Ätzen einer Leiterplatte mit Küchenzubehör - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Wenn Sie an Elektronikprojekten basteln, werden Sie schnell feststellen, dass sie umso schwieriger zusammenzulöten sind, je komplexer sie sind. Es bedeutet normalerweise, ein Rattennest aus einzelnen Drähten zu erstellen, das sperrig und schwer zu beheben sein kann. Es ist Zeit, zu Hause zu versuchen, Ihre eigenen Leiterplatten herzustellen! Sie sind eine großartige Möglichkeit, neue Schaltungsdesigns zu testen und die spätere Montage Ihres Projekts viel einfacher zu machen – fügen Sie einfach Teile hinzu.

Es gibt jedoch einen Haken: Die meisten der vorhandenen Kits verwenden wirklich böse Chemikalien wie Eisenchlorid oder Salzsäure, um das Kupfer zu ätzen … also zeige ich Ihnen in diesem anweisbaren einen Weg, es mit Sachen in Ihrer Küche zu tun. Nennen Sie es High-Tech-Low-Tech-Schaltung, wenn Sie so wollen.

Du brauchst:

• 1 Kopie von Autodesk Eagle (oder einer anderen Board-Design-Software)
• 1 Paket kupferplattierte Platine (einseitige leere Platine)
• 1 Päckchen Aufkleberpapier (Wichtig: Sicherer Träger löst sich in EINEM GROSSEN STÜCK - keine vorgefertigten Schnitte)
• 1 Bügeleisen
• 1 Bürolaserdrucker
• 1 Flasche Aceton oder Nagellack
• 1 Flasche Weißweinessig
• 1 Flasche Wasserstoffperoxid
• 1 Dose Kochsalz (am besten fein gemahlen)
• 1 Karton Alufolie
• Handschuhe und Augenschutz

Schritt 1: Bereiten Sie Ihr PCB-Design vor

Nachdem Sie Ihre Schaltung auf einem Steckbrett getestet haben, können Sie Ihre Komponenten in Software auslegen. Es gibt viele Möglichkeiten, dies zu tun - ich habe Autodesk Eagle verwendet, das kostenlos ist, aber sehr leistungsstark. Ich werde nicht erklären, wie man es hier verwendet - das liegt außerhalb des Rahmens eines Instructable. Wenn Sie jedoch lernen möchten, bietet Sparkfun.com einige wirklich großartige Tutorials.

Egal für welche Software Sie sich entscheiden, Sie müssen das Design als PNG-Datei speichern oder exportieren, um es zu Hause ätzen zu können. (Wenn Sie Eagle verwendet haben, habe ich unten eine kurze Anleitung geschrieben).

Wenn Sie fertig sind, verwenden Sie Bildbearbeitungssoftware wie Gimp (oder sogar iPhoto), um es umzudrehen und ein SPIEGELBILD zu erstellen. Wenn Sie dies nicht tun, wird Ihre endgültige Platine rückwärts herauskommen.

Holen Sie sich ein Board-Image aus Eagle:

• Klicken Sie auf die Schaltfläche "Ebeneneinstellungen". (sieht aus wie drei mehrfarbige Quadrate).
• Stellen Sie sicher, dass NUR die Spuren und Pads auf der Unterseite der Platine angezeigt werden. Dies ist das Zeug, das Sie physisch auf Ihrem Board sehen möchten. Normalerweise sind dies Layer 16 ("Bottom"), 17 ("Pads"), 18 ("Vias") und 20 ("Dimension)".
• Wählen Sie im Menü "Datei" "Exportieren" und dann "Bild".
• Stellen Sie die Auflösung auf 1200 dpi ein und stellen Sie sicher, dass Sie "monochrom" auswählen.
• Geben Sie der Datei einen Namen und speichern Sie sie.

Schritt 2: Bereiten Sie das Transferpapier vor

Zeit, Ihr Design auf die Kupferplatine zu übertragen. Um dies zu tun. Sie müssen es auf das Trägerpapier des Aufklebers drucken.

Wieso den? Durch Laserdrucken des Designs auf dieses Antihaftpapier können wir den Toner einfach auf das blanke Kupfer bügeln. Sobald es aufgeklebt ist, bildet es eine wirklich schöne Maske - alles Kupfer, das freiliegt, wird weggeätzt; Alles, was mit Druckertoner bedeckt ist, bleibt solides Metall und bildet Ihren Stromkreis.

Bereiten Sie zuerst das Papier vor. Ziehen Sie alle Aufkleber ab und wischen Sie die wachsartige Seite des Trägers mit etwas Aceton ab. Lassen Sie es unbedingt trocknen. Dadurch werden alle Öle von Ihren Fingern (oder den Aufklebern) entfernt und Sie erhalten viel gleichmäßigere Ergebnisse, wenn Sie versuchen, darauf zu drucken.

Schritt 3: Drucken Sie Ihre Überweisung

Sobald das Papier fertig ist, schieben Sie es in das "Einzelblatt"-Fach Ihres Laserdruckers (normalerweise dasjenige, das heruntergeklappt wird, um Dinge wie Umschläge aufzunehmen). Stellen Sie sicher, dass Sie auf der glänzenden, wachsartigen Seite drucken!

Wenn alles gut geht, sollten Sie einen Druck wie den oben gezeigten haben. Wenn nicht, keine Sorge - wischen Sie es einfach mit Aceton ab und versuchen Sie es erneut! Sie können normalerweise 2-3 Anwendungen aus einem Blatt herausholen, bevor es zu zerbrechlich wird.

Schritt 4: Design auf PCB übertragen

Haben Sie einen guten Druck? Fantastisch. Bereiten Sie nun Ihre leere Kupferplatine für die Übertragung vor.

Wischen Sie es mit Aceton ab und lassen Sie es trocknen. Berühren Sie die Oberfläche vor dem nächsten Schritt NICHT noch einmal! Öl von deinen Fingern verhindert, dass das Design am Kupfer klebt

Befestigen Sie die leere Kupferplatte mit der Vorderseite nach oben auf einem Stück Pappe oder Altholz. Etwas doppelseitiges Klebeband ist hilfreich, damit es sich nicht bewegt

Legen Sie Ihr neu gedrucktes PCB-Design über die Kupferplatine. Sie können die Kanten festkleben, damit das Blatt nicht verrutscht

Stellen Sie ein Bügeleisen auf hoch (Leineneinstellung) und drücken Sie auf das Aufkleberpapier, das die Kupferplatte bedeckt. Halten Sie das Bügeleisen an Ort und Stelle und bedecken Sie das gesamte Brett. HINWEIS: Wenn Ihre Kanten gezackt oder flüssig aussehen, bedeutet dies, dass der Toner zu stark schmilzt. Versuchen Sie, das Bügeleisen auf eine niedrigere Stufe zu stellen und einfach länger zu drücken

• Drücken Sie 60 Sekunden lang fest und bewegen Sie das Bügeleisen dann langsam, während Sie 3-4 Minuten lang drücken. Ich fand es hilfreich, mit der Spitze des Bügeleisens sanft auf detaillierte Bereiche zu drücken, um sicherzustellen, dass sie vollständig übertragen werden.
• Entfernen Sie die Hitze und warten Sie, bis die Platine einige Minuten abgekühlt ist. Noch warm (aber nicht heiß) das Transferpapier vorsichtig abziehen. Wenn Sie es richtig gemacht haben, wird Ihr Design auf dem Kupfer kleben!

Verwenden Sie ein Sharpie oder Nagellack, um alle Bereiche auszufüllen, die nicht vollständig übertragen wurden oder schwach herauskamen. Wenn Spuren zu nah beieinander liegen, können Sie auch etwas Toner mit einer X-acto-Klinge oder -Nadel abkratzen

Schritt 5: Ätzen Sie Ihr Board

Der Moment der Wahrheit. Ziehen Sie Handschuhe und Augenschutz an und machen Sie sich bereit zum Ätzen! Bevor Sie dies tun, jedoch ein Wort der Vorsicht:

NICHT, ich wiederhole, KEIN Aceton in die Ätzlösung gießen. Aceton und Wasserstoffperoxid können zu einer leicht entzündlichen und möglicherweise explosiven Chemikalie reagieren. Angesichts der geringen Konzentrationen von Wasserstoffperoxid, die wir verwenden (3%ige Lösung), ist dies unwahrscheinlich, aber Sie sind immer noch sicherer als Nachsicht. Jetzt geht es weiter mit der Sendung!

Mische Essig und Peroxid im Verhältnis 1:1 in einem kleinen Tupperware-Behälter. Ich fand es hilfreich, es in der Mikrowelle zu erhitzen, um die chemische Reaktion zu beschleunigen

• Fügen Sie so viel Salz hinzu, wie die Lösung hält.
• Legen Sie die Leiterplatte mit Ihrem neu übertragenen Design in den Behälter. Sie sollten ein zischendes Geräusch hören, wenn die Reaktion zu wirken beginnt.
• Rühren Sie die Mischung gelegentlich um und fügen Sie nach Bedarf mehr Salz und Peroxid hinzu. Auf der Oberfläche der Kupferplatte bildet sich beim Auflösen etwas Schmutz – Sie können den Vorgang beschleunigen, indem Sie ihn vorsichtig mit einem Schwamm oder einer Bürste abwischen.
• Nach ungefähr einer Stunde oder so sollte Ihr Board fertig sein! Achten Sie darauf, DAS BOARD MIT WASSER ZU SPÜLEN, wischen Sie dann den restlichen Toner mit Aceton ab und lassen Sie ihn trocknen.
• Als nächstes bohren Sie mit kleinen Bohrern wie diesen Löcher in die Bauteilauflagen (eine Bohrmaschine oder eine ruhige Hand hilft - sie brechen sehr leicht).

Sie sind fast bereit, mit dem Löten zu beginnen! Das letzte, was Sie tun müssen (und das ist wichtig), ist, Ihr Chaos sicher aufzuräumen.

Schritt 6: Das Ätzmittel sicher entsorgen

Wenn Sie mit dem Ätzen fertig sind, sieht die Flüssigkeit blaugrün aus. Das liegt daran, dass bei dem Prozess Kupfer (II)-Acetat entstanden ist, das giftig ist. Es ist nicht toll, es in den Abfluss zu spülen, also werden wir es neutralisieren.

• Schneiden Sie etwa einen Quadratmeter Aluminiumfolie in kleine Stücke. Rühre die Stücke in die blaugrüne Ätzflüssigkeit und lasse sie einige Stunden draußen.
• Die Flüssigkeit wird lila und du siehst kleine braune Flecken, die sich am Boden absetzen. Glückwunsch: Sie haben gerade das Kupferchlorid in harmlose Aluminiumsalze und elementares Kupfer (die braunen Flecken) umgewandelt.
• Jetzt können Sie es sicher in Ihrem Abfluss entsorgen.

Abschließende Anmerkungen: Lassen Sie sich nicht entmutigen, wenn Ihr Board beim ersten Mal nicht richtig herauskommt. Es brauchte ein bisschen Versuch und Irrtum, um meins so zu bekommen, wie ich es wollte - aber es ist viel schneller und zufriedenstellender, als Boards aus Übersee zu bestellen!

Außerdem: Ich bin KEIN Chemiker - wenn ja, wägen Sie bitte die Entsorgungsmethoden ab! Für weitere Informationen zu dieser Ätztechnik (und zur Verfügung) gibt es eine großartige Diskussion auf Blondihacks.com. Viel Spaß beim Bauen!

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UPDATE: Ein paar Leute wiesen in den Kommentaren darauf hin, dass meine Chemie möglicherweise etwas falsch ist – mit genügend Salz in der Mischung könnte die Lösung grün werden, was bedeutet, dass es sich um Kupfer (II)-Chlorid handelt – das gleiche Zeug in einigen Wurzelkillern. In diesem Fall würde das Hinzufügen von Aluminiumfolie nur eine weitere giftige Chemikalie, Aluminium(II)-Chlorid, erzeugen und sollte nicht in den Abfluss geworfen werden. Weitere Informationen finden Sie in der Diskussion zu Stackexchange

Wenn Sie jedoch Zweifel haben, ob es sicher ist, die Flüssigkeit zu spülen oder nicht, können Sie sie jederzeit mit Gips mischen, warten, bis sie ausgehärtet ist, und das Ganze wegwerfen

Zweiter Platz in der Elektronik-Tipps & Tricks-Challenge