In deel 1 heb ik beschreven hoe een printplaat kan worden gefabriceerd. Maar we kwamen er al gauw achter dat we best wel veel printplaten gingen maken en de huidige
methode was nogal tijdrovend en de etsvloeistof vonden we niet bepaald goed voor onze gezondheid. We zijn nu overgestapt op een andere procedure.
Bouwen van een belichtingsbak:
De gezichtsbruiner die in deel 1 werd gebruikt is in een kast gebouwd met aan de bovenkant een glasplaat van een gesloopte scanner. Dit glas heeft de eigenschap om UV-licht goed door te laten. Aan de kast is van dezelfde gesloopte scanner de deksel scharnierend geplaatst voor een goede afdichting. Verder is de kast voorzien van een timer om de belichtingstijd te kunnen instellen.
 De belichtingsbak |
 De belichtingsbak werkend |
 De timer |
De bak om de print te etsen is vervangen door een etstank van plexiglas. Hierin gaat de etsvloeisof. Aan de etstank is een aquariumpomp gekoppeld zodat tijdens het etsen een doorlopende luchtstroom door de etsvloeistof stroomt. Door de luchtbellen wordt de etsvloeistof voortdurend in beweging gehouden wat het etsen bevorderd. De etstank is van het merk Velleman (Conrad bestelnr. 092647)
De benodigde vloeistoffen worden vooraf gemaakt en in flessen opgeslagen. De vloeistoffen kunnen langdurig bewaard worden.
Welke vloeistoffen gebruiken we:
Voor het ontwikkelen van de print wordt gebruik gemaakt van Natriumhydroxyd. Wordt in poedervorm geleverd. Eén afgestreken doseerlepel mengen in 1 liter water. De ontwikkelvloeistof werkt het beste bij een temperatuur tussen 25 en 30 graden.
Tijdens het gebruik zal de vloeistof bruin worden. Vervangen van de vloeistof is noodzakelijk als het ontwikkelproces te lang duurt of als de ontwikkellaag van de print onvoldoende wordt verwijderd tijdens het ontwikkelen.
De etsvloeistof wordt gemaakt van Natriumpersulfat. Wordt ook in poedervorm geleverd. Per liter water is nodig 250 gram Natriumpersulfat.
De etsbak moet gevuld worden met 2 liter etsvloeistof, dus 500 gram Natriumpersulfat mengen met 2 liter water. Deze vloeistof werkt het beste bij een temperatuur van ongeveer 40 graden, daarom is in de etsbak een verwarmingselement met thermostaat geplaatst om de vloeistof te verwarmen.
Wees voorzichtig! Dit spul is erg agressief. Een roestvrij stalen aanrecht blijkt ineens niet meer roestvrij te zijn….
Tijdens het gebruik zal de blanke vloeistof blauw worden. Bij de juiste temperatuur duurt het etsen in nieuwe vloeistof ongeveer 10 minuten. Veelvuldig gebruikte vloeistof raakt verzadigd waardoor het etsen langer gaat duren of nauwelijks etsen plaatsvindt. Dan is vervanging noodzakelijk.
Het maken van een printplaat in volgorde:
Allereerst is een ontwerp natuurlijk noodzakelijk. Hiervoor bestaan verschillende programma’s. Wij maken gebruik van de goede grafische mogelijkheden van Microsoft Visio. Maar op verzoek maakten we een print vanuit het programma ExpressPCBplus.
Let op bij het ontwerpen dat deze getekend wordt zoals aan de componentenzijde wordt gezien, dus in spiegelbeeld van de koperzijde. Dit is noodzakelijk omdat bij het afdrukken het ontwerp dan ook in spiegelbeeld wordt afgedrukt. Waarom? Lees verder….
Eventuele teksten in het koper moet je dus ook spiegelen.
Bij het ontwerpen is het belangrijk te weten welk soort printmateriaal je gaat gebruiken. Er zijn 2 soorten verkrijgbaar, nl. printplaten met een positief UV-gevoelige laag en printplaten met een negatief UV-gevoelige laag. Bij gebruik van positief materiaal maak je een positief ontwerp en bij negatief materiaal maak je een negatief ontwerp (2x negatief = positief). Wij gaan uit van een positief ontwerp. Het door ons gebruikte printmateriaal is van het merk Bungard en is verkrijgbaar in diverse afmetingen, bijv. 250 x 250 mm (Conrad bestelnr. 529222)
Het ontwerp wordt met een laserprinter afgedrukt op transparante folie. Let op dat je transparant folie gebruikt wat bestand is tegen de hitte van de laserprinter. Stel de printer in op maximale resolutie en zo mogelijk hoge dichtheid. Hoe zwarter hoe beter. Gebruik je een kleurenlaser, stel dan de afdrukopties zo in dat alles in zwart wordt afgedrukt.
Gebruik NOOIT een inkjetprinter, inkt hecht niet op transparant materiaal.
De lay-out van de print is nu in spiegelbeeld op het transparant afgedrukt. Nu gaan we deze afdruk overbrengen op het printmateriaal. Aangezien we een transparant hebben die positief is afgedrukt, moeten we printmateriaal gebruiken waarvan de UV-gevoelige laag ook positief is. Dat wil zeggen, alles wat op het transparant doorzichtig is, zal op het printmateriaal belicht worden. Tijdens het ontwikkelen van de print zal het belichte deel van de UV-gevoelige laag verdwijnen zodat de koperbanen die als zwart op het transparant staan overblijft met als afscherming de UV-gevoelige laag.
We hebben het steeds over UV-gevoelige laag. Dus voordat je de print uitpakt, eerst voorkomen dat er vals UV licht aanwezig is. TL verlichting uit, ramen zodanig verduisteren dat er geen zon binnen komt. LED en gloeilampverlichting is toegestaan mits niet te dicht bij de print.
Snij, knip of zaag een print op de juiste afmetingen. Let op dat door het bewerken van de print geen stofdeeltjes achterblijven. Verwijder de beschermlaag die op de print is geplakt. De UV-gevoelige laag is nu zichtbaar.
Leg het transparant met de afdrukzijde naar boven op de glasplaat van de belichtingsbak en leg daarop de printplaat met de UV-gevoelige laag naar beneden.
Nu wordt ook duidelijk waarom je in spiegelbeeld moet tekenen. De afgedrukte laag op het transparant maakt direct contact met de printplaat. Als je niet in spiegelbeeld had afgedrukt dan moet je nu de transparant in spiegelbeeld op de belichtingsbak leggen, afdrukzijde dus naar beneden en dan de printplaat op het transparant. In deze situatie kan kruiplicht via de dikte van het transparant op de printplaat komen waar je het niet wilt hebben! Gevolg: mogelijk te dunne of helemaal geen banen worden afgedrukt.
Doe de klep van de belichtingsbak dicht en zorg dat deze stevig op de print drukt. Er mag geen lucht tussen de print en transparant zitten. Zet eventueel een zwaar gewicht op de klep. Stel de belichtingstijd in op 4 minuten. Dit is bij ons de beste tijd en is afhankelijk van de lichtbron en het gebruikte printmateriaal. Ga je hier ook mee aan de slag, maak dan vooraf een paar proefafdrukken met verschillende belichtingstijden.
 Print op het transparant leggen en belichten, |
 daarna in de ontwikkelvloeistof, |
 klaar om na het afspoelen te etsen. |
Na het belichten wordt de print in het ontwikkelbad gedompeld en onder voortdurend schommelen van de ontwikkelbak zal na enkele ogenblikken de lay-out op de print zichtbaar worden. De belichte delen verdwijnen nu en blank koper wordt zichtbaar. Met een dot watten ondergedompeld in de ontwikkelvloeistof kan je heel voorzichtig de laatste restjes van de print verwijderen. Doe kunststof handschoenen aan!
Na het ontwikkelen de print goed in water schoonspoelen. Let op dat de fotolaag niet beschadigd.
Het licht mag weer aan! (als je geen andere printplaten open en bloot hebt liggen)
Etstank al op temperatuur? Hang de printplaat dan nu in de etstank. Zet de luchtpomp aan zodat de etsvloeistof in beweging komt. Bij verse etsvloeistof zal na ongeveer 7 minuten, daar waar eerst blank koper zat, de eerste kale printdelen zichtbaar worden. Nu gaat het snel, na ongeveer 10 minuten zal de print klaar zijn. Controleer of er geen restjes koper is achtergebleven of dat er nog een koperzweem op de print te zien is. Dus wachten tot alles weg is wat weg moet. Heb geduld!
 Temperatuur in orde? |
 Print er in… |
 … en blazen maar |
Print klaar? Dan de print ruim met water afspoelen zodat alle etsvloeistof van de print af is. Vooral tussen sporen die dicht op elkaar zitten. Anders vreet de vloeistof nog verder door.
Print afdrogen. Op de print is de lay-out zichtbaar, maar de fotolaag zit er nog op. We leggen de printplaat opnieuw in de belichtingsbak , maar nu zonder transparant. Belichten 4 minuten en leggen de print daarna weer in de ontwikkelbak (die had je toch nog niet opgeruimd?). Nu zal ook de laatste fotolaag verdwijnen zodat het blanke koper zichtbaar wordt.
Goed afspoelen en drogen. Eventueel met staalwol de koperbanen reinigen. Blijf met de vingers van het koper af want dat gaat later oxideren.
Om dit oxideren te voorkomen en zorgen dat de tin goed vloeit bij het solderen van de onderdelen wordt de printplaat aan de koperzijde bespoten met vloeibare soldeerlak (Conrad bestelnr. 884170). Goed laten drogen en de print is gereed om te boren en van onderdelen te voorzien.
De print in het midden hieronder is het uiteindelijke resultaat. De lijnen lijken nogal grof maar dit printje is maar 28 x 39 mm. Is in het voorbeeld dus erg uitvergroot. In het andere voorbeeld is de weergave beter, dat is een print van 115 x 200 mm.
 Soldeerlak |
 Het resultaat |
 Nog een voorbeeld |