Layouterstellung

Eine optimale Layoutvorlage ist wichtig.

 
Wenn man eigene Platinen herstellen möchte, kommt es vor allem auf eine gute Vorlage an. Das Layout muss entsprechend gut erstellt worden sein und eine optimale Vorlage bilden, um präzise geätzt werden zu können. Hier möchte ich die verschiedenen Möglichkeiten zur Layouterstellung für Platinen aufzeigen:

Egal, ob man mit UV-Licht (entweder mittels eines Belichtungsgerätes oder mit einer einfachen UV-Lampe) oder aber per Aufbügeln von Toner (Toner-Transfer-Methode) auf eine Platine das Layout übertragen möchte, das Erstellen des Drucks ist maßgeblich verantwortlich für den Erfolg beim späteren Ätzen.

Die verschiedenen Möglichkeiten:

Es gibt verschiedene Methoden, ein Layout auf eine Platine zu übertragen. Die Auswahl der Methode der Layouterstellung ist der erste Schritt, bei dem man sich für die persönlich ansprechendste Methode entscheiden muss.

Von der klassischen Methode mit dem üblichen Belichten von Basismaterial, das mit Fotopositivlack überzogen ist, über das Aufbügeln von Toner auf eine Platine und auch das direkte Drucken mittels Tintenstrahldrucker und entsprechender Tinte direkt auf das Kupfer, sind doch einige Möglichkeiten zur Layouterstellung vorhanden. Auf die Übertragung bzw. Zeichnung von Hand mittels Tusche und Abreibesymbolen zur Layouterstellung möchte ich hier aber nicht näher eingehen.

Mit dieser Beschreibung sollte jeder für sich entscheiden, was für ihn das “Sinnvollste” ist für die eigene Layouterstellung.

Andere Anleitungen:

Für den Anfänger ist der Weg zur eigenen Platine nicht einfach. Es sind schon viele Anleitungen zur Layouterstellung im Netz zu finden.
Diese beschäftigen sich aber zum größten Teil mit der Erstellung des Layouts mit dem entsprechend favorisierten CAD-Programm. Meine Wahl ist da eindeutig EAGLE von Cadsoft. Mit dieser Software arbeite ich schon seit Anfang der 90er. Aber es gibt auch andere gute Programme und es soll jeder das nehmen was ihm liegt.
Außerdem geht es in diesen Anleitungen hauptsächlich um das Belichten, das Entwickeln oder das Ätzen. Wenige aber beschäftigen sich mit dem Druck bei der Layouterstellung.

Nachdem der Schaltplan zu einem Layout am PC geworden ist, kann damit begonnen werden, dieses Layout zu Papier, sprich auf die Platine zu bringen. Die Layouterstellung als Belichtungsvorlage für die Platine startet. Genau hier liegen die größten Probleme, denn ein Fehler bei diesem Schritt endet meistens damit, dass die Platine beim Ätzen oder schon vorher beim Entwickeln unbrauchbar wird.

Das Drucken mit dem Tintenstrahldrucker:

Da heutzutage nahezu jeder einen Tintenstrahldrucker sein Eigen nennt, ist es natürlich logisch, dass damit auch dann ein Layout für eine Platine gedruckt werden soll, welches dann zum Belichten verwendet wird.
Dazu sollte man spezielle Folien verwenden, welche die Tinte gut aufnehmen und bei denen der Druck recht “blickdicht” und an den Kanten des Drucks auch scharf ist. Ausgefranste Ränder sind da nicht geeignet. Zunächst sollte man einen Probedruck auf normalem Papier machen, um zu prüfen, ob man die Einstellungen in seinem Layoutprogramm korrekt ausgewählt hat.
Bei den meisten Druckern ist der Papiereinzug dermaßen exakt, dass man die Folie ein zweites Mal bedrucken kann, um so den Kontrast zu erhöhen.
Ein weiterer Trick zur optimalen Layouterstellung für eine Platine liegt darin, das Layout zwei mal zu drucken. Einmal “normal” und einmal gespiegelt.
Diese beiden Folien kann man dann deckungsgleich aufeinander kleben. Dabei sollte man darauf achten, dass man die Folien so druckt und aufeinander legt, dass die bedruckten Seiten außen sind. Dadurch wird erreicht, dass eine bedruckte Seite direkt auf dem Kupfer aufliegt und kein UV-Licht von der Seite einfallen kann.
Dann ein wenig Alleskleber auf den Rand geben, zusammenlegen, ausrichten und trocknen lassen. Dazu darauf achten, dass kein Kleber in das Layout läuft. Wenn der Druck doch innen liegen sollte, dann löst der Kleber meist die Tinte, sodass das Layout verläuft und die Lichtdurchlässigkeit an dieser Stelle nicht mehr stimmt, da der Kleber diese verändert.
Eine so erstellte Belichtungsvorlage bringt recht gute Ergebnisse beim Belichten.

Wenn man Folie sparen möchte, kann man ein Stück (etwas größer als das Layout) ausschneiden und mit Tesafilm auf Normalpapier kleben. Zur Ausrichtung der Folie kann man gut den Probedruck nehmen, dort sieht man ja wo das Layout gedruckt wird. Wichtig ist, dass man die höchste Auflösung wählt und “Photodruck” und nicht “Foliendruck” bei den Druckereinstellungen auswählt, das wäre falsch für den Layoutdruck. Gedruckt wird bei den meisten Folien auf der rauen Seite.

Auch ein Drucken auf entsprechend beschichtetem Papier, auf dem die Tinte nicht verläuft, und eine anschließende “Behandlung” mit Pausklar oder gar Speise- bzw. Babyöl ist möglich, da diese Methode das Papier durchlässig für UV-Licht macht. Pausklar ist allerdings nicht so günstig und mit Öl ist es eine ganz schöne Schmiererei.
Dass der Drucker natürlich ordentlich drucken muss, ohne Streifen und Schlieren, ist da ja selbstverständlich. Ich verwende einen Epson R200 mit dem ich Layouts drucke.

Laserdrucker:

Auch Laserdrucker finden sich immer häufiger in den Haushalten, da auch diese mittlerweile erschwinglich geworden sind. Auch gebraucht sind diese Drucker zu empfehlen, da es kaum Ausfälle gibt. Selbst nach jahrelanger Standzeit ist ein Laserdrucker betriebsbereit. Ich nutze einen alten HP Laserjet 4M Plus aus Anfang der 90er Jahre Lexmark E260dn.

Es wäre am besten, auf Transparentpapier zu drucken. Aber zum Einen sind diese Produkte nahezu aus dem Handel verschwunden, zum Anderen sind diese sehr teuer.
Toner haftete schon immer am besten auf Transparentpapier. Es eignen sich da eher matte Erzeugnisse als kristallklare.
Einen Nachteil gibt es allerdings: Die Formbeständigkeit. Durch das Erhitzen im Drucker verzieht sich die Folie leicht. Das ist bei der Layouterstellung für die Platine, selbst für doppelseitige Layouts, bis zum Europakarten-Format 160 x 100 mm aber vollkommen unproblematisch.

Als Alternative zu Transparentpapier empfehle ich Zweckform Art-Nr. 3491

 
Diese Folie eignet sich sehr gut, der Toner haftet prima an ihr und ich habe damit immer gute Ergebnisse erzielt.
Dazu schneide ich die Folie zurecht und klebe diese mit einem Streifen Klebeband (Tesa) auf ein normales Blatt Papier.

 
ÖKO, Eco und sonstige Tonersparmaßnahmen sind für solche Ausdrucke natürlich zu deaktivieren.

Auch hier kann das Layout wieder 2-mal gedruckt werden, einmal normal und einmal gespiegelt, um die beiden Folien übereinander kleben zu können.

 
Das obere und das untere Layout sind nur einmal gedruckt, die anderen beiden Layouts sind zwei mal gedruckt und aufeinander verklebt worden.

 
Hier ein anderes doppelt gedrucktes Layout im Detail:

 
Bei doppelseitigen Layouts kommt wieder mein einfacher Rahmen aus CD-Hülle zum Einsatz.

 
Wirklich exakt kann man die Layouts ausrichten, wenn man von unten eine gute Lichtquelle hat. Hier nehme ich eine Durchlichteinheit aus einem alten Scanner. Auch in meinem Belichtungsgerät habe ich unter dem Glas die ursprüngliche Durchlichteinheit verbaut.

 
Ein Laserdrucker hat gegenüber dem Tintenstrahldrucker bei der Layouterstellung den Nachteil, dass dessen Ausdrucke ein wenig lichtdurchlässiger sind. Aber dazu gibt es Tonerverdichter.
Die beste Erfahrung habe ich mit dem Verdichter der Firma Huber gemacht. Ein Layout zwei mal gedruckt und mit Tonerverdichter behandelt und aufeinander geklebt, liefert ein Top-Ergebnis.
Man bekommt den Tonerverdichter auch bei Conrad, allerdings ist er dort nicht unbedingt günstig ;-)

 
Tonerverdichter ist eine Mischung aus Aceton und Spiritus. Ich habe aber das passende Mischungsverhältnis noch nicht herausbekommen. Weiß es zufällig jemand?

Update vom 01.05.2016

Da mein Tonerverdichter von Conrad inzwischen aufgebraucht ist und weder in der Filiale noch online einer zu bekommen war, habe ich ein wenig experimentiert. Das Verdichten des Toners gelingt ziemlich gut mit Dämpfen von Aceton.
Ich habe in die leere Flasche 50% Spiritus und 50% Aceton gefüllt. Damit sprühe ich das Layout ein. Nach dem Verdunsten befestige ich das Layout mit kleinen Magneten in einem Deckel von einem Gurkenglas oder Ähnlichem.

Dann schütte ich ein wenig Aceton in das Glas. Hier reicht es, wenn das Glas mit ca. 5mm Aceton gefüllt ist. Dann wird der Deckel mit dem Layout auf das Glas geschraubt.

Das Ganze lasse ich dann für eine gute Stunde in der Nähe der Heizung stehen, beispielsweise auf der Fensterbank über der Heizung. Wärme hilft dabei, dass sich die Acetondämpfe gut im Glas verteilen und auf den Toner wirken.

Es geht zwar nicht so schnell wie mit dem originalen Tonerverdichter, aber das Ergebnis ist ebenso gut:

Meine andere aktuelle Methode zur Layouterstellung:

Nun kommen wir zu meiner zweiten aktuellen Methode, um ein Layout für Platinen zu Erstellen. Ich drucke meine Layouts auf Katalogpapier aus. Dazu schneide ich eine Seite aus einem Katalog, klebe diese mit Tesafilm auf ein normales DIN A 4 Blatt und drucke dann.
Ich persönlich habe sehr gute Erfahrungen mit dem IKEA-Katalog gemacht.
Der Unterschied zwischen dem Normalpapier und dem Katalogpapier ist, dass sich der Toner bei der Erhitzung im Drucker nicht mit den Fasern des Papiers verbindet. Dazu ist die Oberfläche des Katalogpapiers nicht geeignet.
Das Katalogpapier wird also auf eine Platine gelegt, erhitzt und mit Druck wird der flüssige Toner auf die Platine übertragen. Der Toner haftet wesentlich besser am Kupfer als an dem Papier.
Zu diesem Verfahren findest du auf meiner “Toner-Transfer-Methode” Seite eine Anleitung, wie man so das Aufbringen des Layouts durchführt.

Eine weitere, allerdings nicht so verbreitete Methode, ist das direkte Drucken auf die Platine mittels Tintenstrahldrucker. Erfahrungen, über die ich hier berichten könnte, stehen aber noch aus.
Wenn man einen Tintenstrahldrucker hat, mit dem man auch CDs bedrucken kann, muss man den Drucker wenigstens nicht umbauen ;-)

Bisher habe ich nur gelesen, dass man spezielle ätzfeste Tinte(MISPRO) braucht. Eine Kaufmöglichkeit habe ich allerdings nicht so ohne Weiteres gefunden. Ich werde aber Tests mit normaler Tinte durchführen und von dem Ergebnis hier berichten, ob diese Methode zur Layouterstellung geeignet ist.

Momentan ist die Toner-Transfer-Methode für mich manchmal das Einfachste und Schnellste und es liefert sehr gute Ergebnisse. Übrigens: Den Bestückungsdruck realisiere ich auch auf diese Art.