SMD Platine im Tonertransfer – Teil 1

Nachdem ich in letzter Zeit häufiger den Lötkolben in der Hand hatte und das Löten von bedrahteten Bauelementen mittlerweile wieder einigermaßen klappt, war es an der Zeit den Schwierigkeitsgrad zu erhöhen.
Dabei wollte ich gleich mehrere Dinge ausprobieren. Erstens das Erstellen einer Leiterplatte mittels DipTrace. Zweitens das Anfertigen der Leiterplatte mittels Tonertransfer und dann auch noch das Löten von SMD Bauteilen.

Der erste Schritt war das Erstellen der Leiterplatte. Mit Eagle hatte ich schon ein wenig experimentiert, daher kam diesmal DipTrace zum Einsatz. Das Tool läuft unter MacOS und Linux mittels wine und das erstaunlich performant und stabil. DipTrace gibt es als Freeware-Variante bei der Schaltungen bis maximal 300 Pins und, anders als bei Eagle, in beliebiger Leiterplattengröße (2 Layer) erstellt werden können. Als kostenlose non-profit oder academic Version sind sogar 500 Pins möglich. Das sollte in der Regel reichen.
Die Schaltung war im Editor recht schnell zusammengeklickt. Dabei sollte man darauf achten, gleich die richtigen Bauelemente zu verwenden. In meinem Fall waren das SMD-Bauteile (Dioden und Widerstände) in der Größe 1206 (ca. 3,2mm x 1,5mm). Der Vorteil ist, das später beim Erzeugen des Leiterplattenlayouts die Lötpins gleich die richtige Größe und den richtigen Abstand haben. Leider gibt es bei den SMD-Bauteilen in der Bibliothek keine LEDs, sondern nur „normale“ Dioden. Allerdings macht das später im Layout keinen Unterschied, daher habe ich mich damit zufrieden gegeben.
Aus der Schaltung war recht schnell ein Layout generiert. Auf der DipTrace Seite gibt es einige sehr gute Tutorials in Form von Videos und PDF-Dokumenten. Ich persönlich finde das Programm um einiges Intuitiver als Eagle, aber das ist sicher Geschmackssache.
Um beim Ätzen später weniger Kupfer auflösen zu müssen, habe ich die Platine am Ende mit einer Massefläche versehen.

Nun kam der spannende Teil, das Drucken des Layouts auf eine Seite aus dem Reichelt-Katalog. Der Trick ist, kein normales Papier zu verwenden, da dieses den Toner sehr gut aufsaugt und daher schlecht wieder abgibt. Hochglanzpapier aus Katalogen oder Magazinen nimmt den Toner nicht auf, er bleibt an der Oberfläche kleben. Einige Seiten und Papierstaus später hatte ich dann mein Layout auf der Katalogseite. In einem weiteren Versuch dann auch spiegelverkehrt, da das Layout auf die Leiterplatte aufgebügelt wird und somit „umgeblättert“ werden muss.
Schnell noch ein altes Bügeleisen anektiert und mit der Einstellung zwischen „Wolle und Leinen“ und einigen Blättern Papier dazwischen drauflos gebügelt. Nach dem Abkühlen klebt das Papier fest auf der Leiterplatte, da der Toner nun auch auf dem Kupfer haftet. Nun muß nur noch das Papier abgelöst werden.

Dazu legt man die Platine in lauwarmes Wasser und weicht das Papier ein, bis es sich leicht von der Platine ablösen läßt. Nach und nach kann man dann vorsichtig und unter fliessendem Wasser die restlichen Papierfasern abreiben. Mein erster Versuch war, wie auf dem Foto zu erkennen, leider nicht so erfolgreich. Der Toner hat sich teilweise beim Abreiben des Papiers mit abgelöst. Außerdem habe ich wohl beim Bügeln den Druck und die Hitze nicht ganz gleichmäßig verteilt. Auf der einen Seite sind die Lötaugen ziemlich „verlaufen“ und ausgefranst. Auch die Massefläche ist ziemlich löchrig geworden. Diese Platine zu ätzen macht wenig Sinn.
Im Unterschied zu fotosensitiven Platinen hat man bei der Tonertransfer-Methode immer noch eine Chance. Man muß lediglich den Toner mittles Azeton oder Nagellackentferner wieder von der Platine wischen und kann erneut ein Layout aufbügeln.
Für den zweiten Versuch habe ich dann auch die beiden Lötaugen für die Stromversorgung größer gemacht und den Abstand zwischen den Leiterbahnen und der Massefläche vergrößert. Ebenso wie die Bohrmarkierungen.
Auch beim Aufbügeln des Toners habe ich mehr darauf geachtet den Druck und die Hitze gleichmäßig zu verteilen. Das Ergebnis war dann auch deutlich besser. Wichtig beim Ablösen der Papierfasern ist, das man gerade dort wo kein Toner ist, alle Fasern gründlich entfernt, denn dort soll ja später das Kupfer weggeätzt werden. Papierfasern am Toner ist nicht so schlimm, denn dort wird das Kupfer ja nicht abgelöst.

Nun mußte die Platine nur noch geätzt werden. Das habe ich mit 500ml 50°C warmen Wasser und Natriumpersulfat gemacht. Das Ätzen selbst hat dabei ca. 1h gedauert. Wahrscheinlich weil das Wasser sich recht schnell angekühlt hat. Trotzdem bin ich mit dem Ergebnis recht zufrieden.

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