Platinen Ätzen

[Siam]

Da ich zumindest hoffe das noch einige hier etwas Elektronik-Bastelei betreiben und auch mal das eine oder andere Platinchen machen wollen hier mal mein Ergebnis einer Alternative für die Eisen-III-Chlorid Sauerei. Ich verwende bisher eine Bungard-Ätzmaschine mit dem Chlorid, die Nachteile sind zum einem die nötige Vorheizzeit (kalt sind die Ergebnisse nicht wirklich gut) und vor allem diese Sauerei. Für Privatbetrieb ist zudem eine solche Ätzmaschine zu teuer (ca. 2 k€). In der Schale ohne Sprühätzmaschine bzw. mit den "Aquarienätzmaschinen" dauert die Sache ewig.
Natriumpersulfat ist zwar sauber aber braucht auch eine gute Ätzmaschine und braucht sich sehr schnell auf. Heizen ist noch wichtiger.

Ich bin jetzt bei HCL/H2O2 (Salzsäure/Wasserstoffperoxid) und das ist genial. Nach etwas probieren kam ich auf rund 80ml Wasser, 40ml H2O2 (35%) und 70ml HCL(20%) für eine angesetzte Lösung. In der Schale geätzt mit etwas Schwenken dauert das rund 2 Minuten. Die Konturen übertreffen alles was ich bisher kenne, extrem scharf und keine Unterätzungen! Kosten ca. 6 Euro pro Liter Ätzlösung, ich denke so rund 1 Euro pro Europlatine (welch Zufall) kommt hin. Eigentlich perfekt, gerade auch für Gelegenheitsätzer. Aber auch folgende Nachteile/Probleme:

-sehr aggressive Dämpfe beim Ätzen, nur mit sehr guten Abzug direkt über der Ätzschale arbeiten oder im Freien. Niemals die Dämpfe einatmen! Immer Schutzbrille und Handschuhe tragen! Hier wirklich.
-Heikles Handling, immer erst Wasser, dann H2O2 und dann Säure einfüllen. Lieber (auch wenn es im Endeffekt teurer ist) 20% HCL nehmen und nicht die rauchende Salzsäure über 30 %.
-Wird sehr heiß beim Reagieren, ich lege die Ätzschale deshalb in ein Wasserbad. Darin verdünne ich am Ende auch die Lösung indem ich alles reinkippe. Spritzer werden dort ebenfalls neutralisiert.
-Lösung nicht lagerbar, hält etwa 1 Tag, muss also immer neu angesetzt werden. Niemals in geschlossene Gefäße füllen, baut Druck beim Zerfallen auf! Gilt auch für das 35% H2O2, das hält aber rund 6 Monate.
-Privat eventuell Beschaffungsprobleme mit den Chemikalien, am besten im Laborfachgeschäft kaufen und erklären was man vorhat. Und bitte auch nur das damit machen, sonst fehlen die Hände zum Bestücken der Platine..

Für mich sind diese Nachteile nicht dramatisch da ich an der Uni natürlich beste Voraussetzungen im vorhandenen Ätzlabor habe (Abzug, säurefeste Arbeitsfläche etc.).

Gruß
Thomas

 

[xrated]

http://thomaspfeifer.net/platinen_aetzen.htm

 

[django013]

Für mich sind diese Nachteile nicht dramatisch da ich an der Uni natürlich beste Voraussetzungen im vorhandenen Ätzlabor habe (Abzug, säurefeste Arbeitsfläche etc.).

Hm, also ich als Hobbyätzer bewerte die Vor- und Nachteile ganz anders!
Abzug, giftige Dämpfe, exorbitante Temperaturen - sind für mich ein NO GO.
Genau wie die Sauerei mit dem Eisenchlorid ...

Als ich seinerzeit anfing, habe ich viel quer gelesen und mich dann für Natriumpersulfat entschieden und bis heute nicht bereut (die Salzsäure/Wasserstoffperoxid-Variante ist ja nicht neu).
Für mich die beste Variante, um in der Wohnung Platinen zu ätzen.

Gut, man muss es anheizen, aber das ist so ähnlich wie Kaffee-kochen. Man schaltet es ein und kann was anders machen bis es irgendwann fertig ist. Wenn man etwas später zur Maschine zurück kommt, ist das auch kein Beinbruch. Der Heizstab hat Temperaturabschaltung - man kann ihn also problemlos alleine lassen.
Man muss ja nicht daneben stehen bleiben und zuschauen, wie die Lösung sich erwärmt.
Ich habe so einen kleinen Aquariumätzer - der funzt zufriedenstellend.

Wenn die Lösung temperiert ist, kann ne Platinen in 10 Minuten oder weniger fertig sein. Das ist für mich durchaus akzeptabel. Auch hier gilt: ich muss ja nicht daneben stehen. Meist ist es so, dass sich die ersten 5-7 Minuten (scheinbar) nichts tut. Wenn dann die erste Stelle durch ist, geht der Rest auch rel. schnell (gut, hängt auch davon ab, wie viel große Freiflächen man hat - ich arbeite fast ausschließlich mit Massepolygonen, habe als wenig Freiflächen).
Ich verwende eine Eieruhr und wenn die anschlägt, gehe ich zum Aquarium und beobachte (mit einer Taschenlampe) die Vollendung des Ätzens. Auf diese Weise kann die Unterätzung auch minimal gehalten werden.

Was für mich aber als Hobbyätzer am wichtigsten ist:
Was mache ich mit dem ganzen Schmodder, wenn ich fertig bin? - Bei mir kann locker mal ein halbes Jahr vergehen, in dem ich keine Platine mache ...
Die Natriumbrühe ist da sehr unkompliziert. Ich fülle die in einen gesäuberten Behälter ein, der ehemals Flüssigwaschmittel enthielt. Drücke dann etwas Luft raus und zu mit dem Teil. Die Brühe ist nicht lichtempfindlich, kann also überall gut aufbewahrt werden und funzt auch noch nach einem Jahr wie frisch angesetzt.

Die Sättigung (also das Aufbrauchen) der Lösung hängt (ausschließlich?) mit dem gelösten Kupfer zusammen. Somit also sehr hobbytauglich und nachvollziehbar.

Ganz anders der Foto-Entwickler. Der ist licht- und sauerstoff-empfindlich - verdirbt also sehr schnell.
Deshalb setze ich da nur 1-2g an, was für eine doppelseitige Platine reicht.

Gruß Django

 

[Siam]

Ich habe erst sehr spät von der H2O2-Methode erfahren da irgendwie überall nur die Natriumpersulfat oder EisenIIIChlorid Varianten geläufig waren. Die Ergebnisse waren ja auch gut und mit der Bungard-Ätzmaschine geht das auch sehr gut. Nur war das Ätzen mit der H2O2-Variante eben ein echtes Aha-Erlebnis und ich habe mich fast geärgert das ich mich Jahrelang mit dem anderen Zeug begnügt habe. Ist wie mit Rohloff, man kann problemlos ohne Leben und vermisst nichts - bis man es mal ausprobiert hat!

Im Nachhinein hätte ich es halt viel leichter haben können wenn ich die Methode gekannt hätte, deshalb wollte ich hier darüber berichten...

Der Entwickler hält bei mir immer sehr lange (bis er rabenschwarz ist, etwa 2-3 Monate).

 

[JuergenH]

Die H2O2-Methode nutze ich seit Jahren. Ich kippe allerdings die gebrauchte HCl-Lösung wieder in ein Glas. Mit ein wenig frischem HCl ätzt die Lösung wieder. Eisen-Chlorid ist wirklich die größte Sauerei. Ich habe davon noch einige Kilo. Wer mag kann sie haben, gegen Porto-Erstattung.

Zum Belichten kann ich einen Tipp beisteuern: ich habe mir eine Lampe aus UV-LEDs gemacht. 50 Stück in ein Lochblech gesteckt: bei 15 cm Abstand brauchts rund 4 Minuten, und ein knackscharfes Abbild ist auf der Platine. Das Layout kommt mit einem Laserdrucker auf eine Overhead-Folie. Bei gutem Toner (die billigen sind zu grob, muss schon Original-Toner sein) belichte ich bis unter 0,1 mm Leiterbahndicke.

Jürgen

 

[Bener]

FeIIICl kenn ich nur bei uns als Fällungsmittel aus der Abwasseraufbereitung. Wir haben da nen 200l Fass! Japp, das ist ne Sauerei! Aber die 1000l 33% HCl ist auch ekelig....!

 

[Siam]

@Jürgen:
Was verwendest Du denn für eine Mischung und wie lange dauert der Ätzvorgang?
Ich verwende zum Belichten normales Pergament mit Laserdrucker, geht auch total problemlos. Mit der Folie (hab ich früher genommen da die an der Uni für die Vorlesungen in Unmengen vorhanden waren) gab es öfters Probleme mit dem Drucker.

Gruß
Thomas

 

[django013]

Nur war das Ätzen mit der H2O2-Variante eben ein echtes Aha-Erlebnis und ich habe mich fast geärgert das ich mich Jahrelang mit dem anderen Zeug begnügt habe. Ist wie mit Rohloff, man kann problemlos ohne Leben und vermisst nichts - bis man es mal ausprobiert hat!

Lach - das glaube ich Dir sofort.

Nur ist das ja wohl nix, was man in einer schlecht zu lüftenden Küche tun sollte (oder wo die Abluftrohre aus Kunststoff sind )
... wenn man allerdings - wie Du - so gute Rahmenbedingungen hat, dann klar! Dann ist alles andere Stümperkram

Ich habe mir - wie Jürgen - auch einen Belichter aus UV-LEDs geschnitzt. Bis 10mil Raster kein Problem.
Wenn man's nicht haben will, geht auch weniger.
Ich hatte mal den "Dimension"-Layer beim Druck vergessen abzuschalten und hatte auf allen Steckern nen Kurzen zwischen allen Kontakten. Ich war schon kurz vorm Verzweifeln, alle Dukos schienen optisch ok zu sein ...
... bis ich dann die feine Kupferlinie zwischen den Polen entdeckte. Dimension hat 1 mil Dicke :O

Bei der Wahl des Druckmaterials hatte ich mehr Probleme. Der Drucker ist leider schon neueren Datums und druckt zweistellige Seitenzahlen pro Zeiteinheit ...
Bei Pergament und den meisten Folien verrutschte der Toner so sehr, dass man nicht mal mehr erkennen konnte, was eigentlich gedruckt werden sollte.
Dann entdeckte ich Lumocolor von Staedtler und zwar die Photocop film Folien. Bei den Folien stimmen die Maße auch nach dem Druck noch. Leider verwenden die heutigen Drucker zu wenig Toner - bei den Geschwindigkeiten geht das auch nimmer anders (HPLJ4 wahr einfach unschlagbar). Tonermenge im Druckertreiber zu erhöhen ist kontraproduktiv und verschmiert eher.
So bearbeite ich die Drucke anschließend mit Tonerverdichter nach. Das reicht.
Anfangs hatte ich es mit Solvent 50 probiert - war ne Sauerei und die Dämpfe alles andere als gesund. Ich bekam regelmäßig Kopfschmerzen davon. Der Preisunterschied zum "echten" Tonerverdichter reißt es nicht raus.
Der Tonerverdichter nebelt fein, trocknet schnell und ist angenehm in der Ausdünstung - also voll Hobbykompatibel

Gruß Django

 

[JuergenH]

@Jürgen:
Was verwendest Du denn für eine Mischung und wie lange dauert der Ätzvorgang?
Ich verwende zum Belichten normales Pergament mit Laserdrucker, geht auch total problemlos. Mit der Folie (hab ich früher genommen da die an der Uni für die Vorlesungen in Unmengen vorhanden waren) gab es öfters Probleme mit dem Drucker.

Das Mischungsverhältnis kann ich gar nicht so genau angeben, im Prinzip wie oben angegeben. Ich verwende halt als sparsamer Mensch die alten Ätzlösungen, kippe ein paar Teelöffel neues HCl rein, dann ein paar Tropfen H2O2. Ätzzeiten unter 5 Minuten habe ich nur bei frischem Bad, sonst könnens auch mal 20 Minuten sein. Dafür hält die Lösung aber länger.

Ich verwende immer die kleinstmögliche Schale mit der kleinstmöglichen Menge an Ätzlösung. Dadurch ist jeder Tropfen frische Lösung wirksamer, und man kann durch stetiges Bewegen der Schale das Ätzen deutlich beschleunigen. Wegen der geringeren Konzentration habe ich keine Probleme mit Dämpfen.

Jürgen