Platinen selber ätzen: Es geht mit einfachsten Mitteln, man muss es nur üben!

Das sieht nicht gut aus! Der Toner wird zwar übertragen, aber selbst nach langem Einweichen in mit Spülmittel versetztem warmen Wasser kann man die noch am Toner festsitzenden Fasern nicht abrubbeln, denn treibt man das zu weit, ist auch kein Toner mehr auf dem Kupfer. Im Web macht einer der Vorschlag, auf dünnem Katalogpapier zu drucken. Ich habe einer zweiten Person mit Laserdrucker ein paar Seiten eines Katalogs per Post geschickt. Am Telefon haben wir dann besprochen, wie vorzugehen ist. Ich hörte noch, wie der Drucker das Papier einzog, aber dann war das Papier weg und kam nicht wieder raus. Es hängt jetzt irgendwo im Drucker, man kann seltsamerweise wieder auf normalem Papier drucken. In der Anleitung des Druckers fand sich später eine detaillierte Anleitung, wie der Drucker auseinander zu nehmen ist, um nach Papier zu suchen. Irgendwo fand sich dann die verschwundene Seite völlig zerknüllt. Dieser Weg wird also verworfen.

Es muss doch mit Fotolack gearbeitet werden. Das Herstellen einer Leiterplatte ist ein technischer Prozess, dessen einzelne Vorgänge gelingen müssen und von Parametern abhängig sind. 1. Erstellen der Belichtungsvorlage. 2. Optional: Beschichten der kupferkaschierten Rohplatine, wenn es nicht beim Hersteller erfolgt. 3. Belichten der lichtempfindlichen Fotolackschicht. 4. Entwickeln der Fotolackschicht, legt die wegzuätzenden Flächen frei. 5. Entfernen der Kupferschicht an den gewünschten Stellen durch Ätzen. Man kann beschichtete Platinen kaufen, die inzwischen nur geringfügig teurer als unbeschichtetes Material sind. Das war früher ganz anders. Die beschichteten Platten sind der bequemste Weg. Aber ich habe noch eine große kupferbeschichtete Pertinax-Platte, die fast 50 Jahre alt und ca. 0,25 qm² groß ist und noch auf Verwendung wartet. Und, kurios, einen Fotolack Positiv 20 mit Verfallsdatum 10/89, also über 30 Jahre alt. Kann man damit noch arbeiten? Ja, geht noch! Warum wird dann, wie ich an einer neu beschafften beschichteten Platine sehen konnte, für den Fotolack eine Haltbarkeit von ca. 2 Jahren angegeben? Das liegt an der professionellen Benutzung. Dort werden Prozesse wie Belichten und Entwickeln automatisiert abgewickelt. Verhält sich dann ein überlagerter Fotolack auch nur etwas anders als frischer, dann können diese Prozesse unter fehlerhaften Ergebnissen leiden. 1. Erstellen der Belichtungsvorlage Heutzutage benutzt man für die Erstellung der Belichtungsvorlage den Computer mit einem geeigneten Grafikprogramm. Man kann es versuchen mit Powerpoint oder Visio von Microsoft, von Draw in Libreoffice, mit einem allgemeinen CAD-Programm oder einem Programm wie InkScape oder einem Fachidioten für Elektronik wie KiCad, Eagle oder auch anderen Programmen zum Erstellen von Platinenvorlagen. Für meinen Teil benutze ich InkScape zum reinen Zeichnen bzw. Malen, ziehe aber das komplexe KiCad für Platinenvorlagen vor, obwohl die Benutzung voraussetzt, dass der Schaltplan im entsprechenden Modul eingebracht wird, was nicht trivial ist. Die Einarbeitung in KiCad erfordert Zeit! Oder man hat eine Vorlage von anderen, gedruckt in einem Buch oder einer Zeitschrift, als Datei oder was auch immer. Vorlagen auf Papier sollte man einscannen. Drucker: Ich hatte Zweifel, dass ein Inkjet-Drucker ausreichenden Kontrast und Dichte in den schwarzen Stellen liefert, musste mich aber eines besseren belehren lassen. Mein Drucker hat keine schwarze Pigmenttinte, sondern ein Schwarz, das aus zwei bis drei Farbstoffen zusammengemischt ist, genauso wie in schwarzen Kugelschreiberminen. Es funktioniert, wenn die Druckqualität auf "Hoch" eingestellt wird, weil dann mehr Tinte als für die Standard-Qualität verspritzt wird. Die optische Dichte wird gesteigert. Die ersten Versuche wurden mit üblichen Druckerpapier gemacht, die Einstellung für den Druck wurde unter "Einstellungen" gesetzt auf "Tatsächliche Größe drucken", Papier: Normalpapier, Druckqualität: Hoch. Es erwies sich aber beim Ätzen, dass das übliche Druckerpapier (80 g/m²) nur bedingt geeignet ist. Wie unten gezeigt, hat das Papier einen großen Einfluss auf das Endergebnis. Kurz gesagt: je dünner, desto besser! Auf der Suche nach Alternativen bin ich in meinem Lager auf ein altes Tütchen mit feinem Schreibmaschinenpapier (ZETA Mattpost, 70 g/m²) gestoßen, das in der Durchsicht im Vergleich zu Druckerpapier sehr homogen und viel lichtdurchlässiger aussieht. Die weitere Suche nach dünnem Papier führte zu einem Stapel von DIN C6  Umschlägen, die einmal als Aktionsangebot beim Discounter erworben wurden. Dünnes, glattes Papier, ohne Futter und ohne graue Innenbedruckung, alles andere als edel, für den Zweck hier aber gut geeignet. Solche Angebote gibt es manchmal auch für größere Formate in C5 und C4. C sind Übermaße zu den A-Formaten, eben für Kuverts. Auch unbedruckte (Brötchen-) Tüten sind aus dünnem Papier hergestellt. Vielleicht gibt es auch in Geschäften dünnes Verpackungspapier von der Rolle. Mein Lieblingspapier aber war um ersten Ansatz ein alter Block mit Luftpostpapier aus der Zeit, als Luftpostbriefe noch in Portostufen à 5 g bezahlt werden mussten. Dieses Papier ist hauchdünn und sehr homogen, die leicht blaue Einfärbung stört nicht. Vielleicht finden sich auch noch Blätter des ehemaligen Durchschlagpapiers (es ist noch im Handel). Weitere Alternativen habe ich in einer Papeterie gefunden: Es gibt dünnes, wohl von Architekten benutztes Skizzenpapier mit 24 g/m² und 40 g/m² als Pergamentpapier auf Rollen. Ob das durch Transparenzmittel auch transparent wird, weiß ich nicht. Weiterhin war vorrätig ein dünnes weißes Paper, das als Blumenseidenpapier oder auch einfach Seidenpapier bezeichnet ist und nur 18 g/m² wiegt. Da stellt sich aber für mich die Frage, ob dieses wirklich dünne Papier überhaupt die Tintenmenge aufsaugen kann, die beim Drucken in der Qualitätsstufe "hoch" aufgebracht wird. Verlaufen könnte drohen. Beim Suchen wurden auch ein paar bedruckbare Folien für die Overhead-Projektion gefunden. Diese sind einseitig mit einer dünnen wasseraufnehmenden Schicht versehen, in der die Tinte eintrocknet. Auf den ersten Blick sieht ein Ausdruck darauf toll aus, schaut man im Detail mit einer Lupe nach, kommt die Ernüchterung: Flächen haben teildurchlässige blasige Einschlüsse, die beim Belichten optisch nicht dicht sind und beim Ätzen Löcher entstehen lassen (s. u.). Also waren diese Folien auch kein gangbarer Weg. Für "grobe" Platinen, also ohne SMD-Bestückung komme ich mit meinem Luftpostpapier gut zurecht. Es entstand aber die Notwendigkeit, eine sehr kleine Platine mit reiner SMD-Bestückung herzustellen. Da war das Luftpostpapier zu grob! Die Lösung zum Erstellen feiner Platinen weiter unten.

Testobjekte zum Üben gibts hier zum Download als PDF-Datei, als SVG-Datei, oder PNG-Datei. Wichtig: Man tut sich was Gutes, wenn man auf dem Ausdruck eine längere bemaßte Strecke unterbringt, an der man nachmessen kann, ob der Ausdruck maßhaltig ist. Manche Druckertreiber denken da zu schnell mit und fangen an, beim Drucken zu skalieren. Die gedruckte Vorlage muss seitenverkehrt vorliegen, weil die Belichtung von hinten, der unbedruckten Seite aus, erfolgt! Wie kommt man an einen seitenverkehrten Druck? Hier ist's beschrieben. Und bevor man zum Drucken die Qualtät auf Hoch einstellt und damit viel Tinte verbraucht, sollte man auf normalem Druckerpapier und der Einstellung "Sparmodus" erst einmal prüfen, ob man maßhaltige und seitenverkehrte Drucke überhaupt hinbekommt.

2. Beschichten der Rohplatine mit Fotolack Wer mit bereits beschichtetem Material arbeitet oder arbeiten will, kann diesen Abschnitt überspringen. Umgebung: Sonnenlicht wegsperren! Der nicht unerhebliche UV-Anteil belichtet sonst den Fotolack. Mäßiges Kunstlicht aus Glüh- oder LED-Lampen ist zulässig, so lange sich die Lichtquelle weiter (> 1 m) von der Platine entfernt befindet und nicht längere Zeit direkt auf die Platine scheint. Man muss also nicht in einer Dunkelkammer arbeiten. Ebenso schädlich: Staub! Man muss keine Reinraumbedingungen herstellen, aber sollte auf möglichst staubfreie Umgebung achten, sonst bleiben u. U. unerwünschte Kupferbrücken stehen. Werkzeug: Spraydose mit Fotolack, kleine Säge zum Beschneiden der Rohplatine, Haushaltsscheuermittel, ggf. Lösungsmittel, Tageszeitung zum Unterlegen. Aus oben genannten Gründen wollte ich das Beschichten auch beherrschen. Man sollte die Platine schon vor dem Beschichten zurecht sägen. Nicht exakt auf Maß, sondern mit 2 - 3 mm Übermaß, weil man dann nach dem Ätzen mit Säge und/oder Feile eine evtl. verrutschte Vorlage korrigieren kann. Nichts ist ärgerlicher, als wenn eine dünne Leiterbahn am Rand durch eine verrutschte Vorlage nicht oder nur halb existiert. Die Kupferschicht wird jetzt gereinigt, am besten mit einem üblichen Haushaltsscheuermittel (ATA & Co.). Die Schicht muss metallisch blank sein und blank bleiben! Nicht mit den Fingern berühren, weil Hautfett die homogene Verteilung des Fotolacks sofort stört! Am besten die gereinigte und noch nasse Platine mit einem Blatt Küchenpapier trocknen und in diesem Papier zum Auftragen des Fotolacks bringen. Zum Auftragen des Fotolacks lege ich eine aufgeklappte Tageszeitung auf die Werkbank, so, dass der obere Teil hinten vertikal steht und der vordere Teil aufliegt. Dann wird die zu beschichtende Platine mittig auf den flachliegenden Teil gelegt. Die Spraydose wird etwas geschüttelt und in kurzem Abstand zum vertikalen Teil kurz auf den Sprühknopf gedrückt, um mit diesem kurzen "Zisch" die Düse  zu reinigen. Dann sprühe ich aus ca. 20 cm Entfernung mit einem nicht zu schnellem Ritsch-Ratsch von links nach rechts und wieder zurück über die Platine. Der Lack zeigt zuerst mal ein pockiges Aussehen, wird aber nach wenigen Sekunden glatt. Auch entstandene Luftbläschen platzen in dieser Zeit. Gibt es Bereiche, auf denen der Lack nicht verläuft sondern Kügelchen bildet? Bleiben am Rand Einbuchtungen ohne Fotolack zurück? Dann ist Fett auf das Kupfer geraten, Lack mit Lösungsmittel und Küchen- oder Klopapier wegwischen und wieder einsprühen. Bildet sich am Rand eine kräftige Kante, dann ist zu viel Lack auf die Platine geraten. Den Lack mit Lösungsmittel abwischen und wieder sprühen. Bildet sich gar keine Kante, dann besteht die Gefahr, dass der Lackauftrag zu gering war. Nach meiner Erfahrung hat man genau die richtige Dicke gesprüht, wenn die Kante dünn ausgeprägt sichtbar ist. Die Düse der Spraydose reinigen, in dem man die Spraydose auf den Kopf stellt und ein paar Sekunden sprüht, bis nichts Sichtbares mehr aussprüht. Letzte Prüfung: Ist Staub auf oder in die Lackschicht geraten?  Genau hingucken, am besten mit einer Lupe. Wenn ja, auch dann mit Lösungsmittel den Lack wegwischen und wieder neu sprühen. Trocknen bzw. Einbrennen/Härten des Fotolacks Man tut dem Lack was Gutes, ihn bei erhöhter Temperatur zu trocknen. Die Anleitungen sagen, man soll dabei 70 °C nicht überschreiten, und das stimmt. Entweder verliert er Empfindlichkeit oder er wird zu hart, jedenfalls zeigen sich Probleme bei der nachfolgenden Entwicklung.

Man benötigt eine lichtdichte Kammer, ein Thermometer und eine Wärmequelle. Früher habe ich das Trocknen abends im Backofen vorgenommen, aber dessen Thermostatregelung ist viel zu ungenau, die Ergebnisse streuten gewaltig. Heute benutze ich einen Topf mit Grillhaube aus den 1960er Jahren, deren 700 W mit einer Phasenanschnittsteuerung (Dimmer) gebremst werden. Die Temperatur wird mit dem schon erwähnten Thermometerfunktion des DVM gemessen, und ein Schalter zum Ein- und Ausschalten erlaubt mir mit dem auf Minimum eingestellten Dimmer eine manuelle Zweipunktsteuerung, mit der ich den Temperatur zwischen 69 °C und 70°C sauber für 15 Minuten halten kann. Das Anheizen verläuft schön langsam, es dauert mehrere Minuten, bis die 70 °C erreicht sind, die gesamte Prozesszeit beträgt bei mir 20 Minuten. Verlängert man diese Zeit (ich wurde zum Kaffee gerufen und ließ bei ausgeschalteter Heizung die beschichtete Platine in der Kammer. Bei meiner Rückkehr war die Temperatur auf ca. 55 °C gesunken), dann "verbrennt" der Lack und zeigt keine Lichtempfindlichkeit mehr. Für die Temperaturmessung wurde ein kleines Loch für den Sensorstab in den unteren Topf gebohrt, die Sonde misst die Lufttemperatur. Das sollte genau genug sein.

Aber diese Grillhaube ist nicht allgemein verfügbar. Man suche also eine Blechdose, vielleicht sogar verschließbar, die als beheizte Trockenkammer dienen kann und Platz bietet für die größte Platine, die man für sich vorstellen kann (für mich wäre Postkartengröße schon sehr groß!). Hat man ein traditionelles Thermometer, bohrt man seitlich ein Loch in die Dose, in das man das Thermometer einsteckt, möglichst tief, aber die 70 °C -Marke muss gerade noch ablesbar sein. Hat man das Thermometer nicht, kann man das auch selbst bauen, wie auf der Seite über Messvorsätze gezeigt. Beispiel: Diesen Mini-Backofen aus einer Cornedbeef-Dose kann man mit einem Fön anblasen und auf einer Innentemperatur von 70 °C halten, gemessen mit einer Sonde wie in dem Artikel beschrieben. In die Dose kann man eine Platine bis zu 65 mm x 50 mm einlegen. In eine 700 ml Konservendose, liegend und mit Alufolie verschlossen, passt schon eine wesentlich größere Platine. Zum Beheizen könnte man auch eine Infrarotlampe benutzen, die man mit einem Dimmer ausbremst (auf die Lampen-Leistung achten!) oder durch Ein- und Ausschalten steuert.

3. Die Belichtung Die maximale Empfindlichkeit des Fotolacks liegt bei 395 nm (360 nm - 410 nm). Der sichtbare Lichtbereich liegt zwischen 400 nm - 750 nm, UV-A zwischen 315 nm und 380 nm. Als übliche Lichtquellen haben nur Neon-Röhren eine Ausstrahlung bis in den UV-Bereich, denn das Plasma in der Röhre strahlt vorwiegend im UV, was durch die weiße Leuchtstoffbeschichtung und deren Fluoreszenz in den sichtbaren Bereich übertragen wird. Wie immer, gibt es dabei einen Wirkungsgrad und die Umsetzung beträgt nicht 100 %, so dass im abgestrahlten Licht noch ein UV-Anteil enthalten ist. Andere vielleicht im Haushalt vorhandene UV-Strahler können sein: Höhensonne, Gesichtsbräuner, Geldschein-Prüfer mit UV-Lampe, usw. Man muss sich also für etwas davon entscheiden. Hat man nichts davon, dann muss man etwas kaufen, meine Wahl würde dann vielleicht auf eine Schwarzlicht-LED-Taschenlampe fallen, die ich bei dem Versender meines Vertrauens gesehen habe. Oder mal auf einen Flohmarkt gehen und nach den genannten Geräten suchen. Es gibt auch eine Lampe von OSRAM, die für ca. € 30 im Handel ist, die für mich aber nicht in Frage kommt. Schon wegen der 300 W, die eine besondere Keramikfassung erfordern. Andere Lampen mit UV-Anteil werden im Terraristik-Handel angeboten. Suchen nach Reptilienlampe. Später wurde eine UV-Lampe gebaut, s. u. Die UV-Leuchte:

Meine Wahl ist erst mal auf eine vorhandene Energiesparlampe gefallen, in einer  Architektenleuchte, deren Schirm sich leicht abnehmen lässt. Man sieht hier, dass der Abstand zu den kleinen Teststreifen gering ist, nur ca. 5 cm. Für größere Platinen muss er vergrößert werden. Es zeigte sich, dass die Intensität so stark abnimmt (mit dem Quadrat der Entfernung), dass eine vernünftige Belichtungszeit nicht mehr erreicht werden konnte. Es musste also ein Reflektor her, um möglichst viel Licht auf die Vorlage strahlen zu können.

Der Reflektor hat zwei Seitenteile aus Wellpappe, die parabelförmig zugeschnitten sind. Zum ersten Mal seit meiner Schulzeit habe ich sechs Parabelpunkte mit Zirkel und Lineal auf einem Blatt A4 konstruiert. Das wurde zuerst in der Mitte parallel zur langen Seite einmal gefaltet. Die Falte war dann die Mittellinie auf dem wieder aufgefalteten Blatt. Die Punkte wurden dann nur in der oberen Hälfte konstruiert, mit einer Achsenlänge von 40 mm, die Öffnung für die Lampe hat einen Durchmesser von 37 mm. Dann wurde das Blatt wieder gefaltet und ausgeschnitten. Das ausgeschnittene Teil diente als Vorlage zum Anreißen. Die Wellpappe wurde mit einem Japanmesser geschnitten.   Die nutzbare Länge der Lampe beträgt 55 mm. In dieser Breite wurde ein Streifen aus dünnem Karton geschnitten und mit selbstklebendem Aluband (Breite 50 mm) beklebt. Mit Hilfe von Weißleim und vier Stecknadeln wurde das Ganze zusammengebaut. Man sieht hier schön, wie die reflektierten Sonnenstrahlen auf den Brennpunkt zusammenlaufen.

Hier das Ergebnis beim Belichten einer Platine. Der abgenommene Leuchtenschirm dient als Unterlage. Die endgültige Belichtungszeit liegt bei 20 Minuten, mit dem dünnen Luftpostpapier. Später wurde gefunden, dass es auch mit normalem Druckerpapier geht, die höhere Dichte aber 1 Stunde erfordert.

Vorlage transparent machen: Das kann man mit TRANSPARENT 21 machen, es gibt aber eine Einschränkung: Es verdunstet relativ schnell. Hat man keine starke UV-Quelle und kommt mit den Belichtungen in den Zeitbereich von 20 min und mehr, dann kann man ein Nachlassen der Transparenz beobachten. Dasselbe gilt auch für Lampenöl, was nichts anderes als gereinigtes Petroleum ist. Besser geeignet ist ein dünnflüssiges Nähmaschinen- bzw. Fahrradöl oder auch das Ballistol Universalöl. Hat man beides nicht, dann kann man auch in Apotheken "Paraffinum liquidum" kaufen, 50 - 100 ml sollten reichen (und hat ein gutes Feinmechaniköl). Den einzigen Vorteil, den ich bei TRANSPARENT 21 sehe: Das Verfliegen führt dazu, dass nach einigen Stunden die Vorlagen wieder trocken sind und deshalb gut aufbewahrt werden können. Bei normalem unbehandeltem Papier legt man die Vorlage mit der bedruckten Seite nach unten, also zur Kupferfläche auf dieselbe und sprüht oder tröpfelt das Transparenzmittel darauf. Nach wenigen Sekunden sieht man den Effekt und auch evtl. eingeschlossen Luftblasen, die man mit  einem Finger zur Seite herausdrückt. Dann ggf. noch einen Tropfen des Mittels aufbringen. Die Vorlage muss auf der ganzen Fläche, auch am Rand(!) spaltlos auf dem Kupfer aufliegen. In der Anleitung zum Spray wird gesagt, dass man auch zuerst des Mittel auf des Kupfer aufsprühen kann, um dann die Vorlage darauf zu legen, Wenn man diesen Weg geht, muss man die Vorlage mit dem Finger, besser noch mit einer Spachtel, glatt streichen, z. B. einer alten Scheckkarte, damit der Spalt zwischen Vorlage und Kupfer klein wird. Es ergeben sich sonst unscharfe Kanten. Steht die Transparenzflüssigkeit ungleichmäßig auf der Belichtungsvorlage, dann kann das zu unterbelichteten Zonen führen, die man dann beim Ätzen bemerkt. Benutzt man das unten erwähnte selbst hergestellte "geleimte" Papier oder Fotopapier, dass dringt das Transparenzmittel nicht durch die bildtragende Schicht. Details sind unten beschrieben. Probebelichtungen: Die Belichtungsdauer kann nicht mit einem Belichtungsmesser bestimmt werden, weil der UV-Anteil maßgebend ist. Für diesen ist der Belichtungsmesser blind. Man muss sich also an die richtige Zeit herantasten, indem man die Platine sukzessive abdeckt. Mit dunklem Papier, Karton oder einem Stück Blech. Man kann versuchen, diese Abdeckung aufzulegen, bei dem gewählten Intervallende anzuheben, um 5 mm - 10 mm zu verschieben und wieder auflegen. Die Wahrscheinlichkeit, die Vorlage dabei zu verschieben, ist hoch! Will man das vermeiden, dann muss man sich was einfallen lassen. Die Zeitintervalle wählt man exponentiell, z. B. 1 / 2 / 4 / 8 Minuten, oder 3 / 6 / 12 / 24, was, wie Fotografen sagen, eine Steigerung um je eine Blende darstellt. Will man feiner testen, wäre eine Reihe z. B. 1 / 1,4 / 2 / 3 / 4 / 6 / 8 oder 3 / 4,5 / 6 / 9 / 12 / 18 / 24 Minuten, was pro Schritt in etwa 1/2 Blende entspricht. Ausgeführt wird das, in dem man mit dem Startwert die ganze Platine belichtet, die erste Stufe abdeckt, und danach für jeden Schritt nur noch die Differenz zur vorherigen Belichtung ausführt, also 1 / 1 / 2 / 4 oder 3 / 3 / 6 / 12, und immer weiter abdeckt. Transparenzflüssigkeit entfernen: Das TRANSPARENT 21 soll sich mit Wasser und Spülmittel entfernen lassen. Meine ausprobierten Alternativen sind damit sicher nicht lösbar, weshalb die Flüssigkeit mit einem mit Waschbenzin getränktem weichen(!) Läppchen oder einem Papiertaschentuch entfernt wurde. Mehrfach mit Waschbenzin wischen! Geht man hier mit einem zu rauen Werkstoff vor, z. B. Toilettenpapier, Küchenkrepp, ..., dann wird u. U. der Lack angekratzt und man hat später in den Bahnen Unterbrechungen. Waschbenzin löst den Lack nicht oder nur ganz langsam an. Schludert man hier, verhindern vorhandene Reste des Transparenzmittels den Zutritt der Entwicklerlösung, der belichtete Lack wird dann nicht gelöst. Man kann dem vorbeugen, in dem man dem Entwicklerbad (s. u.) ein paar Tropfen Spülmittel oder Allzweck-Haushaltreinigungsmittel (Meister Proper & Co) hinzufügt. 4. Entwickeln der belichteten Platine Nun kommen Schälchen ins Spiel, die man im gelben Sack findet: Fleischsalat, Fischmarinaden, Käse, Miesmuscheln und vieles andere wird in flachen Schalen aus Polystyrol (PS) oder Polypropylen (PP), seltener aus PET oder Polyethylen verpackt. Diese Verpackungen eignen sich gut als Schälchen zum Entwickeln und Ätzen. Mein bisher benutztes Schälchen kann Platinen bis zu 110 mm x 80 mm aufnehmen bei einer Flüssigkeitsmenge von 60 ml - 80 ml. Der Entwickler wird mit Ätznatron (Natriumhydroxid, NaOH) angesetzt, in einem Gewichtsverhältnis 1 : 100. Angegeben wird für Positiv 20 7 g/l, was aber nicht bedeutet, dass man 1 Liter ansetzen muss. Ganz im Gegenteil: Der Ansatz kleinster Mengen ist vorzuziehen. Für die vorbeschichteten Bungard-Platinen scheinen 10 g/l geeigneter zu sein..

Wie abmessen? Es gibt für teuer Geld Ätznatron abgepackt in 10 g Tütchen, größere Gebinde sind weitaus preiswerter. Meine erste Plastikflasche mit 1 kg konnte ich in den 1970er Jahren noch für geringes Geld in einer Drogerie kaufen und hat mich für 30 Jahre versorgt. Auch für allgemeine Reinigungen im Sanitärbereich. So groß ist der Bedarf im Alltag also nicht. Dieses Ätznatron war in Kügelchen von ca. 1 mm Durchmesser konditioniert. Heutzutage werden kleine Plätzchen hergestellt. Deren Größe folgt allerdings keiner Norm, weshalb die Größe dieser Plätzchen von Hersteller zu Hersteller variieren kann. Es ist deshalb nicht möglich zu raten: nimm 5 Plätzchen für 100 ml. Hat man eine Flasche mit 250 g oder 500 g gekauft, dann muss man das Plätzchengewicht bestimmen, in dem man z  B. 20 Plätzchen abwiegt, oder z. B. 20 g abwiegt und dann die Plätzchen zählt. Hat man keine Briefwaage oder keine digitale Haushaltswaage (die i. d. R. bei 20 g eher einen Schätzwert abliefert), muss halt bei Nachbarn oder anderen Quellen mal danach fragen. Bei mir liegt das Durchschnittsgewicht der Plätzchen bei 0,2 g, mit der Folge dass die kleinste Entwicklermenge bei 10 g/l 20 ml ist, die nächste 40 ml u. s. w. Bei 7 g/l ist die Basismenge 27 ml. Festes und damit trockenes NaOH ist unkritisch, solange man dafür sorgt, kleine Bröckchen vom Körper, vor allem den Augen(!) fernzuhalten. Denn erst in der wässrigen Lösung bildet sich bei höchster Konzentration (ca. 1 (kg NaOH)/(kg Wasser)) die stärkste Lauge, die man mit Alltagsmitteln herstellen kann, die auf Schleimhäuten und wieder den Augen schwere Verätzungen hervorrufen kann. Wir haben hier aber nur 7 - 10 g/l, also eine nur geringe Konzentration. Trotzdem beträgt der pH-Wert ca. 14 und deshalb: Bekommt man einen Tropfen der Lauge auf die Hände, dann sofort mit Wasser verdünnen und abwaschen. Vorsichtige Leute tragen Gummihandschuhe und eine Schutzbrille beim Umgang mit der Lauge. Also nicht mit der Lauge rumpanschen. Bekommt man Tropfen auf die Kleidung: Es könnte Bleichflecken geben, also sofort Wasser drauf und auswaschen! Abmessen der Entwicklerlösung, deren Ansatz und die Entwicklung Um den Bedarf an Entwicklerlösung abzuschätzen, legt man die Platine erst einmal in das geeignete Schälchen und gießt soviel Wasser dazu, dass es nur ein paar Millimeter über der Platine steht. Diese Menge misst man in einem Messbecher ab und weiß dann, wie viele Plätzchen man zufügen muss, um die erforderliche Konzentration zu erreichen. Die Platine nimmt man dann aus dem Schälchen heraus, gibt das Wasser zurück und die Plätzchen hinzu und schwenkt das Schälchen sanft, bis die Plätzchen sich vollständig aufgelöst haben. Das ist wichtig, denn kommen noch feste Reste NaOH auf die Fotolackschicht der Platine, dann wird der Lack dort gelöst, ob belichtet oder nicht! In den fertigen Entwickler lässt man die Platine gleiten, Fotolack oben und bewegt die Schale wieder durch leichtes Schwenken. Nach kurzer Zeit, max. 120 s, sieht man die ersten Wölkchen an den belichteten Stellen aufsteigen und das blanke Kupfer wird immer sichtbarer. Normalerweise ist die Entwicklung nach weiteren 90 s bis 120 s abgeschlossen, aber eher einen Tick länger als zu kurz behandeln. Die verbliebenen Fotolackflächen sollten sich deutlich vom helleren Kupfer abzeichnen. Man entnimmt die Platine mit einer geeigneten Pinzette und geht direkt unter den Wasserhahn oder in einen bereitstehenden großen Joghurtbecher, der gut mit Wasser gefüllt. Ist die Platine für die Pinzette zu groß und schwer, hebt man ein Ende an und packt mit der Flachzange, möglichst an einer Ecke, wo oft Platz für Befestigungsbohrungen gelassen wird und taucht die Platine samt Zange in eine bereitstehende Schüssel mit reichlich Wasser. Später unter fließendem Wasser nochmal abspülen. Den Entwickler erst mal parken, z. B. in einem leeren Joghurtbecher. Man weiß ja nie, vielleicht braucht man ihn gleich wieder, für den zweiten Versuch! Nun prüft man die Platine mit einer Lupe: Sind alle Unterbrechungen auch wirklich frei? Sieht man noch vereinzelte Brücken, kann man den Lack ggf. weg kratzen. Sind evtl. Kratzer im Fotolack? Diese kann man mit einem spitzen Filzstift, z. B. Edding 140 s, abdecken. Oder ist dieser teilweise verschwunden? Stellt man große Fehler fest, dann hilft nur, den Fotolack mit Lösungsmittel wegzuwischen und wieder von vorne zu beginnen. Hat man nur beschichtetes Material vorrätig, muss man neues einsetzen. Hier hat man mit der eigenen Beschichtung aus der Spraydose einen Vorteil.

Hilfsmittel zum Abmessen Zum Abmessen von Wasser und den Chemikalien (Ätzmittel) sind solche Messbecher aus dem Medizinbereich vorteilhaft. Links ein kleiner, der bis zu 20 ml fasst, rechts ein größerer für 120 ml. Der linke stammt von Hustensaft, vom rechten weiß ich nicht mehr, wie er mir zugestoßen ist. Im Krankenhaus dürfte das Standardausrüstung für die Verteilung flüssiger Medikamente sein. Vielleicht gibt's sowas auch in der Apotheke, die ja oft auch Arztpraxen beliefern. Man kann sich solche Messbecher auch selbst aus transparenten Trink- oder Joghurtbechern herstellen, in dem man auf einer Waage in z. B. 10 g Schritten Wasser einfüllt und die jeweilige Füllhöhe mit einem permanenten Filzstift markiert. Pulverförmige oder salzartige Chemikalien lassen sich mit für diese Zwecke hier ausreichender Genauigkeit über das Schüttmaß "abwiegen". Das Schüttmaß eines Feststoffes ist die Dichte in Gewicht pro Volumeneinheit, also z. B. kg/l oder t/m³. Bei den NaOH-Plätzchen ist das nicht sinnvoll, beim Ätzmittel (s. u.) schon mehr. Zum Entwickeln wurden hier im rechten Becher 60 ml abgemessen, dem dann in der Schale 3 meiner Plätzchen NaOH beigefügt wurden.

Erwärmung im Wasserbad Dazu benutze ich eine Induktionsplatte, die mal preiswert beim Discounter erstanden wurde und darauf kommt eine ausgediente Pfanne mit 28 cm Durchmesser. Diese wird nur ca. 5 mm hoch mit Wasser gefüllt und das Schälchen hineingestellt. Dann schalte ich die Kochplatte ein, gehe auf maximale Leistung und fühle mit dem Finger die Wärme im Wasser. Dabei wird das Schälchen durch leichtes Anheben einer Ecke bewegt. Kommt mir die Wärme des Wassers ausreichend vor, schalte ich die Platte wieder aus. Bildet sich auf der Kupferoberfläche eine braune Schicht, dann ist die Ätzmittelkonzentration zu gering. Durch Zugabe kleinster Mengen Ätzmittel, der berühmten Messerspitze, kann das behoben werden. Das einstreute Ätzmittel braucht einige Zeit bis zur völligen Auflösung. Sieht man keine Kristalle mehr, gibt man die entwickelte Platine dazu und bewegt weiter das Schälchen. Kommt mir bei der Fingerprobe das Wasser (nicht das Ätzbad, da greife ich nicht rein) zu kalt vor, wird die Platte wieder für 10 s - 15 s eingeschaltet. Die Plattenleistung kann zwar bis auf 200 W zurückgestellt werden, aber das ist für einen kontinuierlichen Betrieb zu viel, das Wasser wird zu heiß, das Ätzmittel zersetzt sich. Man sieht dann sehr schnell an den freiliegenden Kupferflächen eine Farbveränderung, das Kupfer wird heller, fast rosa. Das untere Bild ist ein Beispiel dafür. Der Prozess wird fortgeführt mit Schaukeln und gelegentlichem Nachheizen. Sind Gasblasen sichtbar, wie auf den unteren Bild unten links und verschwinden sie beim Schaukeln nicht, dann muss man diese mit der Kunststoffpinzette wegwischen. Oder es ist ein Indiz für eine zu hohe Temperatur, denn ab 60 °C treten Zersetzungsprozesse des Natriumpersulfats ein.  Beim Schaukeln fasst man immer wieder mal eine andere Ecke des Schälchens an. Nach mehreren Minuten sieht man dann, meist am Rand, dunkle Stellen auftauchen. Dort ist das Kupfer dann schon abgetragen. Man setzt den Prozess fort, bis keine hellen Stellen mehr zu sehen sind. Dann sollte die Platine fertig sein. Herausnehmen, abspülen, und mit der Lupe prüfen.

Hier die meisten Versuchsergebnisse beim Herantasten an die richtigen Parameter meines Prozesses. Mit dem grünen Hintergrund sind es Testmuster mit frisch gekauften beschichteten Platinen, braun sind die Proben mit der uralten Pertinax-Platte beschichtet mit dem uralten Fotolack. In der Mitte sieht man Proben, bei denen fast kein Kupfer nach dem Ätzen übrig blieb. Zu lange belichtet? Nein! Nach mehreren Durchgängen kam ich auf die Idee, die Konzentration des Entwicklerbads zurück zu nehmen, auf ca. 7 g Ätznatron pro Liter. Und, siehe rechts, der Fotolack schwamm mir nicht mehr davon. Auch die neuen Platinen ließen sich mit dieser geringeren Konzentration entwickeln, es dauert nur etwas länger. Wie sind diese Teststreifen entstanden?

Zu sehen ist: 1 = Eine Unterlage. 2 = Zwei Leistenreste, die einen Abstand nach oben für die Abdeckung 5 herstellen. Bei 3 liegt ein Prüfmuster ausgedruckt auf Folie auf, bei 4 liegen Prüfmuster ausgedruckt auf zwei unterschiedlichen Papierarten auf. Die Prüfstreifen wurden halbiert, einer davon ist mit K (Kuvertpapier) markiert. 5 ist die Abdeckung, die bei den ersten 3 Minuten nicht auflag, und dann in der Folge 1,5, 1,5, 3, 6, 6 Minuten um je einen halben Siemensstern nach rechts verschoben wurde. Bei 3 sieht man die nach der Beschichtung auftretenden Ränder, in der Mitte eine kleine Bucht, da ist wohl mein Finger vor dem Aufbringen der Beschichtung auf die gereinigte Kupferfläche geraten. Man sieht, schon das Anfassen an der Kante kann Störungen des Lackauftrags verursachen. Rechts sieht man ein Ergebnis einer Stufenbelichtung, diesmal auf vorbeschichtetem Platinenmaterial. Unten mit der Vorlage auf Folie F ausgedruckt, oben auf zwei verschiedenen Papieren P1 und P2.    Zu sehen ist, dass die Beschichtung unter der Folie viel härter reagiert, d. h. bei den kurzen Belichtungen zeigt sich noch keine Reaktion. Unter den transparent gemachten Papiervorlagen reagiert die Beschichtung schon bei 4,5 min. Bei der längsten Belichtung, 17 min, ist die Trennung bei dem groben, oberen Stern einwandfrei, bei dem engen noch verbesserungswürdig. Unter der Folienvorlage bleibt noch Material stehen, die Belichtung ist nicht ausreichend, der Folie absorbiert nennenswert UV-Licht. Das Foto rechts lässt sich anklicken, um eine vergrößerte Darstellung zu erhalten. Zum Erschrecken!

Hier ein anderes Beispiel, was erkennen lässt, welche Auflösung erreichbar ist. Diese Streifen sind aus der alten Leiterplatte gesägt und mit dem alten Fotolack beschichtet sowie gleich belichtet, also identische Parameter. Aber als Transparenzmittel für die Papiervorlagen wurde oben TRANSPARENT 21 und unten Lampenöl benutzt. Der Abstand zur Lampe war geringer als bei dem obigen Streifen. Zu sehen ist, dass bei der langen Belichtung die Auflösung gut ist. Der Fächer des feinen Siemenssterns haben im Umfang eine Breite von ca. 1 mm. Geht man nach Innen, dann sieht man, dass Strukturen bis 0,2 mm getrennt wiedergegeben werden. Trotzdem musste später für eine SMD-bestückte Platine anders gearbeitet werden, s. unten. Das soll für meine Ansprüche reichen.   Das Ergebnis der ersten Forschungen: 2 Adapter für SO-Gehäuse an DIP-Steckerformat, um diese mal auf dem Steckbrett benutzen zu können. Kann man zwar in Säcken kaufen, nur brauche ich nicht so viele.

 So weit der Stand im Oktober 2020. Ich dachte, ich hätte meinen Prozess im Griff. Bis dann, 5 Monate später, der Bedarf für eine echte Platine auftrat.
 

Die Platinenvorlage war nun größer als meine Testvorlagen, ich musste die Lampe etwas weiter entfernen. 20 Minuten belichtet, aber nach dem Ätzen zeigte sich: Unterbelichtet. Am Rand, s. helle Stellen unten und in der oberen Mitte, lagen die Bahnen nicht frei. Man sieht auch noch Brücken. Abhilfe: der Bau des oben gezeigten Reflektors.
Belichtung nun 15 min. Die Bahnen liegen alle schön frei. Aber viele der 0,8er Bohrungen sind verlaufen, weil beim Bohren die Sicht auf die Platine sehr eingeschränkt war. Zum Bohren wurde eine kleine Dremel-Like Maschine benutzt, mit einem 0,8er Bohrer an einem 3 mm Schaft. Eingespannt war die Maschine über einen Adapter in einen stabilen Bohr- und Fräsständer mit der üblichen 42 mm Aufnahme. Diese versperrte die Sicht von oben, ich konnte nur sehr schräg auf die Bohrstelle blicken. Aber viel schlimmer: Die Bahnen haben Unterbrechungen! Den Grund sieht man in der unteren rechten Ecke. Die dunklen Stellen in der Vorlage waren nicht schwarz genug und haben UV-Stahlen durchgelassen. Unter der Lupe sah das Kupfer an vielen Stellen ganz schwammig aus. Ursache: Benutzerfehler. Vergessen, die Druckqualität auf Hoch einzustellen!
Aber jetzt: Die Platine ist Tipp-Topp! Es sind sogar noch Kratzspuren von der anfänglichen Reinigung mit Scheuermilch sichtbar. Es wurde nicht nur die Vorlage erneuert, sondern auch beim Beschichten mit Fotolack ein Hauch mehr aufgebracht. Das sind jetzt Dinge, die man im Foto nicht vermitteln kann. Die Löcher sind jetzt auch schön mittig, weil ich, nach uralter Schule mit meiner bestimmt 60 Jahre alten Handbohrmaschine gearbeitet habe. Da zentriert sich der 0,8er Bohrer schön von selbst in den ausgeätzten Pünktchen in der Mitte der Lötaugen!
Unterbelichtung beheben: Bei einer Platine zeigte sich beim Ätzen, dass in einigen Bereichen kein Kupfer abgetragen wurde. Ursache: Das Transparenzmittel stand wohl noch in kleinen Pfützen auf der Vorlage, was dort eine ausreichende Belichtung unterbunden hat. Abhilfe: Die Platine wurde ohne Vorlage ca. 2 min der prallen Frühlingssonne ausgesetzt und im noch nicht verworfenen Entwickler nachentwickelt. Danach griff das Ätzen auch an den passenden Zonen dieser Unterbelichtung.
Fazit: Mit über 30 Jahre altem Fotolack und wahrscheinlich 50 Jahre altem Platinenrohmaterial und einer 60 Jahre alten Bohrmaschine kann man mit über 70 sehr gute Platinen herstellen. 😊  Aber es geht auch mit aktuellen vorbeschichteten Platinenrohlingen. Und wenn ich mal groß bin und zwei Platinen oder mehr in der Woche benötige, dann fange ich mal an zu denken an eine bessere UV-Lampe, eine Temperaturregelung der Trocknungsanlage, eine motorbetriebene Kippvorrichtung für die Schälchen und eine Heizungsregelung fürs Ätzen. Aber ich wachse kaum noch, eher umgekehrt. 😁
Februar 2022: Das Erstellen "feiner" Platinen für z. B. SMT-Bestückung (Surface-Mount-Technique) im Gegensatz oder zur Ergänzung der THT-Technik (Through-Hole-Technique), wie oben gezeigt. Wie bereits oben erwähnt, ergaben sich bei der Herstellung einer Platine mit einem SOT23-Fuß (Landing) Probleme: Die Trennung war nicht mehr sauber. Warum? Vielleicht hatte ich inzwischen die Druckpatrone gewechselt, andere Tinte?  Auf verschiedenen Papieren wurde erneut getestet. Von links nach rechts: Das bläuliche Luftpostpapier, ein glattes, aber dickeres Papier aus den 1960ern, was im ersten Ansatz ein besseres Druckbild zeigte, aber dicker und damit optisch dichter ist. Dann folgt normales heutiges Druckerpapier und schließlich Kuvertpapier. Unter der Lupe betrachtet waren alle Druckbilder mit faserigen Kanten. Das war nicht zufriedenstellend! Es entstand die Idee, mal einen Ausdruck auf Fotopapier zu erstellen. Das Druckerfotopapier ist der Nachfolger der PE-laminierten Fotopapiere der analogen Fotografie, bei der schon gegen Ende der 1960er bei Farbbildern auf dieses Papier umgestellt wurde. Das Entfernen der Chemiereste aus dem Filz normaler Fotopapiere (Waschen) ist aufwändig in Zeit und Wasser. Mit den PE-Papieren kann das wesentlich besser und schneller erfolgen, weil der Papierträger beidseitig durch das PE-Laminat abgedeckt wird und keine Chemie mehr aufnimmt. Das Bild zeigt die mit Transparenzmittel versehenen Vorlagen im Durchlicht.
Schaut man in der Vergrößerung auf die obere linke Ecke, ist das Problem offenbar: die Papierfasern saugen die Tinte auf und machen die Kanten faserig, das sieht man besonders bei den drei linken Beispielen, während das beim Kuvertpapier etwas geringer auftritt. Aber auf dem Bild rechts sieht man die deutlich verbesserte Kantenschärfe auf dem Fotopapier. Der Spalt ist deutlich breiter, das Verlaufen der Kanten geringer. Die Beschichtung des Fotopapiers verhindert das Breitlaufen der Tinte. (Alle Drucke mit den Optionen Papier "Normal" und Druckqualität "Hoch")
Kann man das Ausfransen der Kanten auch beim normalem Papier verhindern? Ja, man muss die Saugfähigkeit reduzieren. Auf diese Idee bin erst einige Tage nach der Verwendung des Fotopapiers gekommen. Um die Saugfähigkeit zu reduzieren, wurde das Papier vor dem Drucken mit etwas Tapetenkleister eingestrichen. Für größflächige Papierklebungen steht im Keller immer ein Honigglas, gefüllt mit angesetztem Tapetenkleister. Ganz normaler einfacher Kleister, angesetzt mit ca. einem flach gefüllten Teelöffel Pulver auf ca. 400 ml Wasser. Das steht dort oft monatelang und der Kleister hat dann eine Konsistenz von dünnflüssigem Honig. Aber dieser Kleister ist noch zu konzentriert. Die Kleister-Beschichtung verhält sich beim Belichten wie eine steife Plastikfolie. Der schon dünnflüssige Kleister wurde weiter vedünnt, und bei 1:2 (Kleister/Wasser) zeigte sich. dass die Ausfransungen immer noch stark reduziert sind, beim Aufbringen mit Transparenzmittels ein Tropfen direkt auf das Kupfer aufgetragen werden muss, weil die Kleisterimprägnierung den Durchlass nach wie vor sperrt, und nach dem Auflegen das Papier durch Auftropfen des Transparenzmittels von hinten behandelt wird. Der Kleisterauftrag erfolgt sparsam, man sollte aber darauf achten, Lücken zu vermeiden. Überschüssige Flüssigkeit vorsichtig mit einer Scheckkarte oder einem Fließenwischer wegwischen. Das Papier ist nun (fast) ein geleimtes Papier. Zum langsamen Trocknen wurden die Blätter auf ein Handtuch gelegt. Rund eine Stunde später war das Papier durchgetrocknet. Testobjekte waren das dünne Luftpostpapier und normales 80 g/m² Druckerpapier. Das Papier ist nach dem Trocknen etwas wellig und wurde durch mehrfaches Ziehen von beiden Seiten über eine Tischkante geglättet. Die beschichtete Fläche lässt sich danach durch den Bleistiftstrich identifizieren. Man sieht, dass das Verlaufen und Ausfransen der Kanten merklich reduziert wird. Es wird fast die Qualität des Fotopapiers erreicht. Aber: Die Bekleisterung wirkt für das Transparenzmittel wie eine Laminierung mit einer Plastikfolie. Es das Papier nicht mehr komplett durchtränkt, die Transparenz lässt nach und das Transparenzmittel klebt die Vorlage nicht mehr gut auf die Platine. Die selbst ausgeführte Leimung ist fast unbrauchbar, schade!
Und wieder zum Fotopapier: Es kommt, hier ein preiswertes Papier im Format 10x15 cm, mit einer Grammatur von 300 g/m² daher und absorbiert damit Licht erheblich. Außerdem verhindert die beidseitige Laminierung den Zutritt des Transparenzmittels. Die Lösung: Das Papier wird gespalten, in dem nach dem Zuschneiden mit einem scharfen Messer in die Papiereinlage eingeschnitten und damit das Papier aufgeklappt wird. Dabei sollte man darauf achten, dass man möglichst nahe an der Bildoberfläche (Vorne im Bild) mit dem Messer einschneidet, um die hintere Seite dicker zu lassen. Dann nimmt man beiden Ecken und trennt das Papier in zwei Blätter durch Auseinanderreißen. Jetzt liegt das innere Papier frei und kann mit dem vorhandenen Transparenzmittel getränkt werden. In diesem Zustand sind die beiden oben gezeigten Bilder entstanden. Nach Probebelichtungen zeigte sich, dass die Belichtungszeit um ca. 50% erhöht werden musste, bei meiner Lampe und dem Abstand von 15 cm auf 30 min. Und es gibt noch ein weiteres Problem: Bei den Vorlagen aus normalem Papier klebt das Transparenzmittel die Vorlage auf die Platine. Das geht bei dem Fotopapier so nicht mehr, da durch die Laminierfolie keine Flüssigkeit dringt! Man muss aber für eine gute Kantenschärfe der Bahnen einen einwandfreien und möglichste spaltlosen Kontakt herstellen. Eine Glasplatte auflegen ist keine gute Idee: Glas absorbiert UV erheblich! Die Lösung: Die Bildoberfläche der Vorlage wird dünn mit Vaseline eingerieben. Nach dem Auflegen auf die Platine reibt man die Vorlage mit dem Daumen fest oder benutzt wieder ein Plastikkärtchen zum Festreiben. Die Vaseline wirkt als Klebstoff und verhindert ein Aufwölben der Vorlage beim Belichten. Schludert man mit dem Breitreiben und es bleiben Erhöhungen in der Vaseline stehen, dann wird es Spuren davon nach dem Belichten geben, die sich vielleicht erst beim Ätzen zeigen. Nach der Belichtung wird die Vaseline mit einem weichen(!) Läppchen oder Papiertaschentuch und Waschbenzin entfernt. Bevor die belichtete Platine in das Entwicklerbad gelegt wird, prüft man mit etwas Wasser, in das ein Tropfen Spülmittel gegeben wurde, ob dieses sich gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt. Bleiben noch blanke Stellen, dann ist die Vaseline nicht vollständig entfernt. Die Platine wird abgetrocknet und erneut mit Waschbenzin behandelt.
Das Ergebnis bei der Verwendung des Fotopapiers kann sich sehen lassen! Die Spalte zwischen den Landings des SOT23 ICs sind einwandfrei, beim Löten sollten sich keine Probleme ergeben! Zum Entwickeln und Ätzen wurden Kappen von Spraydosen benutzt und die erforderlichen Mengen an Entwickler und Ätzbad betrugen jeweils nur 20 ml. Nur ist das erforderliche IC bei meinem Händler z. Z. ausverkauft. Die Halbleiterkrise im Feb. 2022. Werde aber für "normale" THT-Platinen bei den Papiervorlagen bleiben, weil das preiswerter ist und schneller geht. Und noch ein Beispiel, entstanden durch Ausdruck auf Fotopapier, dieses gespalten und mit Vaseline auf die vorbeschichtete Platine "geklebt". Die Rahmen sind im CAD-System auf 0,1 mm Strichstärke eingestellt, die dünnen Bahnenteile auf 0,25 mm. Nachgemessen mit Messmikroskop betrug deren Breite 0,2 mm. Die Rahmen wären aber als Leitungen nicht brauchbar, die sie Unterbrechungen haben. Irgendwo hat einfache Technik auch ihre Grenzen. Man sieht auch, wie wichtig ein Übermaß beim  Zuschnitt ist, die Vorlage ist verrutscht. Das Manko: Für größere Platinen gelingt die Spaltung des Fotopapiers nicht so homogen, dass eine geringe und gleichmäßige Dicke des verbleibenden Papierfilzes erreicht wird.

März 2022: Die ultimative Lösung?

Stärkeres UV-Licht? Es gibt UV-emittierende LEDs, hier zum Beispiel von Luckylight 504UVC2E-Q5C (bei Reichelt LED LL 5-310 VI) mit einem recht schmalen Spektrum um 400 nm und einem recht schmalen Abstrahlwinkel. Zum Versuch wurde eine Leuchte aus 10 LEDs gebaut, je 5 in Reihe mit einem LM317L als Stromquelle. Der Widerstand von 56 Ω prägt 22 mA auf, was einen Spannungsabfall von 3,22 V pro Diode erzeugt. Die Dioden sind in einem Raster eines gleichseitigen Dreiecks mit 15 mm Seitenlänge angeordnet. Im Abstand von ca. 17 cm zwischen Diodenkopf und Auflage ergibt sich eine ziemlich homogene Ausleuchtung der Vorlage, leider nur für eine Fläche von ca. 30 mm x 65 mm. Das Ergebnis ist frappierend, siehe die untenstehenden Muster. Zusammen mit der unten erwähnten Folie Avery 2500 ergeben sich extrem kurze Belichtungszeiten von 45 s. Eine Leuchte zum Ausleuchten einer Europakarte (100 mm x 160 mm) würde den Einsatz von 82 Dioden sowie 12 LM317L und  Widerständen erfordern. Die Lampe ist inzwischen gebaut, s. unten. Zu der Folie Avery 2500: Sie wird in Packungen á 10 oder 50 Blatt verkauft und ich finde sie teuer. Aber sie hat eine hervorragende Beschichtung und lässt sich mit höchster Auflösung bedrucken. Es gibt ein Schwesterprodukt 2507 mit weiß opaker Folie mit der gleichen Beschichtung. Beides sind selbstklebende und sehr dünne Folien. Mit der Folie wird gegeizt, in dem das Druckbild in der Grafikverarbetung immer an den unteren  Rand geschoben wird und die A4-Seite mit Messer und Lineal dann exakt quer geschnitten wird. Die lange A4-Seite wird dadurch immer kürzer, aber man opfert nicht unnötig Folienfläche. Beim Belichten ist die Klebebeschichtung aber nur störend. Sie lässt sich entfernen, in dem man die Folie nach dem Ablösen der Schutzfolie mit der bedruckten Seite nach unten auf eine passende glatte Unterlage legt, z. B. Glasplatte, Blech, Schneidematte, ... und auf die Klebeschicht Waschbenzin (= Feuerzeugbenzin) durch Tropfen aufbringt, eine Weile einwirken lässt und dann mit Küchenkrepp wegwischt. Mehrere Durchgänge sind erforderlich. Waschbenzin greift im Gegensatz zu Aceton oder Spiritus das Druckbild nicht an. Die preiswertere mit Tintenstrahldrucker bedruckbare Avery-Overheadfolie wurde nicht ausprobiert, sie soll eine andere Beschichtung haben, lt. Auskunft des Herstellers. Rechts ein Vergleich der Avery-Folie [A] mit einem Ausdruck auf eine Overheadfolie [F]: Bei gleicher Druckereinstellung zeigt die Folie deutlich die zusammengezogenen Tintentropfen, während dieser Effekt bei der Avery-Folie merklich geringer ist. Noch nicht vergleichbar mit den früheren Vorlagen auf Lithfilm. Belichtung mit der Overheadfolie wird zu schwammigen Kupferbahnen führen.

Links das Ergebnis verschiedener Belichtungssituationen. Oben die Vorlage auf dem Luftpostpapier, darunter die Vorlage auf einer Avery 2500 Folie. Man sieht deutlich die weitaus höhere Auflösung der Siemenssterne auf der Folie. Warum auch immer verlaufen neuerdings die Drucke auf Papier deutlich. Das Ätzergebnis kann nicht besser als die Druckvorlage sein. Das sieht man am dritten (Papier) und vierten Streifen (Folie), beide belichtet mit der UV-Versuchslampe. Mit Hilfe einer UV-LED und einem Fotowiderstand (Fotowiderstände sollen bis in den UV-Bereich empfindlich sein) wurde versucht, die relative Transparenz der Folie, des Luftpostpapiers und normalem Druckerpapier zu messen. Die Papiere jeweils durch Paraffinöl mit Transparenz versehen. Das Ergebnis mit 1 für keine Vorlage war 1 : 1,5 : 3.8 : 6,5, in Blenden ausgedrückt. Als erstes wurde die Folie stufenweise belichtet, mit 0:40, 1:00, 1:25, 2:00, 2:40, 4:00 Minuten. Man sieht, dass schon 40 s ausreichen und bis zu 2:00 ein gutes Ergebnis erreicht wird. Längere Zeite führen zu Überbelichtungen. Der darüber liegende Streifen wurde mit der Papiervorlage erstellt, die Belichtungszeiten mit dem Faktor 2,5 verlängert, also 1:40, 2:20, 3:20, 4:40, 6:40, 9:20 Minuten. Offenbar ist die Transparenz im Papier größer als mit dem Fotowiderstand gemessen. Aber die Qualität der Vorlage ist bescheiden. Abschließend wurde mit der Folienvorlage und der Energiesparlampe noch ein Teststreifen hergestellt, mit Belichtungen 1:00, 1:20, 2:00, 2:40, 4:00, 5:20, 8:00. Ab 5:20 ist ein ordentliches Ergebnis erreicht. Das Bild lässt sich anklicken um die beiden unteren Streifen in Vergrößerung zu sehen. Der Ergebnisse sind mit der Folie einwandfrei. Mit beiden Lichtquellen. Hier noch einige Tipps zum Arbeiten mit der Folie.

Mai 2022: Die UV-Lampe Es gibt viele Angebote an LED-UV-Lampen, aber keine davon gefällt. Disco-Effekt-Leuchten sind mir zu stark und zu teuer, andere haben die Form normaler Glühlampen und strahlen rundum ab, ... Für meinen Teil habe ich mir nach dem obigen Testaufbau 84 UV-LEDs besorgt, dazu 12 LM317L und 12 56 Ω Widerstände. Habe ein Netzteil, das bis 29 V liefert. Die reichen aus, um mit einer Konstantstromquelle einen Strang von 7 seriell geschalteten LEDs mit 22 mA zu beschicken. Das alles wurde auf einer Rasterstreifen-Europaplatine aufgebaut und in ein offenes Kästchen aus Steigensperrholz eingebaut. Dieses Kästchen wird zur Streuung mit einen dünnen PE-Folie (Butterbrotbeutel) abgedeckt und in einen Tubus (ich weiß, dier nicht rund!) aus Pappe gesteckt. Höhe: 20 cm. Fertig ist die UV-Lampe. Der Papptubus wird zur Lagerung abgenommen und zusammengefaltet. Geringer Platzbedarf. Die Belichtungszeit für vorbeschichtete Bungard-Platinen beträgt 45 s. Bild lässt sich zum Vergrößern anklicken.

Version: 1.19 Copyright: Rolf Süßbrich, Dortmund, 16.04.2024