Ätzen einer eigenen Elektronikplatine
(mittels Toner-Transfer-Verfahren/Toner-Direkt-Methode)
(Eine Unterseite von http://www.oliver-schlenker.dyndns.org)

Beschreibung:

Mit dieser Seite soll gezeigt werden, wie man mittels des Toner-Transfer-Verfahrens/der Toner-Direct-Methode eine eigene Elektronikplatine mit eigenem Layout herstellen kann. Ich bin ein großer Fan der Lochrasterplatinen und für einen schnellen und einfachen Aufbau einer Elektronik werde ich nach wie vor zu diesen Platinen greifen. Aber für ein eigenes Projekt, welches man ev. in einer kleinen Auflage herstellen möchte, ist eine Lochrasterplatine zu aufwendig. Hier mal meine Erfahrungen zum Herstellen selbst geätzter Platinen:

Als Erstes habe ich das Layout mit einem Platinen-Layout-Programm (z. B. Sprint-Layout) erzeugt. Die Breite der Leiterbahnen habe ich mal mit 1,0mm festgelegt. Anschließend habe ich das Layout auf eine laserfähige Overhead-Folie spiegelverkehrt ausgedruckt und mit einem Bügeleisen auf eine, vorher mit Aceton gereinigte, einseitig mit Kupfer beschichtete, Platine aufgebügelt. Zwischen die Platine und dem Bügeleisen habe ich ein Stück Leinenstoff (z. B. eine von den Werbegeschenks-Stofftaschen) gelegt. Dadurch wird die Wärme besser übertragen, Unebenheiten ausgeglichen und das Bügeleisen gleitet besser über die Oberfläche. Anschließend habe ich die so "bebügelte" Platine bei ca. 170°C für ca. 10 Minuten in den Backofen geschoben, damit der Toner sich noch mal verflüssigt und Poren an der Oberfläche geschlossen werden. Ihr könnt auch das Bügeleisen umdrehen und die Platine darauf noch 10 Minuten aufheizen. Falls man sich an dieser Stelle vertut ist das (noch) kein Problem. Ihr könnt die Platine jederzeit wieder mit Aceton reinigen und erneut "bebügeln". Falls ein paar Stellen nach dem Ablösen der Transferfolie nicht sauber übertragen wurden, könnt Ihr die mit einem "Edding-3000-Stift" einfach von Hand nachziehen/ergänzen. Damit wird das darunter liegende Kupfer ebenfalls vor dem Ätzbad geschützt.

(Um die Grafiken klarer und detaillierter zu sehen, solltet Ihr einen Klick mit der linken Maustaste
auf der entsprechenden Grafik ausführen!)

Hier ein Bild einer zugeschnittenen "Transferfolie" und einer "bebügelten" Platine:

Als Ätzbad habe ich mir eine Kunststoffschale und eine Kunststoffpinzette hergenommen. Da man die Ätzlösung bei ca. 40-50°C halten soll, habe ich mir aus einer defekten Heizung meines Wasserbettes eine kleine Heizung gebastelt. Die Heizung besteht aus Carbonfäden. Rechts oben und unten habe ich dann mein Labornetzteil angeklemmt und über die Spannung und den Strom das Ätzbad gut temperiert, bis zum Ende des Ätzvorganges, halten können. Das Natriumpersulfat wird gemäß der Packungsangabe in vortemperiertes Wasser gegeben. Ich habe das Zeug in einer Kunststoff-Flasche gemischt und anschließend in die Kunststoffschale vorsichtig eingefüllt. Aus ca. 100g Natriumpersulfat gewinnt Ihr ca. 0,5 Liter Ätzflüssigkeit. Während des Ätzsvorganges sollte die Platine permanent in der Ätzflüssigkeit bewegt werden. Das beschleunigt den Vorgang erheblich.

ACHTUNG: Beim Ätzen Handschuhe und Schutzbrille tragen. Ätzlösung ist Sondermüll und muss an der entsprechenden Sammelstelle, in einem gut verschlossenen Gefäß, zur Entsorgung abgegeben werden und darf nicht in Grundwasser/Trinkwasser oder den Hausmüll gelangen!

Hier mal ein Bild des laufenden Ätzvorganges
(unter der Schale seht Ihr die selbst gebastelte "Carbonfaser-Heizung"):

Hier mal ein Bild des fast fertigen Ätzvorganges
(man kann gut die "Tonerbahnen" erkennen; das meiste Kupfer ist schon weg):

Hier ein Bild der fertig geätzten und gewässerten Platine:

Anschließend habe ich noch mit Aceton den Toner von den Kupferbahnen entfernt. Nun muss die Platine nur noch gebohrt und mit den Bauteilen bestückt bzw. verlötet werden. Zum besseren Schutz der Leiterbahnen kann man die Platine noch mit einem Schutzlack versehen. Ich werde das Teil aber erst einmal roh lassen. Man weiß ja nie, ob man in der 1. Ausführung noch was am Layout ändern muss oder hier beim Prototypen noch mit Draht eine Leiterbahn nachziehen muss.

Zum Abschluss hier noch ein Bild mit den einzelnen Schritten.
Links das mit dem Laserdrucker auf Laserfolie ausgedruckte Layout.
In der Mitte die Platine nach dem "Aufbügeln" und "Backen" im Ofen.
Rechts dann die geätzte, gewässerte und vom Toner gereinigte Platine.

Die ganze Sache war einfacher als ich es mir vorgestellt habe. Dennoch ist bei der Chemikalie Natriumpersulfat Vorsicht geboten. Wenn man aber einigermaßen ruhig und sauber an die Sache herangeht ist das alles kein Problem.

Das Bestücken und die Inbetriebnahme der Platine findet Ihr hier auf meiner Webseite unter folgenden Link:

Ausgangskarte für das AVR-NET-IO mit Optokopplern anstatt mechanischen Relais

Beim "Aufbügeln" schwören hier verschieden Leute auf glattes Katalogpapier z. B. aus dem Reichelt-Katalog, ich persönlich habe mit der laserfähigen Overhead-Folie die besten Erfahrungen gemacht. Das muss aber wahrscheinlich jeder für sich selbst entscheiden. Generell hoffe ich, dass ich einen kleinen Überblick über das Ätzen von eigenen Elektronikplatinen geben konnte.
Das Nachmachen ist natürlich auf Eure eigene Gefahr!

Bei Interesse, Fragen, Wünsche, Anregungen, Lob oder Kritik könnt Ihr mir gerne eine

eMail senden an: Oliver.Schlenker@T-Online.de