: Olli R. (xenusion)
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master wrote:

> Der Sauerstoff ist zwar bei der Redoxreaktion an sich nicht von
> entscheidender Rolle, sorgt aber dafür, dass der Persulfatkomplex

Nnein, er ist ueberhaupt nicht beteiligt.

> reagiert. Genau genommen erwärmt sich die Lösung sogar ein wenig, wenn
> O2 durchströmt.

Klar, wenn der O2 vorgewaermt ist. Heisse Luft...

Autor: Aike T. (biertrinker)
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Zwei Folien übereinander ist sehr problematisch. Das kann vielleicht 
funktionieren, wenn man mit Röhren belichtet und ganz na dran ist. Ich 
habe damit aber vor allem viele Probleme mit unscharfen Kanten gehabt. 
Und damit kann man dann das ätzen wirklich vergessen. Da halte ich nix 
von.

Zur not die Folien im Copy-Shop machen lassen, wenn der eigene Drucker 
das nicht kann.

Autor: Michael G. (linuxgeek) Benutzerseite
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mmax wrote:
> Hallo,
>
> Hab soeben meine ersten Ätzversuche hinter mir und bin gar nicht so
> unzufreieden ... aber es war doch nicht 100%tig. Anbei mal ein Bild der
> Platine. Zwei stellen wurden aber nicht sauber freigelegt. Links geht
> eine Leiterbahn zwischen 2 Pads durch die leider Kontakt mit diesen hat
> und rechts sollte ein MM rauskommen, von dem man fast gar nichts sieht.
> Jetzt meine Frage woran ich da feilen soll?

Etwas laenger belichten und den Entwickler einen Tick staerker ansetzen. 
Beim Entwickeln mit einem weichen Pinsel ueber die Platine schrubbern, 
das ist auch sehr hilfreich, um etwas schlechter belichtete Stellen 
freizumachen.

Autor: mmax (Gast)
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Ok, erstmal viel Dank für die Tips ... werds heut abend nochmal 
probieren und hier berichten.

Ich hab da noch eine Frage zu eagle. Ich drucke immer in Graustufen und 
da die Pads grün sind, werden sie dann grau ausgedruckt ... nicht 
schwarz wie die Leiterbahnen. Kann man dass irgendwie hinbekommen, dass 
alles schön gleichmäßig schwarz wird? Sprich alle Layer schwarz gedruckt 
werden?

Danke,
Max

Autor: ... ... (docean) Benutzerseite
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ja kann man... beim ausdrucken gibts ne Option "nur schwarz" oder so...

Autor: mmax (Gast)
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ja genau das hab ich gesucht ... ist eh direkt im Druckdialog zu finden, 
da war ich wohl wieder mal blind ;-)

Danke,
Max

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