04.09.2017



   

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Ätzmaschine im Selbstbau

Bei die Herstellung von Leiterplatten braucht es für den Ätzprozess lediglich eine dichte Kunststoff- oder Glaswanne. Diese wird mit der Ätzflüssigkeit gefüllt und die belichtete Leiterplatte hineingelegt. Durch ständiges schwenken der Wanne wird der Ätzprozess beschleunigt.
Dies mag bei einzelnen einseitigen Leiterplatten noch ganz gut gehen. Sollen jedoch mehrere Leiterplatten hergestellt werden, wird dies doch recht mühsam. Bei doppelseitigen Leiterplatten kommt erschwerend hinzu, dass diese nicht am Boden der Wanne aufliegen darf, da sonst der empfindliche Fotolack beschädigt wird. Auch der Fluss des Ätzmittels um die untere Plattenseite wäre dann ungenügend.

Einfacher mit einer Ätzmaschine

Die hier vorgestellte Ätzmaschine erfüllt alle Anforderungen für die Herstellung von Kleinserien. Die Masse sind ausgelegt für Leiterplatten bis Euroformat (160 x 100 mm)

Beide Probleme werden mit der hier vorgestellten Selbstbau-Ätzmaschine gelöst. Mit dieser sind Kleinserien in professioneller Qualität und in kurzer Zeit hergestellt. Das Selbstbauprojekt kommt mit handelsüblichen Komponenten aus und ist einfach nachzubauen.
Die Ätzmaschine besteht aus einer schmalen Glasküvette, welche aus Glasplatten hergestellt wird. Für die Umwälzung des Ätzmittels sorgen Luftblasen, welche von einer kleinen Luftpumpe und einem Ausströmerstein erzeugt werden. Die ideale Ätztemperatur von meist 40 bis 50° Celsius wird mit einem Heizstab erzeugt. Es können mit den hier vorgestellten Massen Leiterplatten bis knapp über Euroformat (160 x 100 mm) geätzt werden, welche in verstellbaren Führungen festgehalten werden, dadurch auch für doppelseitige Leiterplatten gut geeignet. Natürlich können die Masse auch für grössere Leiterplatten entsprechend angepasst werden. Man muss hierbei allerdings bedenken, dass dann immer auch eine grössere Ätzmittelmenge angemacht werden muss. Ich besitze eine recht teuer gekaufte Ätzmaschine, welche bis fünf doppelseitige Euro-Platten aufnehmen kann (10 einseitige Platten). Für kleine Schaltungen „zwischendurch“ ist diese aber einfach zu gross, braucht sie doch über 3 l Ätzmittel. Auch das Umgiessen der verbrauchten Flüssigkeit ist mit einer kleinen Maschine einfacher. Deshalb habe ich mich entschlossen, ein kleines, aber professionell einsetzbares Gerät selber herzustellen.

Benötigtes Material

Der grösste Teil des Gerätes wird aus handelsüblichem Aquarium-Zubehör hergestellt, welches in jedem guten Tierfachgeschäft erhältlich ist:
 
bulletGlasplatten in der angegebenen Grösse (evtl. von altem oder defektem Aquarium)
bulletSilikonkleber, schwarz oder klar
bulletLuftpumpe
bulletLuftschlauch, etwa 50 cm
bulletAusströmerstein, rechteckig (125mm)
bulletHeizstab, etwa 150 mm, 230 V
bulletAquarium Thermometer

Dazu noch folgendes Material:
 
bulletLeiterplattenführungen
bulletKunststoffschrauben M4 inkl. Muttern
bulletKunststoffprofile oder Plexiglasplatte

Ich habe das hier vorgestellte Gerät komplett mit Teilen hergestellt, welche bei mir noch so herumlagen - mit der einzigen Ausnahme des Ausströmersteins, welcher zugekauft werden musste. Gewisse Teile könnten deshalb eventuell auch einfacher hergestellt werden. Wichtig dabei ist es, keine Metall- oder Holzteile zu verwenden.

Die Glasküvette

Von einem alten, zerbrochenen Aquarium habe ich die Glasscheiben genommen. Diese können mit einem Glasschneider leicht und exakt zugeschnitten werden. Dazu ritzt man durchgängig an der Glasoberseite, legt einen Draht oder ähnliches exakt unter der Ritze und bricht die Glasplatte durch gleichmässigen Druck von oben.

Mit den unten angegebenen Masse wird etwa 1,2 l Ätzmittel benötigt.
Fünf Glasplatten benötigen wir. Diese haben folgende Abmessungen:
A: 180 x 180 mm (2 mal)
B: 40 x 180 mm (2 mal)
C: 180 x 50 mm (1 mal)
Die Masse richten sich nach der Grösse der Leiterplatte (hier für Euro-Format,  160 x 100 mm), sowie dem verwendeten Ausströmerstein.
Die Glasplatten lassen sich sehr gut mit einem handelsüblichen Glasschneider trennen.
An einem Stahllineal oder Winkeleisen entlang wird die Glasplatte mit dem Glasschneider geritzt.
Anschliessend wird ein Draht unterlegt und die Glasplatte mit einem kräftigen Druck gebrochen. Schmale Streifen lassen sich einfacher brechen, wenn beispielsweise eine Holzleiste aufgelegt wird.
Die Platten werden mit Silikonkleber absolut wasserdicht verbunden. Dieser Kleber stammt aus dem Aquarium-Sortiment des Tierfachhandels (im Beispiel von Juwel Aquarium).
Die Platten müssen absolut im rechten Winkel geklebt werden. Dazu ist ein Geodreieck oder Winkeleisen hilfreich.
Die fertige Glasküvette wird mit Wasser gefüllt, um die Dichtigkeit zu prüfen.


Die Luftpumpe

Auch die Luftpumpe stammt aus dem Aquarium-Zubehör. Es reicht eine kleine Membranpumpe für wenig Geld. Der Ausströmerstein wird mit Silikon am Boden der Glasküvette geklebt. Vorher unbedingt den Schlauch anbringen, da dies in der schmalen Küvette nachträglich nur sehr schwer möglich ist.

Die Pumpe wird über ein Rückschlagventil angeschlossen. Diese verhindert, dass Ätzmittel aus der Küvette in die Pumpe fliessen kann.
 
Der Ausströmerstein erzeugt die vielen kleinen Luftblasen. Das Bild zeigt einen handelsüblichen Typ mit den Abmessungen 142 x 35 x 12 mm (L x B x H).
Das Rückschlagventil schützt die Pumpe vor Ätzmittel. Die Pumpe wird im Bild an die linke Seite angeschlossen.
So gross braucht es wirklich nicht zu sein. Ein kleineres Exemplar tut's auch.

Die Leiterplatten-Halterung

Unsere Ätzmaschine braucht noch einen Deckel. An diesem werden die Leiterplatten-Führungen montiert. So kann die belichtete Leiterplatte bequem am Deckel befestigt werden und in die Küvette eingesetzt und wieder herausgenommen werden.
 
Der Deckel habe ich aus einem Stück Plexiglas geschnitten. Darin zwei Langlöcher, um die Leiterplattenführungen verschiebbar befestigen zu können. So können Leiterplatten ab 40 mm Breite bis circa 120 mm Breite eingesetzt werden.
Die zwei Längsseiten des Deckels werden um 90° abgekantet. Dazu wird das Plexiglas-Stück zwischen zwei Metallschienen gespannt, mit dem Heissluftföhn erhitzt und mit einer Metallschiene gebogen.
Dies sind die Teile für den Deckel: Gut sieht man die Langlöcher, welche ich mit der Laubsäge ausgeschnitten habe. Dazu noch zwei schmale Streifen Plexiglas als Führungsschienen. Die roten Leiterplattenführungen sind eigentlich für 19-Zoll Einschubrahmen gedacht. Oben die M4 Kunststoffschrauben und Muttern.
Und so werden die Teile zusammengebaut. Die zwei Plexiglasstreifen werden angeklebt.
Detailansicht. Hier sieht man die Leiterplattenführungen. Ein Loch mit Durchmesser 4,2mm wird gebohrt und die Kunststoffmutter innen exakt über dem Loch angeklebt.

Die Heizung

Die Heizung wird nur benötigt, wenn über längere Zeit geätzt wird und "altes" Ätzmittel aufgeheizt werden soll. Neues Ätzmittel wird man bereits mit entsprechend warmen Wasser anmachen, und bei der kurzen Ätzzeit wird sich das Mittel kaum abkühlen.

Man kann die kleinste erhältliche Aquarium-Stabheizung verwenden. Achten Sie darauf, dass diese eine Übertemperaturabschaltung sowie ein Regler für die Temperatur besitzt.

Der Heizstab wird einfach von oben in die Küvette eingelegt. Die Heizung nicht einstecken, wenn sie nicht im Ätzmittel ist: Überhitzungsgefahr!
 

Ein Aquarium-Thermometer wird mit einem Saugnapf innen an die Glasscheibe befestigt. So hat man die Temperatur immer im Griff.

Die fertige Maschine

So sieht die fertige Ätzmaschine von vorne aus. Bei den Leiterplatten-Führungen wird unten noch je ein Gummiband angebracht, damit die Leiterplatten nicht wegrutschen können.

Hier nochmal das Bild von oben. Die Metallschraube (links) muss noch getauscht werden.

Tipp

Wenn Sie eine zweite, gleich grosse Glasküvette herstellen, können Sie diese zum Entwickeln benutzen. So braucht die entwickelte Leiterplatte nicht mehr in die Hand genommen werden. Sie wird einfach fertig entwickelt aus dem Entwicklerbad genommen und in das Ätzbad gehängt. Eine Küvette mit zwei Kammern dagegen ist nicht empfehlenswert, da die Flüssigkeiten kaum noch sauber entleert werden können.

Fazit

Wie Sie sehen ist es durchaus möglich, mit wenig Aufwand ein Gerät selber herzustellen, das sich nicht vor Industrie gefertigten Maschinen verstecken muss. Mittlerweile arbeite ich praktisch nur noch mit diesem handlichen Gerät, da es wesentlich einfacher ist, mit kleineren Mengen an Chemie umzugehen.

Die nächste Folge: Wir bauen uns ein Belichtungskoffer aus einem alten Scanner. Ist eigentlich ganz einfach: Die kompletten Innereien des Scanners werden entfernt und je nach Grösse zwei bis vier UV Röhren mit Vorschaltgerät eingebaut. Dann noch zwei Schnellverschlüsse links und rechts am Deckel angebracht - und fertig.

     

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Letzte Änderung:

17.06.2005
04.09.2017

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