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.
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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
