Die Platinenherstellung ist ein komplexer Vorgang und erfordert eine intensive Einarbeitung.

Eine eigene Platine für Elektronikprojekte herzustellen ist kein Hexenwerk und bietet neue ungeahnte Möglichkeiten. Man muss allerdings ein wenig Geduld aufbringen, denn die Herstellung einer Platine erfordert eine Reihe von Arbeitsschritten, die alle gut verstanden werden müssen, damit das Projekt mit Erfolg gekrönt wird.

Am Anfang steht die Projektidee und der Entwurf einer Schaltung mit Hilfe einer Software. Wir verwenden dafür die Software Eagle Kicad. Nachdem die Schaltung entworfen wurde, wird sie auf durchsichtige Folie gedruckt. Damit ist der Softwareteil bereits abgeschlossen.

Jetzt wird eine fotopositive Platine benötigt. Diese lassen sich belichten und entwickeln. Fotopositive Platinen, wie z. B. diese hier Reichelt Platine sind recht günstig zu bekommen.

Um die Platine zu belichten, wird die Folie auf die Platine gelegt und dann mit einem Belichtungsgerät (UV Licht) wenige Minuten belichtet. Durch das Belichten werden alle Teile der Platine die mit den schwarz gedruckten Leiterbahnen abgedeckt sind geschützt und nicht belichtet. Alle anderen Teile der Platine werden aber belichtet und sollen in den nächsten Schritten entfernt (weggeätzt) werden.

Nach dem Belichten erfolgt das Entwickeln der Platine. Hierfür wird die Platine in eine Schale mit Entwickler (Ätznatron) gelegt. Auch der nächste Schritt erfordert Chemikalien, denn jetzt muss die Platine mit einem Ätzmittel (Natriumpersulfat) geätzt werden. Durch das Ätzen werden alle belichteten Teile um die Leiterbahnen herum entfernt. Die Leiterbahnen jedoch bleiben stehen. Zum Ätzen verwenden wir ein kleines Ätzgerät, das dafür sorgt, dass die Temperatur des Ätzmittels konstant gehalten wird und jede Stelle der Platine immer mit „frischer“ Ätzlösung umspült wird.

Eine fertig geätzte Platine muss noch gebohrt (entweder per Hand oder automatisch mit einer CNC-Maschine) und bestückt werden.

Im FabLab sind alle Geräte, Software und Materialien für die Platinenherstellung vorhanden.

Um eine Leiterplatte in guter Qualität herzustellen sind die folgenden fünf Arbeitsschritte erforderlich:

EAGLE: Platinenlayout erstellen und Layout (auf Folie) ausdrucken. Wir verwenden die Software Eagle um Leiterplatten zu entwickeln.

1. KICAD: Platinenlayout erstellen und Layout (auf Folie) ausdrucken. Wir verwenden die Software KICAD um Leiterplatten zu entwickeln. UND FlatCAM um GCode für die CNC-Maschine zu erzeugen.
2. Belichten: Eine positiv beschichtete Platine wird zusammen mit der Layout-Vorlage belichtet.
3. Ätzen: Platine entwickeln und anschließend ätzen, sowie reinigen.
4. CNC: Die Löcher für die Bauteile müssen gebohrt werden, dies muss sehr exakt geschehen!
5. Löten: Platinen mit den erforderlichen Bauteilen bestücken

Anschließen kann die Platine getestet werden

siehe KICAD Projekt

• Platine (fotopositiv beschichtet)
• Layout-Vorlage ausgedruckt auf Folie

Unter der Schutzfolie befindet sich eine lichtempfindliche Fotoschicht, unter der sich eine ca. 35 um dicke Kupferschicht befindet.

• Fotopositivbeschichtung
• lichtundurchlässige Schutzfolie
• Kupferschicht unter der Fotoschicht

Es gibt Platinen aus Hartpapier (fast immer ausreichend). Sie sind leichter zu bearbeiten und billiger. Platinen aus Epoxyd lassen beim Bohren schnell die Bohrer stumpf werden.

• Belichtungsgerät
  • Die Bediehnung des Gerätes ist einfach, denn es gibt nur einen Knopf. Der Knopf dient zum Einstellen der Belichtungszeit und zum Starten des Timers.
  • Während des Timerbetriebes leuchtet von der Vorderseite die (blaue) LED.

Einstellen der Belichtungszeit

Es gibt drei Wertebereiche, die eingestellt werden müssen. Durch Drehen wird der Wert eingestellt und durch Drücken des Knopfes gelangt man zum nächsten Wertebereich. Ein weiteres Drücken startet dann den Timer.

Die Schutzfolie unmittelbar vor dem Belichtungsvorgang entfernen und die Layout-Vorlage (eventuell mit Klebeband) exakt auf der Platine im Belichtungsgerät plazieren. Deckel des Gerätes schließen und Timer einstellen.

Wir haben mit (TODO) sec. bisher gute Erfahrungen gemacht.

http://fablab.informatics4kids.de/doku.php?id=downloads

TODO

Es gibt zahlreiche Anbieter für die Leiterplattenfertigung. Wir verwenden hier AISLER, da er kurze Lieferzeiten hat (es wird in Deuschland produziert), recht günstig ist und KiCad Projekte direkt für die Herstellung verwenden kann.