Leiterplattenherstellung mit einfachen Mitteln

Seit Jahren verwende ich als Hobby-Elektroniker eine sehr bewährte Methode, wenn es darum geht, einseitig kaschierte Leiterplatten zu zeichnen und zu ätzen. Als Vorlage können dazu eigene Entwürfe oder Leiterplattenentwürfe aus Zeitschriften dienen. Man braucht noch nicht einmal einen Scanner oder Kopierer. Fast alle Hilfsmittel sind in einem normalen Haushalt bereits vorhanden. Die hier vorgestellte Methode hat allerdings ihre Grenzen. Sie ist für Einzelanfertigungen gedacht und die Genauigkeit wird meistens nicht für SMD-Bauteile ausreichen.

Leiterplatte, die mit einem Ätzstift von Hand gezeichnet wurde.

1. Schritt: Kopieren oder Abzeichnen

Der Leiterplattenentwurf wird im Maßstab 1:1 herauskopiert, falls er uns in gedruckter Form vorliegt und z.B. aus einer Zeitschrift stammt. Wenn kein Kopierer oder Scanner vorhanden ist, wird er mit Durchschlagpapier nachgezeichnet. Beim Nachzeichnen kommt es nur auf die genaue Position der Bohrlöcher und der Verbindungslinien an. Am Wichtigsten sind auf jeden Fall die Bohrlöcher. Die Verbindungslinien (Leiterbahnen) brauchen wir nicht abzeichnen, wenn wir eine Zeitschriftenvorlage besitzen. Auf jeden Fall markieren wir noch die Abmessungen, bzw. die Ränder. Diese Kopie, egal ob sie nun durch Abzeichnen oder durch eine elegantere Methode entstanden ist, schneiden wir (mit der Papierschere) in jene Abmessungen zurecht, die der Leiterplatte entsprechen.

2. Schritt: Leiterplatte zusägen

Nun sägen wir ein Stück kupferkaschiertes Leiterplattenmaterial in den Abmessungen unserer endgültigen Leiterplatte zurecht. Ich mache dies mit einer schnell laufenden Stichsäge und einem Metallsägeblatt. Dies geht sowohl bei Epoxydharzmaterial als auch bei dem leichter zu bearbeitenden Pertinax. Unsere bereits zurechtgeschnittene Kopie aus Papier legen wir nun deckungsgleich auf die Kupferseite unserer Leiterplatte und fixieren sie mit durchsichtigem Klebeband, damit die Papiervorlage auf der Leiterplatte nicht verrutschen kann.

3. Schritt: Körnen

Als nächstes benötigen wir eine stabile Unterlage, einen Hammer und einen Körner. Mit dem Körner körnen wir die Bohrlöcher an, in dem wir mit dem Hammer durch das Papier auf die Kupferseite schlagen. Wer keinen Körner hat, kann auch einen stabilen Nagel nehmen. Nachdem wir alle Löcher so gekennzeichnet haben, kontrollieren wir sicherheitshalber noch, ob wir auch kein Loch übersehen haben.

4. Schritt: Bohren

Das Papier wird entfernt und alle Löcher werden mit einem schnell rotierenden 1 mm-Bohrer gebohrt. Durch das vorhergehende Ankörnen wissen wir exakt, wo die Löcher hingehören und haben noch eine Führung beim Ansetzen des Bohrers. Für die Arbeit ist ein Bohrständer sehr empfehlenswert. Für die meisten Löcher reicht 1mm-Bohrer aus. Einige Bauteile benötigen einen etwas größeren Durchmesser, besonders natürlich die 4 Löcher an den Ecken, durch denen die M3-Schrauben für die Befestigung passen sollten. Dafür verwendet man einen 3,5 mm-Bohrer.

5. Schritt: Reinigen

Nach dem Bohren reinigt man nun die Kupferoberfläche mit Scheuermilch oder Stahlwolle, damit sie von ihrer Oxyd-Schicht befreit wird und eine gewisse Rauigkeit erhält. Am Besten ist eine mattglänzende Oberfläche.

6. Schritt: Lötaugen und Verbindungen zeichnen

Nun zeichnen wir mit einem wasserfesten Filzstift (z.B. Edding 3000 oder solche für die Folien der Overhead-Projektoren) alle Verbindungslinien und die Lötaugen nach. Als Orientierung dient uns das Layout. Dabei aufpassen, dass wir die Kupferoberfläche nicht berühren und sie fettfrei bleibt. Die Lack muss gut decken. Gegebenenfalls mehrmals nachzeichnen. Ungewollte Verbindungen kann man nach mit einem spitzen Nagel wegkratzen. Das Abzeichnen geht schneller von der Hand als man denkt. Für mittlere Projekte kann man etwa 15 bis 20 Minuten veranschlagen. Das ist immer noch schneller als auf Lochrasterplatten jede einzelne Verbindung zu verdrahten und zu verlöten Nach diesem Abzeichnen lassen wir den Lack ca. 10 Minuten trocknen.

7. Schritt: Ätzen

Nun können wir die so präparierte Leiterplatte in das Ätzbad tauchen. Für die Ätzflüssigkeit gibt es verschiedene Rezepte. Ich verwende immer noch Eisen(III)chloridlösungen, obwohl die Flecken dieser Substanz nie wieder aus der Kleidung gehen. Man löst das Eisen(III)chlorid in heißem Wasser auf , bis sich eine dunkelbraune Farbe einstellt. In die heiße Lösung taucht man die Leiterplatte ein und schwenkt sie am besten in einer flachen Kunststoffschale, so dass man den Fortschritt beim Ätzen beobachten kann. Dabei ist eine Schutzbrille sehr zu empfehlen. Je nach Temperatur und Konzentration des Bades ist der Ätzvorgang innerhalb von 10 Minuten bis zu einer halben Stunde abgeschlossen und man kann die Leiterplatte mit einer Plastikzange oder anderen Hilfsmitteln herausnehmen. Dann spült man sie unter fließend Wasser gründlich ab. Die Ätzflüssigkeit kann mehrmals wiederverwendet werden und gehört, wenn sie verbraucht ist, auf den Sondermüll.

8. Schritt: Lack entfernen

Die von allen Resten der Ätzflüssigkeit befreite Leiterplatte ist im Prinzip schon fertig. Damit man sie auch löten kann, muss nur noch die Lackschicht des wasserfesten Filzstiftes entfernt werden. Dies macht man am besten mit Brennspiritus oder mit rostfreier Stahlwolle unter dem Wasserhahn. Gut geht auch Fleckenmittel oder Waschbenzin. Nach dem Trocknen ist unsere Leiterplatte fertig und wartet nur noch auf ihre Bestückung.

Für Hochfrequenzschaltungen muss bei zweiseitig kaschierten Leiterplattenmaterial der Kupferbelag auf der Bestückungsseite stehen gelassen werden. Er wird mit Masse verbunden. Damit Kurzschlüsse vermieden werden, sind die Bohrlöcher mit einem 5 mm-Bohrer auf der Bestückungseite anzusenken. Danach zusätzlich mit Stahlwolle entgraten. Die Bauteile sind mit Abstand zu montieren, indem man die Bauteile mit einem Papp-Streifen unterlegt.

Anmerkung:

Beim Bohren und Sägen die Sicherheitsvorschriften beachten. Eine Schutzbrille ist sehr empfehlenswert.

Zuletzt aktualisiert am Montag, den 13. Juli 2009 um 14:51 Uhr

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