UV-LED-Scanner-Belichter: erste Erfahrungen

[OA625 (Gast)]

Hallo an Alle!

Da ich Baujahr 1950 bin, habe ich von der Röhrentechnik bis zur heutigen 
Halbleitertechnik eine ganze Menge ausprobiert.
Dazu gehört (nach der Ära der Lötösenleisten) auch die 
Leiterplattenherstellung in ihren vielen Evolutionsstufen, wie:

Tuschezeichnung (die sich im Ätzbad löste),
Nitrolack (der ständig die Röhrchenfeder verstopfte),
Photolack aus der Flasche (aufgeschleudert und belichtet mit einer 
'nackten' 250W-Natriumdampflampe),
Abreibesymbole (eine Fummelei!),
die blaue PnP-Folie (teuer und auch nicht sooo toll)
sowie das Direkttoner- Verfahren (löchrige Flächen, stark 
druckerabhängig).

Alles keine befriedigenden Lösungen. Also weiterprobieren!
Neben den vielen Möglichkeiten einer Fertigung durch einen 
Leiterplattenhersteller ist die eigene Herstellung immer noch die 
Schnellste, wenn man nicht Eilzuschläge zahlt.
Und billiger ist es meist auch...

Aus diesem Grund und weil ich gerne experimentiere, habe ich mir trotz 
aller Unkenrufe einen Scanner- Belichter mit UV-LED's gebaut.
Über erste Erfahrungen will ich hier berichten.
Hartgesottene Anhänger der Röhrenfraktion sollten vielleicht nicht 
weiterlesen!

Grundlage ist ein Parallelport-Flachbettscanner Typ "network" mit 
unipolarem Steppermotor.
Der Scannerschlitten wird von Lampe, Spiegeln, Kamera und überflüssigen 
Rippen befreit.
Stattdessen findet eine Platine mit 72 UV-LED's mit 2000mcd/20° Platz, 
Abstand der LED's zur Belichtungsfläche ist ca. 40mm.
Die LED's wurden weder mattiert noch abgeschliffen, dadurch entsteht 
wenig Streulicht. Die LED's sind schräg versetzt so angeordnet, daß sie 
die Platine mit je 2,54mm Abstand überstreichen.
Die Anordnung in 3 Reihen auf ca. 14mm*183mm ergibt eine intensive 
gerichtete Beleuchtung auf kleiner Fläche.
Eine kleine Löthilfe half bei der Ausrichtung.
Die LED's werden zu je 4 Stück in Reihe mit 20mA aus 
Konstantstromquellen (LM317L + 62Ohm) gespeist.

Die Steuerung übernimmt ein PIC16F883, ein ULN2803 treibt Motor und 
LED's, Informationen gibt ein LCD-Display aus.
Die Schrittfrequenz des Motors ist per Setup einstellbar und beträgt 
derzeit 250Hz (4ms). Bis 500Hz (2ms) kann der Motor betrieben werden.
Alle Endlagen werden mittels Reedkontakt+Magnet abgefragt. Damit kann 
der Belichtungsweg mittels zusätzlich aufgelegtem Magneten an die 
Platinengröße angepaßt werden.
Soweit zur Technik. Weitere Bilder und ausführlichere Informationen auf 
Wunsch, damit dieser Beitrag nicht zu lang wird.

Die Ergebnisse:
Um reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten, wurden ein Film von Bauriedl 
und Bungard- Platinen benutzt.
Entwickler: NaOH 10g/l bei ca. 20°C
Ätzen: Natriumpersulfat bei ca. 40°C (keine frische Lösung)
1. Belichtungsreihe: 8/12/16/20 einfache Durchläufe, ab 16 Durchläufen 
wird ausentwickelt.
2. Belichtungsreihe: 16...30 Durchläufe: keine Überbelichtung trotz fast 
100% Mehrbelichtung (ohne Bild).
Ergebnis: Eine Auflösung von 6mil Leiterbreite ist kein Problem. 
Schmalere Leiterbahnen sind offensichtlich möglich, fallen dann aber 
wohl im Heimbereich eher unter die Rubrik 'Technische Onanie' .
Mit 16 Durchläufen ergibt sich eine Belichtungsdauer von ca. 3,5 Minuten 
für eine Euro-Platine.

Als Resultat dieser Tests wurde eine "richtige" Leiterplatte (80*100) 
belichtet, entwickelt und geätzt.
Da das schwarze Basismaterial ein Einscannen unmöglich macht, habe ich 
ein Photo gemacht.
Die minimale Leiterbreite beträgt 12mil, das Ergebnis ist absolut 
zufriedenstellend.

Erste Versuche mit 'Positiv 20'-Spray lassen auf wesentlich kürzere 
Belichtungszeiten schließen.
Wenn sich das bestätigt, dann habe ich zukünftig vielleicht meine 
Platinen schon im Entwickler während Andere noch ihre Röhren 
vorwärmen... ;-)))
Entsprechende Versuche mit unterschiedlichen Vorlagen und 
Platinenbeschichtungen folgen zu gegebener Zeit.

Fazit:
Der Versuch hat sich gelohnt, die Ergebnisse sind sehr gut, der 
Materialeinsatz (ca.45EUR) liegt noch unter dem für 4*15W-UV-Röhren 
(Reichelt) + Zubehör.
Und die Programmierung des PIC's hat auch noch Spaß gemacht.
"Bügeln" werde ich zukünftig wohl nur noch den Bestückungsaufdruck...

Viele Grüße
Johannes

[Valentin B. (nitnelav)]

Klingt ja gut.
Ich bin auch noch auf der Suche nach einer Möglichkeit,
Platinen herzustellen.
Sind in den ~45€ auch die UV-LEDs enthalten?
Wenn ja, wo hast du die gekauft?
Bei Reichelt kostet die LED ca. 1€...
Mit freundlichen Grüßen,
Valentin Buck

[Dieter M. (Gast)]

Schau mal bei Amazon.
Stichworte: LED UV 5mm

100St. 1000-2000mcd ca. 20 Euro

[OA625 (Gast)]

@ Valentin Buck:

Gibt's bei eb**y,
100 Stück für < 20EUR incl. Versand, jetzt mit 3000mcd angegeben.
Habe 100 Stück gekauft und ein bissel selektiert (gute Sonnenbrille ist 
Pflicht!).

Gruß
Johannes

[Arno H. (arno_h)]

Wie misst man mcd bei UV? Seriöse Hersteller geben die Leistung in W an.
Die Ähnlichkeit mit PMPO ist unverkennbar. :)

Arno

[Michael H. (michael_h45)]

Meinst du, "seriöse Hersteller" gehen mit dem Lineal an den 
Lichtkegel???

[nachteule123 (Gast)]

Hallo Johannes,

möchte mir gerne nach deiner Idee deinen Belichter nachbauen, wäre es 
möglich den pic-inhalt und einen Schaltplan zu bekommen???
....ev. gibt es ein Layout???

vielen dank!
Matthias

[Johannes R. (oa625)]

Hallo Arno!

In meinen bisherigen 59,660273972602739726027397260274 Lebensjahren habe 
ich 2 Arbeitsweisen kennengelernt:
1. die problemorientierte
2. die ergebnisorientierte.

Nach der Ersten würde ich wohl jetzt noch versuchen, die 
Herstellerangaben in lm/qm in Abhängigkeit von der Schrittweite des 
Steppers auf die spektrale Empfindlichkeit des Photolackes umzurechnen. 
Und ich würde inzwischen weiter Bügeln oder extern bestellen.

Da ich nach der zweiten Methode arbeite, genügen mir diese 
Herstellerangaben für einen groben Vergleich der Produkte, auch wenn 
hier zugegebenermaßen oft geschönt wird.
Mir genügt's, wenn die Dingerchen im vorgegebenen Spektrum schöööön hell 
leuchten, alles Andere bringt die Belichtungszeit.
Und die Ergebnisse haben zugegebenermaßen meine Erwartungen übertroffen.

In diesem Sinne
ergebnisorientierte Grüße
Johannes

[Johannes R. (oa625)]

@nachteule123

Hallo Matthias!
Kann ich machen.
Teilst Du mir bitte Deine Mailadresse mit?

Gruß
Johannes

[Arno H. (arno_h)]

@Johannes: Wenn es bei dir funktioniert, ist das doch in Ordnung.
Mir stoßen nur immer die der durchgehenden Phantasie einiger 
Verkaufsstrategen entstammenden Datenblattangaben (falls es überhaupt 
eins gibt) sauer auf.

Michael H. schrieb:
> Meinst du, "seriöse Hersteller" gehen mit dem Lineal an den
> Lichtkegel???

Seriöse Hersteller wissen, dass es bei unsichtbarem Licht keine mcd 
geben kann.
Ausserdem ist ein mcd-Wert ohne den zugehörigen Öffnungswinkel zwar 
werbewirksam, aber als Datenangabe wertlos.

Arno

[Mark P. (kellerkind)]

Mit der angegeben Emailadresse haste sichlich bald jede Menge Post! ;-)

[Jörg W. (dl8dtl) (Moderator)]

nachteule123 schrieb:

> möchte mir gerne nach deiner Idee deinen Belichter nachbauen, wäre es
> möglich den pic-inhalt und einen Schaltplan zu bekommen???

Johannes R. schrieb:
> Kann ich machen.

Hmm, es gibt ja schon den LED-Belichter als Artikel, der im
1. Artikelwettbewerb entstanden ist.  Das ist ein ziemliches
LED-Grab, weil er statisch belichtet.  Vielleicht willst du ja einen
neuen Artikel LED-Belichter im Scannergehäuse(?) anlegen und die
Sachen dort veröffentlichen?  Könnte ja noch mehr Leute interessieren.

Die Belichtungsdaten klingen jedenfalls nicht schlecht.

Wenn ich jetzt nur noch eine Möglichkeit fände, meinen alten AZ1350-
Lack ohne das nervige Geschleudere gleichmäßig aufzutragen, dann
müsste man wahrscheinlich die Motorfrequenz erhöhen oder die LEDs
per PWM dimmen. ;-)

[Darter (Gast)]

wie wichtig ist denn die Candela-Zahl und der Öffnungswinkel... und was 
meint ihre mit statisch belichten?

Kann man nicht ein LED-Array aufbauen und diese ohne den Motor am 
Bodenbereich des Scanners installieren?

[Guido (Gast)]

Hallo,

in diesem Fall benötigst Du mehr LEDs und somit auch ein größeres 
Netzteil. Des Weiteren wird es schwieriger eine gleichmäßige 
Ausleuchtung zu erreichen.

Darter schrieb:
> Kann man nicht ein LED-Array aufbauen und diese ohne den Motor am
> Bodenbereich des Scanners installieren?

Mit freundlichen Grüßen
Guido

[Michael H. (michael_h45)]

Darter schrieb:
[...]
Echt schön, dass du einen alten Thread mit einem völlig andren Thema 
wieder ausgräbst, nur um dann doch einen eigenen Thread aufzumachen.
Dich hat die Welt gebraucht...
Beitrag "Re: UV-Dioden-Belichter"

[Johannes R. (oa625)]

Hallo Darter,

wenn Du meinen Beitrag gelesen und das Foto der LED- Platine angesehen 
hast, sollte es Dir klar sein, dass die gleichmäßige Belichtung der 
Platine nur dadurch erreicht wird, dass die LEDs in einem Zeilenabstand 
von 2,54mm die Platine überstreichen und belichten. Durch den Abstand 
LED <-> Platine und den Strahlungskegel von 20° wird eine weitgehend 
homogene Beleuchtung bei einer kompletten Durchfahrt der LEDs bewirkt.

Weiteres hat ja Guido schon geschrieben.

MfG
Johannes

[Frank Klessascheck (Gast)]

Ich möchte gerne Kontakt zum Autor

MfG

Frank Klessascheck

[Uli (Gast)]

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