Selbstgemachte Leiterplatte:DIY-Leiterplatte für Anfänger

Moderne Leiterplatten (PCBs) sind heute das Lebenselixier der Technologie. Es ist fast unmöglich, Elektronik zu finden, die in irgendeiner Form keine Leiterplatte hat. Während es eines professionellen Leiterplattenherstellers bedarf, um hochwertige Leiterplatten herzustellen, können Sie Ihre eigene hausgemachte Leiterplatte erstellen. In der folgenden Anleitung zeigen wir Ihnen wie.

Selbstgemachte Leiterplatte – Was ist eine Leiterplatte?

Bild einer Leiterplatte mit Komponenten

Leiterplatten wurden in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts weit verbreitet. Davor verbanden die Hersteller die Komponenten eines Geräts direkt über Drähte. Als solches war es unorganisiert und chaotisch. Die Entwicklung von PCBs versuchte, dieses Problem zu lösen.

Im Wesentlichen ist eine Leiterplatte eine Ansammlung von eingebetteten Drähten, die durch ein flaches Glasfaserfragment verlaufen. Um zu verstehen, wie sie funktionieren, müssen Sie wissen, wie Hersteller sie erstellen.

Während des Herstellungsprozesses stapelt der Hersteller Glasfaserscheiben aufeinander und behandelt sie mit einem chemischen Harz. Das Harz verbindet sie miteinander.

Als nächstes bringt der Hersteller eine Kupferschicht auf beiden Seiten der Glasfaserplatte auf. Dann tragen sie Fotolack auf. Der Hersteller ätzt dann ein PCB-Layoutmuster, das mit den Leiterbahnen auf der Platine übereinstimmt. Danach härten und trocknen sie die Platte mit UV-Licht.

Leiterplatte nach vollständiger Bestückung wird zur Reflow-Ofenmaschine transportiert

Als nächstes wäscht der Hersteller die Platine mit warmem Wasser, wodurch die unbedeckten Bereiche weggespült werden und die Kupferspuren zurückbleiben. Diese Spuren dienen als Grundlage dafür, wie die Leiterplatte nach dem Kupferätzprozess aussehen wird.

Abhängig von den Spezifikationen und dem Design der Platine bohrt der Hersteller Befestigungslöcher, Durchgangslöcher und Durchgangslöcher für Verbindungen und Komponenten.

Da die Leiterplatte jedoch nur eine Ansammlung elektrischer Verbindungen auf einem Substrat ist, benötigen Sie keinen ausgefallenen Herstellungsprozess, um eine einfache herzustellen. Wir zeigen Ihnen im Rest dieses Handbuchs, wie das geht.

Hausgemachte Leiterplatte– Wie erstelle ich eine Leiterplatte zu Hause?

Eine Sammlung von drei Kupferleiterplatten.

In diesem Abschnitt der Anleitung erfahren Sie, wie Sie Ihre eigene DIY-Leiterplatte zu Hause herstellen können. Wir haben eine Liste aller benötigten Materialien beigefügt. Unserer Einschätzung nach ist die wesentliche Komponente, die Sie benötigen, jedoch eine PCB-Designsoftware. Zu Ihrem Glück gibt es eine Vielzahl großartiger Open-Source-Designsoftware, mit der Sie Ihre Schaltungsdesigns erstellen können. Dazu gehören:

• Autodesk Eagle
• KiCad
• Fritzing
• DesignSpark-Leiterplatte
• ExpressPCB
• PCBWizard

Jedes dieser Tools verfügt über Tutorials und Dokumentationen, die Ihnen helfen, das Entwerfen von PCB-Layouts zu erlernen. Nachdem Sie Ihr gewünschtes PCB-Design erstellt und ausgedruckt haben, können Sie mit dem Rest dieser Anleitung fortfahren.

Skizzieren einer Leiterplatte

Hausgemachte Leiterplatte– Erforderliche Werkzeuge und Materialien

• Altes Zeitschriftenpapier oder Werbebroschüren mit Hochglanzdruck
• Alte Zeitung
• Laser- oder Tintenstrahldrucker
• Dampfbügeleisen
• Kupferkaschierte Laminatplatte
• Eisenchlorid-Pulverlösung (FeCl3-Ätzlösung)
• Geschirrspüler/Stahlwolle
• Aceton (Nagellackentferner/Verdünner)
• Gummihandschuhe
• Plastikbox/Plastikbehälter
• Teelöffel
• PVC-Draht
• A4 Foto-/Hochglanzpapier
• Schleifpapier
• Schwarzer Permanentmarker
• Klingenschneider
• Schleifpapier
• Eine Rolle Papierhandtücher
• Watte
• Klebeband
• Braunes Papier
• Ofenhandschuhe

Anleitung

Für dieses Tutorial haben wir uns entschieden, die Dinge einfach zu halten. Wir werden eine Leiterplatte erstellen, die mit einem 555-Timer-Chip verbunden ist. So können Sie Ihren ganz eigenen Tastschalter entwickeln oder integrieren. Bevor Sie mit den Anweisungen in diesem Abschnitt fortfahren, vergewissern Sie sich bitte, dass Sie über alle Materialien und Werkzeuge verfügen.

Eine Sammlung von Chips zusammen mit einem Satz Leiterplatten

Hausgemachte Leiterplatte– Schritt 1

Verwenden Sie Ihren Tintenstrahl- oder Laserdrucker, um das PCB-Layout auszudrucken, das Sie mit einem unserer empfohlenen PCB-Design-Softwaretools erstellt haben. Stellen Sie sicher, dass es in Schwarz/Graustufen ausgedruckt wird. Sie können die Einstellungen in der PCB-Designsoftware und den Druckertreibereinstellungen konfigurieren.

Außerdem müssen Sie sicherstellen, dass es sich um einen Spiegelausdruck handelt. Außerdem muss es auf der glänzenden Seite des Fotopapiers ausgedruckt werden. Schneiden Sie das Design nach dem Drucken aus dem Artikel aus.

PCB-Layout drucken

Hausgemachte Leiterplatte– Schritt 2

Schneiden Sie mit einem Cuttermesser ein quadratisches Stück aus dem kupferkaschierten Laminat. Verwenden Sie beim Schneiden das gedruckte PCB-Layout als Größenreferenz.

Hausgemachte Leiterplatte– Schritt 3

Verwenden Sie Stahlwolle oder einen Küchenreiniger, um die Kupferseite des ausgeschnittenen Laminats zu reiben und die obere Oxid- und Fotolackschicht zu entfernen. Es erleichtert Ihnen das Aufkleben des PCB-Layout-Designs auf das Kupfer.

Hausgemachte Leiterplatte– Schritt 4

Übertragen Sie das gedruckte PCB-Layout auf die Oberseite der behandelten Kupferlaminatschicht (die als endgültige PCB dient). Stellen Sie sicher, dass der glänzende Teil des Papiers nach unten zeigt und an den Seiten des Stücks Kupferlaminat ausgerichtet ist.

Hausgemachte Leiterplatte– Schritt 5

Als nächstes legen Sie das braune Papier auf das Kupferstück und das bedruckte Designpapier. Drücken und bügeln Sie das Design auf das Kupferstück, wobei das braune Papier als Schutz dient. Dabei müssen Sie Folgendes sicherstellen:

• Sie verwenden eine flache Holz- oder Granitoberfläche
• Das Bügeleisen ist nicht auf Dampf eingestellt
• Bügeln Sie langsam und mit gleichmäßigem Druck
• Die Kupferplatte ist sicher – Sie können eine Zange verwenden

Bild von Kleidung dampft Bügeleisen. Erwärmen Sie das Bügeleisen, bis es seine maximale Temperatur erreicht hat.

Der gesamte Übertragungsvorgang dauert eine Stunde, wenn Sie es richtig machen. Wenn Sie jedoch kein Bügeleisen verwenden möchten, können Sie das Design mit einem Bleistift und einem schwarzen Permanentmarker auf die Kupferfläche übertragen.

Schritt 6

Verwenden Sie Ofenhandschuhe, um das Kupferstück in eine Schüssel, ein Waschbecken oder einen Behälter mit lauwarmem Wasser zu geben. Als nächstes müssen Sie es für 10 Minuten im Wasser lassen. Trennen Sie schließlich das Papier vorsichtig vom Kupfer. Der effektivste Weg, dies zu tun, besteht darin, den Bericht in einem flachen Winkel vom Kupfer abzuziehen.

Manchmal erscheint das Design möglicherweise nicht vollständig auf der Kupferfläche. In diesem Fall müssen Sie Ihren permanenten schwarzen Marker verwenden, um fehlende Zeilen auszufüllen.

Schritt 7

Als nächstes müssen wir die Platte ätzen. Ziehen Sie ein Paar Gummihandschuhe an und bedecken Sie Ihren Boden, Ihren Schreibtisch und Ihre Theke mit braunem Papier oder Zeitungspapier. Dadurch wird verhindert, dass die Ätzlösung sie verdirbt.

Füllen Sie einen Plastikbehälter oder eine Schachtel mit Wasser und geben Sie drei Teelöffel Eisenchloridpulver hinein. Rühre vorsichtig um, bis sich die Lösung auflöst. Als nächstes tauchen Sie die Leiterplatte (ein Kupferstück) dreißig Minuten lang in die Lösung oder bis der Prozess das Kupfer demaskiert.

Prüfen Sie mit einer Zange, ob der Ätzvorgang abgeschlossen ist. Es sollte jegliches unerwünschte Kupfer aus dem Endprodukt entfernen.

Schritt 8

Sobald Sie die Platine geätzt haben, verdünnen Sie den Rest der Eisenchloridlösung und entsorgen Sie sie sorgfältig. Gießen Sie es nicht in den Abfluss oder spülen Sie es die Toilette hinunter. Es könnte Ihre Leitungen und Rohre beschädigen. Wenden Sie sich nach Möglichkeit an einen Sammeldienst für gefährliche Chemikalien in Ihrer Stadt.

Verwenden Sie ein paar Tropfen Aceton (Nagellackentferner) auf einem Stück Watte, um die Tinte/den Toner auf der Platine abzuwischen und das Kupferlayout freizulegen. Als nächstes reinigen und spülen Sie die Platine sorgfältig mit warmem Wasser und trocknen Sie sie mit einem Blatt Papiertuch ab.

Schließlich können Sie Sandpapier verwenden, um die Kanten der Leiterplatte zu trimmen und zu glätten. Sie können einen mikroelektrischen Bohrer verwenden, um Durchgangslöcher zu erstellen. Alternativ können Sie Ihre elektronischen Bauteile auch direkt auf die Leiterplatte löten. Wenn Sie möchten, dass die Leiterplatte ein traditionelleres Aussehen hat, können Sie grüne oder rote UV-härtende Lötfarbe kaufen.

Sobald Sie das getan haben, müssen Sie nur noch Ihren Arbeitsbereich aufräumen, und Sie haben selbst eine solide hausgemachte Leiterplatte.

Leiterplatte ohne die Komponenten

Schlussfolgerung

Steckbretter sind großartig, wenn Sie noch die Seile lernen. Sie werden jedoch feststellen, dass tatsächlich lötfähige Leiterplatten besser für komplexere Projekte geeignet sind. Wir hoffen dennoch, dass Ihnen die Lektüre dieses Leitfadens Spaß gemacht hat. Wenn Sie mehr über den Herstellungsprozess von Leiterplatten erfahren möchten, zögern Sie nicht, den Rest unserer Website zu besuchen. Wie immer danke fürs Lesen.