Wie klein kann Platinen selber herstellen?

[1hdsquad]

Hallo,
ich entwickle viele Schaltungen mit SMD, und das fertigen lassen nimmt in letzter Zeit überhand... Jetzt frage ich mich, ob es sich lohnt, eine Ätzausrüstung (oder sogar eine Fräse, Sponsor gesucht ;)) zu kaufen. Für Leute, die viele Platinen machen, lohnt sich das, werdet ihr sagen. Nur leider arbeite ich im Moment mit 10 mil Vias und 6 mil Leiterbahnen/Spacings. Dass ich das nicht ätzen kann ist mir klar, deshalb die Frage: Wie klein kann man ätzen? Ich habe das noch nie gemacht, werde also auch nicht der große Profi sein... Auch das Bohren wird da ja langsam problematisch, also was empfehlt ihr?
Soviel ich weiss, kann man bis runter auf 0.2mm fräsen (mit der passenden Fräse und Fräsköpfen natürlich), allerdings kostet die nötige Ausrüstung sehr viel mehr als die Fertigung vieler Platinen, das wird also nichts mit kaufen. Der Eigenbau ist schon seit längerem ein Traum, aber im Moment fehlen mir dazu die Möglichkeiten und Werkzeuge (und das Geld), auch wenn die Steuerung von anderen Projekten übernommen werden könnte...
Da fällt mir was ein: Wer hat denn solch eine Fräse, vl auf der Arbeit, und kann Platinen fräsen? Mich würde mal interessieren, was man dafür bezahlen muss, schneller ist es ja in jedem Fall...
Vielen Dank schonmal
David

[Jaecko]

Also ich hab mir das Geld für "Profigeräte" gespart und die Maschinen (Ätzmaschine, Belichter) selbst gebaut. SMD-Teile mit SOIC-Gehäuse (FTDI, ATMega...) sind damit überhaupt kein Problem. Die Grösste Fummelei an der Sache ist danach immer das Löten. Mit Entlötlitze aber in den Griff zu kriegen.

[1hdsquad]

Jo, das löten habe ich ja auch bei den gefertigten Platinen, die ICs finde ich selber garnicht schlimm, micht nerven mehr die 0603 Widerstände und Kondensatoren... Die sind so schnell weg, wenn man nicht aufpasst ;) Wie klein gehst du denn maximal?

[Jaecko]

Also die Bahnbreiten/Abstände der SOIC-Gehäuse sind unterste Grenze (0,05" / 1.27mm). Noch kleiner geh ich nicht, da ichs auch nie kleiner brauche.
Ob mehr möglich wäre, hab ich nie versucht. Aber ich denk mal, mit ner guten Belichtung und frischer, warmer Ätzlösung könnte da dann auch noch ein SSOP (0,025") möglich sein.

[1hdsquad]

Hm, das wäre ja hart an der Grenze, wenn ich zB Ram verlöten will oder den VS1002 mit 0.5mm Pitch. Ich glaube, dass sich dann ein Ätzsystem nicht lohnt :( Menno, ich will eine Fräse... ;)

[Jaecko]

Wobei ich aber fast mal behaupten möchte, dass man mit der "richtigen" Ätzanlage kleiner werden kann, als beim Fräsen.

Der Fräser braucht ja noch ne tragende Struktur damit er nicht bricht.
Vom Ätzen her wären bei 35µm Cu-Beschichtung Strukturbreiten von 70µm möglich.... sofern man halt so genau belichten kann.
Aber den will ich sehen, der Pinabstände mit 70µm noch brauchbar verlötet *g*.

Fräsen hat halt den Vorteil, dass man keine (gefährlichen) Flüssigkeiten hat und man die Platine auch gleich Bohren kann => geht schneller. Da liegen aber die Investitionskosten relativ hoch.

Investitionskosten für meine Anlagen waren nicht mal 90 EUR; beinhaltet Ätzbehälter + UV-Belichtung, Ätzmittel, Entwickler. Bohren muss man aber immer noch von Hand.

[theborg]

Jo auch tssops bekommt man noch ganz gut hin selbst mit der Tonnermetode klappt des, wegen dem bohren bin ich auf SMD umgestiegen des spart doch schon ne menge Aufwand auserdem sind viele Bauteile in in dip nicht existent und SMDs sind sau günstig für eine komplette Rolle 0805 zahl man bei ebay ca. 3 eur. und selbst bei Reichelt und co. sind mengen ab 100stk wesentlich billiger als Bedratete bauteile.

[Artur]

Wobei ich aber fast mal behaupten möchte, dass man mit der "richtigen" Ätzanlage kleiner werden kann, als beim Fräsen....

Jau,
nur mit EisenChlor ist da nichts mehr zu machen.

Ätzanlage ? - die Plastik schale ist ausreichend ( gilt nicht für doppelseitige Designs )

Löten - erst verzinnen dann Lötpaste (nur Punkte an die Lötstellen) dann Teile drauf dann in den Offen

Belichten ist schon eher die Kunst das hin zu kriegen - der Rest ist eigentlich fast schon einfach

[_werwurm_]

die strukturgröße ist bei richtigem platinenmaterial und ordentlichem belichter ganz sicher NICHT das problem. eher das bohren der fitzelvias! eine fräse guckt da auch ganz dumm aus der wäsche - die ist immer um größenordnungen grober als die belichtermethode! fräsenmäßig kann da nur der laser mithalten - nicht um sonst werden chipstrukturen ja auch belichtet und nicht gefräst ^^

[_werwurm_]

Belichten ist schon eher die Kunst das hin zu kriegen - der Rest ist eigentlich fast schon einfach

jawohl! alle fehlschläge bei mir ließen sich auf zu zaghaftes belichten zurückführen

[1hdsquad]

Hm, dann habe ich wohl in die falsche Richtung gedacht...
Das hier habe ich eben gefunden: http://www.isolationmilling.com/deutsch/seiten/aetzenundfraesen.htm
Da scheint ja doch alles für ätzen zu sprechen...

[uwegw]

Ich hab schon testweise 5mil Bahnen mit 5mil Zwischenraum hinbekommen:
http://img373.imageshack.us/img373/3152/5miltzeney8.jpg
Vorlage auf Normalpapier, mit Öl transparent gemacht. Wirklich reproduzierbar ist das aber nicht mehr. Praktisch hab ich schon mal nen TSSOP mit 0,65mm Rastermaß hinbekommen.
Und wenn ich so feine Sachen brauche, lasse ich mittlerweile die Belichtungsfilme herstellen. Das kostet nicht viel und bringt eine absolut lichtdichte, scharfe Vorlage.

[1hdsquad]

Nagut, dann wären die Zweifel zerstreut ;-) Was für eine Ausrüstung hast du denn?
Dann ist die nächste Frage, wieviel Geld man ausgeben muss, um die benötigten Materialien und Werkzeuge zu kaufen. Eine komplette Sprühätzanlage kann man sich wohl kaum leisten. Ist es wirklich sinnvoll, mit einer Schale anzufangen?

[Richard]

Ich hab schon testweise 5mil Bahnen mit 5mil Zwischenraum hinbekommen:
http://img373.imageshack.us/img373/3152/5miltzeney8.jpg
Vorlage auf Normalpapier, mit Öl transparent gemacht. Wirklich reproduzierbar ist das aber nicht mehr. Praktisch hab ich schon mal nen TSSOP mit 0,65mm Rastermaß hinbekommen.
Und wenn ich so feine Sachen brauche, lasse ich mittlerweile die Belichtungsfilme herstellen. Das kostet nicht viel und bringt eine absolut lichtdichte, scharfe Vorlage.

Früher habe ich auch Filme hersstellen lassen, auf normalpapier 2:1 ausgedruckt und beim Filmbelichten auf 1:1 verkleinert. Seit die Tintenstraldrucker hohe Auflösungen schaffen, drucke ich seitenverhert
(damit nacher die Tinte beim Belichten auf dem Kupfer liegt) 1:1 auf Klarsichtfolie.

Allerdings klappt das nicht mit jeder Tinte echt lichtdicht, da muß man etwas herumprobieren. Dafür sorgt die Klarsichtfolie für kurze Belichtungszeiten und wenn der Film gut auf dem Kupfer liegt gibt es auch keine Unterätzungen.

Allerdings habe ich ein gekauftes Belichtungsgerät das kann bis Din A4 belichten, leider nur einseitig. :-( Passgenau beidseitig belichten ist eine echte fummelarbeit.

Ich werde mir mal son smd Layout besorgen, einscannen und auf Folie ausdrucken, mal sehen was mein neuer Drucker mit scanner so leistet.

Gruß Richard

[1hdsquad]

Hm, beidseitig ist schon muss, ohne komm ich nicht hin... Ich habe einen Canon Pixma IP3000 mit Billigtinte, für Datenblatt-Auszüge reichts, aber dafür nicht mehr...

[_werwurm_]

ich drucke mit tintenstrahl oder laserdrucker seitenverkehrt auf overheadfolie. kontrolliere danach den ausdruck auf einer leuchtenden unterlage und korrigiere kleine unsauberkeiten mit schwarzem CD-marker. dann belichte ich mit einer alten quecksilberdampflampe aus ca. 25 cm abstand ca. 10-15 minuten lang (im zweifelsfalle lieber bissl länger). dann wird ca. 4-5 minuten mit frischer lösung entwickelt und dann mit SENO ätzmittel (dosierung so PI mal daumen) in einer glasschale aus dem supermarkt auf einem umgedrehten bügeleisen unter leichtem schwenken geätzt. das ätzmittel zeigt durch blaufärbung gut an wenn es viel kupfer gelöst hat. bei doppelseitigen platinen ist das ausrichten etwas knifflig - da hilft ein oder zwei hilfsbohrungen in der platine. vor dem entwickeln und ätzen noch am rande in den ecken vier kleine knubbelfüße aus heißkleber drauf - dann geht das auch beidseitig.. :)

[Artur]

[quote=uwegw]... leider nur einseitig. :-( Passgenau beidseitig belichten ist eine echte fummelarbeit.

...

nimm drei Ecken der Platine - dort Löcher rein , der Film/Fotovorlage muss an den stellen auch Markierungen haben. So hast du eindeutige Markierungen auch für doppelseitige, darfst dich natürlich nicht mit den Markierungen vertun

Die Bedruckte Seite immer zur Platine.

Bei uns werden Folien mit Laser bedruckt ( aber nur die Muster Serie )

[Bluesmash]

Hallo zusammen

angespornt durch diese diskussion habe ich mir heute mal die zeit genommen und einen kleinen Ätztest gemacht.

- von eagle bild exportieren mit 1200dpi.
- in Fotoshop farben umkehren und auf dem baltt positionieren.
- Bedruckt mit Canon PixmaIP4300 Tintenspritzer auf Transparentfolie (Einstellungen: Professional Fotopapier, Qualität Hoch, Graustufen drucken)
- platine an den rändern mit feile entgraten damit die platine sicher schön auf der folie aufliegt.
- Belichtet mit Gesichtsbräuner und Scanner Glasplatte (muss noch eingebaut werden) sehr wichtig ist eine sehr plane glasplatte damit die folie schön aufliegt (hatte am anfang ein plexiglas welches sich mit der zeit leicht gewölbt hat, demenstprechend schlecht wurden dann auch die ergebnisse
- ca. 30sek Entwickelt.
- ca. 20min geätzt (Lösung ist leider nicht mehr die jüngste)
als ätzanlage habe ich eine küvette welche von unten luft einbläst, ätzschale habe ich am anfang auch ausprobiert... kann ich aber überhaupt nicht empfehlen...
- während des ganzen vorgangs auf keinen fall mit den fingern die platine begrabschen! da das fett von den fingern nicht mehr richtig weggeätzt wird! einfach nur an den rändern berühren...

und hier das bild:


http://s6.directupload.net/images/080515/temp/qc8rre4f.jpg (http://s6.directupload.net/file/d/1430/qc8rre4f_jpg.htm)

gruss bluesmash

[1hdsquad]

Cool! Die 2 mil kann man natürlich vergessen, aber mit den 6 mil und 10 mil kann man ja durchaus was machen... So langsam krige ich Lust, einfach mal drauflos zu ätzen...

[Bluesmash]

Am anfang muss man schon ein wenig zeit investieren bis man die richtigen druckeinstellungen/belichtungszeiten herausgefunden hat...

beim drucken habe ich einfach eine schwarze fläche mit verschiedenen druckeinstellungen auf folie gedruckt und gegen das licht gehalten sieht man schnell welche einstellung am lichtdichtesten ist...

beim belichten einfahc ne testreihe machen mit verschiedenen zeiten so 1-4min in 30 oder 15sec schritten (mit uv licht, gesichtsbräuner oder led belichter...)
beim entwickeln sieht man dann schon relativ gut ob das ergebniss etwas wird oder nicht...

gruss bluesmash

[uwegw]

Die Kanten sind aber ziemlich schlecht geworden. Sind die Kanten schon auf der Vorlage so unscharf, oder hat die Belichtungszeit nicht gepasst (zu kurz belichtet sieht es bei mir auch so ähnlich aus)?

Mit Vorlagen auf Reprofilm, mit 2400dpi belichtet, können sich die Kanten schon eher sehen lassen:
http://img180.imageshack.us/img180/4021/belichtungsfilmox9.jpg
Das H in der unteren Zeile ist 1mm breit. Die Linienbreite ist dort also etwa 0,12mm bzw 5mil. Die Ränder sind gestochen scharf, man kann es auf dem Scan nicht so gut sehen, weil der Scanner nicht mehr hergibt...

Kommt die Lichtdichtheit deiner Ausdrucke dagegen an?
http://home.edvsz.fh-osnabrueck.de/uwortman/Elektronik/Sonstige%20Bilder/belichtungsfilm.jpg

[1hdsquad]

Ui, das wird ja immer besser hier... Du hast nich zufällig Lust, mal ein paar Platinen für mich zu ätzen? Wenn du ernsthaft drüber nachdenkst, kannst du mir ja mal ne PN schicken...

[Bluesmash]

Ich glaube eher dass es an der schlechten ätzlösung liegt (20min im ätzbad ist schon relativ lang...)

ich habe mal versucht die lichtdichte einzufangen... (im hintergrund ist eine 35W Halogenlampe) aber an den reprofilm komme ich mit tintenstrahl eh nicht an ;) da spricht schon die unebene folie der tintenstrahler dagegen...

http://s3.directupload.net/images/080515/temp/4ib52ve6.jpg (http://s3.directupload.net/file/d/1430/4ib52ve6_jpg.htm)


gruss bluesmash

[_werwurm_]

mit "zu lange" hatte ich bisher noch nie probleme. ich habe schon einige male den wecker vergessen und bisher noch kein stück "kaputtbelichtet" oder "kaputtgeätzt". eventuell war es vielleicht eher zu heiß beim ätzen oder zu lange entwickelt? (ich habe noch nicht getestet ob man richtig belichtete platinen durch zu langes entwickeln zerstören kann aber ich halte das entwickeln für kitzlig)

[Jaecko]

Zu lange hab ich noch nicht entwickelt, aber mal mit "zu frischer" Lösung... also NaOH reingekippt, nur bissl umgerührt und gleich danach (es war noch ungelöstes NaOH am Boden) die Platine reingedonnert... Resultat: Es ist der komplette Fotolack abgegangen (belichtet & unbelichtet) und stellenweise hat sich die Cu-Schicht vom Epoxyd gelöst.
Seitdem rühr ich die Lösung schon immer vor dem Belichten an, wenn ich ne neue brauch.