In einer Fernsehdokumentation zum Thema 'Geldnoten und Geldnotenfälschung' hörte ich einmal den Satz: "Ziel der Notenbanken war es, jeden Schritt der Geldherstellung so kompliziert wie möglich zu machen und damit den Fälschern das Handwerk zu erschweren." Das erinnerte mich ein wenig an die Herstellung von Platinen. Diese Herstellung erfolgt in einer Reihe von Schritten, und bei keinem der Schritte kann man sich Nachlässigkeit leisten. Man muss jeden Schritt absolut sorgfältig ausführen, nur dann wird man am Ende mit einer guten Platine belohnt.

1. Die Zeit, die man mit einem großen Leiterplattenentwurfsprogramm beim Routen (also dem Verlegen der Leiterbahnen) spart, steckt man in der Schaltungsentwurfsphase in das Programm hinein. Jedes Bauelement muss mit der zugehörigen Gehäusebauform eingegeben werden, Gehäuse die dem Programm unbekannt sind müssen erst mit einem speziellen Zeichenprogramm entworfen werden.
2. Die Grundeinstellung für Leiterbahnbreiten, Lötaugen und Durchkontaktierungen sind für chemisch durchkontaktierte Platinen optimiert. Es ist also nicht daran gedacht worden, dass man als Hobbyelektroniker an einer Durchkontaktierung auch noch löten muss. Also muss man alle Grundeinstellungen anpassen.
3. Routing-Programme sind recht hilflos, wenn man ihnen nur einseitige Leiterplatten anbietet. Versucht man es mit zweiseitigen Platinen, so benutzen sie reichlich Durchkontaktierungen. Das ist der Industrie egal, aber ich müsste an jeder Durchkontaktierung 2 mal löten. Da kann ich auch gleich einen Draht ziehen, anstatt eine zweite Leiterplattenseite zu benutzen.
4. Ein Router beachtet nicht, dass Leiterbahnen auf der Bestückungsseite so an ein Bauelement herangeführt werden müssen, dass man da auch noch mit dem Lötkolben gut herankommt.
5. Ein Profiprogramm denkt nicht daran, in der Mitte eines Bauelementeanschlusses oder einer Durchkontaktierung ein Loch zu machen. Dafür ist die automatische Bohrmaschine zuständig, die ein entsprechendes Drill-File bekommt. Ich brauche dieses "Loch" im Kupfer aber als Führung für meine Handbohrmaschine, die mit Drill-Files überhaupt nichts anfangen kann.
6. CAD-Programme möchten das fertige Layout in einem Dateiformat ausgeben, mit dem Platinen-Belichtungsgeräte etwas anfangen können (z.B. Gerber-Format). Eine Ausgabe auf einem normalen Drucker ist meist nur über Zwischenschritte (z.B. via PS-Format und Grafikprogramm) möglich.

Als Zeichenprogramm für einfache Leiterplatten benutze ich übrigens CorelDraw 3. Das klingt etwas altbacken (aktuell ist wohl die Version 11), für maßhaltige schwarze Linien, Kreise und Flächen (also Leiterbahnen) ist das aber völlig ausreichend, und dieses Programm gibt es inzwischen fast umsonst: z.B. auf der BIG-CD, die es manchmal zu HP-Druckpatronen dazugab.  Layouts entwerfe ich positiv (Kupfer = schwarz, kein Kupfer =  nichts = weiß) und in der Ansicht von der Bestückungsseite her. Dadurch vermeidet man Verwechslungen bei IC-Pin-Belegungen. Der Entwurf ist damit spiegelbildlich, was für den folgenden fotochemischen Prozess ohnehin nötig ist. Man sollte unbedingt etwas Text (spiegelbildlich!) im Layout vorsehen. Dadurch erkennt man später auf einen Blick die Vorder- und Rückseite des Layouts.  Wie ich solche CDR-Dateien erstelle sieht man am linken Bild oder an Beispielen aus der Projekte-Seite.

Grundregeln:

• Das Zeichenprogramm auf die Maßeinheit "Inch" umstellen. Schaltkreisanschlüsse liegen nicht im 2,5 mm-Raster sondern im 1/10-Zoll-Raster (ca. 2,54 mm).
• In den Lötaugen ein Zentrierloch zum Bohren vorsehen.
• Beschriftungen (seitenverkehrt!) nicht vergessen.
• Leere Bereiche mit schwarzen Masse-Flächen auffüllen (beschleunigt das Ätzen).
• Leiterplattenmaterial gibt es in Standardgrößen zu kaufen (75x100mm, 160x100 mm), wenn man sich beim Layout schon auf so eine Größe festlegt, erspart man sich später das Sägen.

Wenn man sich einmal in ein CAD-Programm eingearbeitet hat (was eine Weile dauern kann), dann lernt man auch schnell die Vorteile des computerunterstützten Designs schätzen. Für komplexere Platinen benutze ich die Eagle-Freeware, und beschränke mich auf Platinen bis zu 80mm x 100mm. (besser 75mm x 100mm) Ich verlege alle Leiterbahnen manuell (der Autorouter scheint mir für einlagige Platinen nicht geeignet zu sein) und stelle in den Design Rules im Kartenreiter Resting die äußeren Durchmesser von Pads und Vias auf mindestens 20 mil ein. Dadurch werden die Pads (Lötaugen) auch mit einem Lötkolben lötbar. (Bei DIL-Schaltkreisen und Steckverbindungen werden die Lötpads dadurch aber so groß, dass zwischen ihnen keine Leiterbahnen merh hindurch passen.) Beim Drucken des Layouts selektiere ich im CAM-Processor-Job nur die Layers Bottom, Pads, Vias und Dimension. Unter Style wird Fill pads nicht aktiviert. Im Ergebnis erhalte ich Layouts mit Zentrierlöchern für das Bohren in allen Pads. Als Ausgabeformat wähle ich PS (postskript).  Die dann entstandene PS-Datei kann man z.B. mit Photoshop Elements einlesen. Beim Einlesen wird es in ein Pixel-Bild gewandelt, die Auflösung kann man dabei frei wählen. 600 dpi wäre z.B. ein geeigneter Wert für filigrane Platinen. Es ist sehr wichtig, beim Einlesen in Photoshop Elements die Option glätten zu deaktivieren! Ansonsten werden Masseflächen streifig dargestellt. Nun hat man noch die Möglichkeit, auf Pixel-Ebene kleinere Korrekturen vorzunehmen, falls das nötig ist. Aus Photoshop Elements heraus kann man das Layout dann auch gleich drucken.

Die besten Ausdrucke habe ich mit einem hochauflösendem Tintenstrahldrucker (meinem uralten Epson Stylus Foto) auf HP-Transparentfolie (HP Premium Inkjet Transparency Film, HP C3835A, leider sehr teuer) erhalten. Diese Folie fühlt sich auf einer Seite rauh an. Diese Seite ist zu bedrucken. Die rauhe Oberflächenstruktur verhindert das Verlaufen der Tinte. Es ist unbedingt im Druckertreiber als Druckmedium "Photo Quality Glossy Film" einzustellen und die höchste Ausdruckqualität auszuwählen, ansonsten werden die schwarzen Flächen nicht blickdicht. (In der Einstellung "Ink Jet Transparencies" schaltet der Drucker dagegen auf 360 dpi herunter, was zu nichtdeckender Tintenauftragung führt.) Ein Düsentest vor dem Ausdruck vermeidet unangenehme Überraschungen in Form von horizontalen weißen Linien.
Wer einen anderen Drucker benutzt sollte wenigstens 600 DPI einstellen können. Keinen Erfolg hatte ich mit einem Billig-HP-Deskjet, der nur 300 DPI konnte. Der Tintenauftrag war je nach Treibereinstellung nicht flächendeckend oder mit grüner Tinte vermischt. (Das mag ja auf Papier sinnvoll sein, aber nicht bei Belichtungsvorlagen.) Auch ein HP-Deskjet 600 (300 DPI) brachte nur mäßige Ergebnisse (Beste Ergebnisse in der Einstellung Spezialpapier, aber nicht blickdicht).
Ein Canon Pixma MP780 (4800x1200 dpi) deckte immer noch etwas schlechter als mein betagter Epson-Stylus-Photo (720 dpi). Hier heißt es also mit allen erreichbaren Druckern experimentieren, um das beste Druckresultat zu erzielen.
(Die alte Tintenstahler-Druckerfolie HP51630S-CX JetSeries Transparency Film ist übrigens völlig ungeeignet, da hier die Farbe abperlt.)

Wer mit der Transparentfolie keine blickdichten Ausdrucke erziehlt (oder falls die Transparentfolie zu teuer ist), kann alternativ folgende preiswerte Lösung versuchen. Man druckt auf normalem Papier für Tintenstrahldrucker mit bestmöglicher Auflösung. Durch das Aufsaugen/Verlaufen der Tinte ist ein blickdichter Ausdruck viel einfacher zu erziehlen. Der getrocknete Ausdruck wird dann mit Sonnenblumenöl (man kann auch Pausklar aus der Spraydose von Conrad verwenden) eingerieben, wodurch die unbedruckten Stellen für das UV-Licht transparent werden. (danke Bodo)

Ein Laserdrucker liefert nicht ganz so gute Ergebnisse wie der Epson-Stylus-Foto, ist aber ausreichend. Dazu druckt man auf Transparentpapier. Ein Stück dieses dünnen Transparentpapiers wird dazu mit Tesa-Film auf einem normalen Blatt Druckerpapier fixiert, ansonsten gibt es Papierstau. Der Tesa-Film übersteht die Fixierwalzen des Druckers überraschend gut. Es empfiehlt sich, zunächst einen Probedruck auf ein normales Blatt Papier anzufertigen, dann in der nötigen Größe Transparentpapier zuzuschneiden. Dieses Transparentpapierstück wird dann auf einem neuen Blatt Papier an der Position des Layout-Probeausdrucks fixiert. Dazu nur einen Streifen Tesa am oberen Ende des Transparentpapiers benutzen. Das untere Ende des Transparents bleibt locker (vermeidet Falten). Nun wird das Blatt noch mal in den Drucker eingeführt und der Ausdruck (nun auf dem Stück Transparentpapier) wiederholt.
Alle Druckertreibereinstellungen, die das Schwarz noch "schwärzer" machen sollte man nutzen. Trotzdem wird man ein Ergebnis erhalten, das etwas Licht durchscheinen lässt. Es empfiehlt sich mit einem schwarzen Tuschestift nachzuarbeiten.
Der Schwärzungsgrad des Ausdrucks ist offensichtlich stark vom Fabrikat des Druckers abhängig. Mit HP-Druckern hatte ich eher schlechte Erfahrungen gemacht. Per Email erhielt ich den Hinweis, dass ein Brother-Drucker ein brauchbares Ergebnis lieferte. Mein Test mit einem OKIlaser14ex war ebenfalls zufriedenstellend, aber nicht perfekt.

Falls das Druckergebnis bei Tintenstrahl oder Laserdrucker trotz aller Mühe nicht blickdicht wird, kann man das Layout auch mehrfach drucken, und die Ausdrucke passgenau übereinander legen. Das funktioniert für einfache Layouts gut. Bei sehr filigranen Layouts ist das aber nicht einfach, da keine zwei Ausdrucke exakt deckungsgleich sind. Das ist wohl weniger ein Problem der Druckermechanik als der bedruckten Blätter. Papier dehnt sich aus und schrumpft je nach Feuchtigkeit, Folien werden warscheinlich durch die heißen Fixierwalzen des Laserdruckers verzerrt. Mit Öl getränktes Papier wird mit Sicherheit auch quellen.
Ein weiteres Problem der mehrfach-Layouts ist, das die Farbschichten der einzelnen Ausdrucke nicht direkt aufeinander liegen, sondern durch eine Papier- oder Folie-Schicht getrennt sind. Dort kann sich Streulicht ausbreiten..
Trotzdem liefert diese Technik für nicht allzu filigrane Layouts gute Ergebnisse.

Mit sogenannter Transferfolie für Laserdrucker habe ich keine so guten Erfahrungen gemacht. Vielleicht hatte ich da die Tricks noch nicht so raus, vielleicht verspricht hier auch die Werbung zuviel. Ich bleibe bei der Fotochemie.
Andere Bastler haben sehr gute Erfahrung mit der Direkttonermethode gemacht.

Mein Traum:
Für digitale Röntgengeräte gibt es Belichter, die die schwarz-weiss-Aufnahmen auf lichtempfindliche Transparentfolie belichten und diese entwickeln. Die gleiche Technik hat natürlich auch jede Leiterplattenfirma. Wenn ein Anbieter für Privatkunden solche Folien für ein paar Cent belichten und entwickeln würde, könnte man sich viel Arbeit ersparen. Bei Papierbildern  ist dieser Service schon lange üblich (auch wenn die Fotolabore dort nicht maßhaltig abrbeiten).
Es hat sich bei mir wirklich ein Anbieter gemeldet, der genau das für bastler-freundliche Preise anbietet. Sobalt ich ihn getestet habe, steht an dieser Stelle mehr darüber.

• aus Hartpapier (undurchsichtig, gelb bis braun, Pertinax) oder Glasfasermaterial (duchscheinend, hellgelb, Epoxyd),
• einseitig oder zweiseitig mit Kupfer beschichtet,
• von 0,5 mm bis 1,5 mm Dicke
• mit 35 µm oder 70 µm Kupferdicke.
• 100x60, 100x75, 100x160 ... mm groß

Für die meisten Anwendungen reichen einseitige Platinen. Oft kann eine zweite Platinenseite vermieden werden, wenn man sich nicht scheut einige Drahtbrücken zu verwenden. Wer extreme Miniaturisierung betreibt, kann eine zweiseitige Platine beidseitig mit SMD-Bauteilen bestücken und dadurch viel Platz sparen. Dabei sind dann auch die Ansprüche an die Passgenauigkeit der beiden Seiten nicht so hoch.

Dünne Platinen sind preiswerter, können sich aber verbiegen, was Leiterbahnen und Bauelemente belastet, ich nutze 1,5 mm dickes Material.

Eine Kupferschichtdicke von 35 µm klingt wenig, ist aber normalerweise völlig ausreichend. Nur bei Hochstromschaltungen (Motorregler, Transverter ...) sind Platinen mit 70 µm Kupferschichtdicke sinnvoll.

• eine Lage Schaumstoff (0,5 .. 2 cm dick), die größer als die Platine ist
• eine (nicht zu dicke) Glasplatte, die größer als die Platine ist
• eine Lichtquelle mit hohem UV-Anteil

Die Platine wird zunächst auf das benötigte Maß zurechtgeschnitten, und dann vom zugeschnittenen Stück die Schutzfolie entfernt. Da der Lack kaum tageslichtempfindlich ist, kann das (wenn man schnell arbeitet) bei normaler Beleuchtung geschehen.  Die Platine wird mit der Fotolackschicht nach oben auf den Schaumstoff gelegt. Das spiegelbildlich ausgedruckte Layout wird mit der Druckseite auf die Platine gelegt. Damit ist das Layout wieder seitenrichtig, und zwischen Fotolack und Druckerfarbe ist kein Abstand für störendes Streulicht. Darauf kommt nun die saubere Glasplatte. Sie hat die Aufgabe, dafür zu sorgen, dass das Layout plan auf der Platine aufliegt und nicht verrutscht.

Nun folgt der kritischste Abschnitt der Patinenerstellung - die Belichtung. Kritisch ist dabei die Belichtungszeit. Ich befestige die Lampe ca. 15 cm über der Platine und belichte dann 6 Minuten. Das ist des Ergebnis einer Belichtungstestreihe. Diese Zeit hängt aber von vielen Faktoren ab, und muss deshalb von jedem selbst ausprobiert werden.

• Der Abstand der Lampe zur Platine ist wichtig. Ein verdoppelter Abstand viertelt die UV-Strahlung. Deshalb immer mit dem gleichen Abstand arbeiten!
• Die Glasplatte verschluckt einen Teil des UVs. Also immer die gleiche Glasplatte benutzen.
• Die Layoutvorlage ist je nach Herstellungsverfahren (Tinte+Folie oder Toner+Transparentpapier) unterschiedlich UV-transparent.
• Je nach Hersteller, Alter und Lagertemperatur sind die Platinen unterschiedlich empfindlich.

Muss es doch mal eine zweiseitige Platine sein, müssen beide Layouts ausgedruckt und präzise zu einer Tasche verklebt (Tesa) werden. In diese Tasche wird die Platine zum Belichten eingelegt, und mit Tesa fixiert. Dann lassen sich nacheinander beide Seiten belichten.

Wer mit Sonnenblumenöl-Layouts arbeitet, sollte die Platine vorsichtig abwaschen, falls Öl auf die Platine gekommen ist.

Noch mal zum Abstand zwischen Lampe und Platine:
Die Dichte der UV-Strahlung, die an der Platine ankommt ist extrem von der Entfernung zur Lampe abhängig (1/quadratisch). Ein  Halbieren des Abstandes vervierfacht die Strahlungsleistung, und viertelt die nötige Belichtungsdauer. Aus drei Gründen sollte man aber nicht zu dicht mit der Lampe an die Platine herangehen.:

• Alle Bereiche der Platine sollten etwa gleich belichtet werden. Ist die Lampe aber zu dicht, dann ist ihr Abstand zur Platinenmitte viel geringer als der Abstand zum Platinenrand (besonders bei größeren Platinen). Das Ergebnis ist dann Überbelichtung in der Platinenmitte oder Unterbelichtung am Rand. Ein größerer Abstand verringert den Entfernungsunterschied.
• Die Lampe erzeugt etwa 250 W Hitze, die zu einem großen Teil abgestrahlt wird. Ist die Platine zu dicht an der Lampe, dann erwärmt sie sich merklich. Ob das der Chemie zuträglich ist, wage ich zu bezweifeln.
• Je tiefer die Lampe angebracht ist, desto schräger werden die Randbereiche der Platine angestrahlt. Damit steigt die Gefahr, dass UV den Weg zwischen Layoutfolie und Platine findet. Die Folge wären Unterätzungen. Andererseits kann es auch zu schrägem Schattenwurf durch die Druckerfarbschicht kommen. Dann "laufen" eng benachbarte Leiterbahnen zusammen.
  

Zum Ausprobieren kann man auch eine normale 100W-Glühbirne verwenden. Bei 15 cm Abstand zur Leiterplatte ergeben sich aber Belichtungszeiten von ca. 30 Minuten.

Ideal ist ein Belichtungsgerät, das man für über 200 € kaufen kann, oder das man sich aus einem alten Scanner und ein paar UV-Leuchtstofflampen selber baut.
 

Im Entwicklerbad werden die belichteten Stellen des Fotolacks aufgelöst. Das ist bei vielen Platinen-Fabrikaten (aber nicht bei allen) zunächst mit einer Violettverfärbung der belichteten Lacks verbunden. Dieser violette Lack löst sich dann im Entwickerbad auf.

Nach ca. 1 Minute entnehme ich die Platine aus dem Entwicklerbad und spüle sie unter dem Wasserhahn ab, dabei tritt das Layout der zukünftigen Leiterplatte hervor. Allerdings nicht farblich (wie beim Entwickeln von Filmmaterial) sondern eher plastisch: farbloser Lack auf nacktem Kupfer.

Es ist wichtig, dass aller Lackreste von den belichteten Stellen entfernt werden. Dazu kann man die Platine unter fließendem Wasser vorsichtig abreiben (mit den Fingern oder einem sauberen weichen Lappen). Danach tauche ich die Platine noch mal für kurze Zeit in das Entwicklerbad, um letzte Reste des belichteten Lacks zu lösen. Danach wird wieder abgespült und dabei vorsichtig abgerieben.
Falls nicht aller Lack in den belichteten Bereichen weg ist, dann lieber noch etwas nachentwickeln. Bis zu 4 Minuten widerstehen die unbelichteten Abschnitte der Entwicklerlösung meist problemlos. (bei Tintenstrahldrucker-Layouts)

Sollte das Layout schon sofort nach dem Eintauchen der belichteten Platine in den Entwickler deutlich sichtbar sein, und der Entwicklungsprozess schon nach 20 Sekunden abgeschlossen sein, so ist vermutlich die Belichtungszeit zu lang gewesen. Nun ist äußerste Sorgfalt geboten um die Platine noch zu retten. Die unbelichteten Zonen können nun beim Ätzen leicht angegriffen werden, was sich später in vielen kleinen Löchern in der Kupferschicht zeigt. Also das Ätzen überwachen, und die Platine sofort nach dem Ätzen aus dem Ätzbad nehmen.

Anmerkung
Es gibt positive Berichte über den NaOH-freien Entwickler vom Typ 4007 (Conrad 52 88 03-xx). Mit ihm soll es fast unmöglich sein, eine Platine über-zuentwickeln. Die belichtete Platine darf also straffrei sehr lange im Entwickler verbleiben, ohne Schaden zu nehmen. Das ist für eine gleichmäßige Entwicklung der Platine (besonders bei ungleichmäßiger Belichtung) von großem Vorteil. Ich werde das mal ausprobieren.
Bungard schreibt seinem NaOH-freien Spezialentwickler änliche Eigenschaften zu (Conrad 52 87 73-xx), und mit diesem Entwickler hatte ich sehr gute Ergebnisse, allerdings habe ich damals keine direkten Vergleiche zu NaOH durchgeführt.
Beide NaOH-freien Entwickler kosten für 1 Liter Entwicklerlösung ca. 1,60€.
 

Das Ätzmittel gibt es preiswert als Pulver oder in Perlenform. Man löst es in Wasser, bis sich kein Ätzmittel mehr lösen lässt. Dabei entwickelt sich übrigens Wärme. Man sollte also nicht schon mit warmem Wasser anfangen.
Nun kann man die Platine für ein paar Sekunden eintauchen, sofort wieder entnehmen und mit Wasser gründlich abspülen. Man erkennt nun gut, ob man beim Entwickeln Erfolg hatte. Flächen ohne schützenden Lack werden matt. Evtl. sollte man nun noch nachentwickeln, oder überschüssigen Lack  einfach abkratzen. Fehlender Lack lässt sich mit einem ätzfestem Lackstift ersetzen. Dann wieder ins Ätzbad mit der Platine. Die Ätzzeit hängt stark von der Temperatur und vom Verbrauchsgrad der Ätzlösung ab. Sie liegt zwischen 10 Minuten und 1 Stunde. Die Platine sollte regelmäßig bewegt werden, um frisches Ätzmittel und Sauerstoff zum Kupfer zu "spülen".
Falls gegen Ende des Ätzvorgangs nur noch einige Kupferflecken übrig sind, kann man diese außerhalb (besser oberhalb) des Ätzbades mit einem Wattebausch wegwischen. Der Wattebausch wird dazu mit Ätzmittel getränkt, und mit einer Fotozange gefasst.

Eisen-III-Chlorid ist sehr ergiebig, und kann deshalb für mehrere Platinen verwendet werden. Zur Aufbewahrung bitte keine Lebensmittelflaschen und keine Flaschen mit metallischem Verschluss verwenden. Am Besten ist eine Glasflasche mit Glasstopfen. Verbrauchte Ätzlösung ist übrigens Sondermüll und gehört ins Ökomobil und nicht in den Abfluss!!
Es gibt alternative Ätzmittel wie z.B. Amoniumpersulfat. Diese moderneren Mittel sind umweltfreundlicher und durchsichtig. Man kann den Ätzprozess also besser beobachten und hat hinterher weniger Sondermüll. Das Problem mit diesem "Feinätzkristall" ist die Temperaturabhängigkeit. Unterhalb von 40°C ätzen sie so gut wie gar nicht, oberhalb von 60°C kristallisiert das Ätzmittel aus. (Die Kristallisation lässt sich durch Kochen wieder rückgängig machen.) Man benötigt also ein temperaturgeregeltes Ätzbad. Hat man das, dann spricht alles dafür von Eisen-III-Chlorid auf modernere Ätzmittel umzusteigen.

Wenn man die Platine in die Ätzflüssigkeit gibt, werden die ungeschützten Platinenbereiche sofort matt. Mann erkennt dadurch eventuelle Mängel im Fotolack (Kratzer oder nicht vollständig entfernter Lack) schnell. Noch kann man durch übermalen von Kratzern oder abkratzen von Lackresten korrigieren. Wenn man die Platine dafür aus dem Ätzbad nimmt, ist sie jedesmal gründlich mit Wasser abzuspülen.
Wärend des Ätzens kann man beobachten, das das Kupfer an den Lackkanten zuerst weggeätzt wird. Große  Kupferflächen benötigen dagegen lange, bis sie vollständig abgeätzt sind. Deshalb noch mal meine Empfehlung zum Layoutentwurf: Unbenutzte Platienbereiche sollten als Masseflächen genutzt werden. Dann müssen sie nicht abgeätzt werden. Man ist mit dem Ätzen schneller fertig und man spart Ätzmittel.

Sollte auf der halb fertig geätzten Platine das Kupfer "streifig" stehen bleiben, dann war die Belichtungszeit zu kurz, und es sind feine Reste des "aufgestrichenen" Fotolacks auf der Platine zurückgeblieben. In diesem Fall sollte man die halb fertige Platine wegwerfen und es mit der doppelten Belichtngszeit noch einmal versuchen.

Die fertig geätzte Platine ist gründlich mit Wasser abzuspülen, ansonsten arbeiten sich Ätzmittelspuren im Laufe der Zeit durch die dünnen Leiterzüge und verursachen Monate später rätselhafte Ausfälle. Der Foto-Lack ist lötbar, und kann normalerweise auf der Platine verbleiben.

Für die nähere Zukunft plane ich den Bau einer einfachen Ätzmaschine.

In einer Email beschieb Paul seine Gurkenglasätzmaschine.

Das Kolophonium kann man mit einem Fön schneller trocknen. Die klebrige Oberfläche wirkt sonst beim anschließenden Bohren wie ein Schmutzmagnet. Das Kolophonium dient nur dem besseren Löten, und wird nach der Bestückung der Platine wieder mit Spiritus und einer alten Zahnbürste abgewaschen.

Wer ca. 16,- € opfert, kann anstelle der Kolophoniumschicht auch eine Zinnschicht auftragen. Dazu eignet sich ein Pulver das z.B. bei Conrad erhältlich ist. Das Pulver wird in heißem Wasser aufgelöst, und die zuvor gereinigte Platine (Spirituslappen) für einige Minuten bei Zimmertemperatur in die Lösung getaucht. (Vorsicht: giftig und ätzend)
Das Auflösen des Pulvers in 90°C-heißem Wasser ist alles andere als einfach. Man arbeitet hier mit einer fast kochenden, stark ätzenden, giftigen Lösung, und mir ist es nur gelungen einen kleinen Teil des Pulvers zur Lösung zu bringen. Dieser Schritt ist der mit Abstand gefährlichste beim Herstellen einer Leiterplatte, und ich kann deshalb das Conrad-Verzinnungsbad nicht ruhigen Gewissens weiterempfehlen. Wer sich dennoch dazu entschließen sollte, wird mit einer hervorragend lötbaren Platine belohnt.

Mir wurde eine chemische Verzinnung (SUR-TIN) der Firma Bungard empfohlen, die sich leichter verarbeiten lässt. SUR-TIN besteht aus einer Flüssigkeit und zwei Pulvern, die nacheinander in warmen Wasser aufgelöst werden. Insbesondere die niedrigere Wassertemperatur vereinfacht den Ansatz des Verzinnungsbades wesentlich. Meiner Nase nach unterscheidet sich die Chemie bei Conrad und Bungard nicht wesentlich, aber das nacheinander-zusammen-Mischen der einzelnen Chemikalien bei Bungard wird mit einem deutlich besserem Auflösungsverhalten der Pulver quittiert. Ein Unterschied zur Conrad-Verzinnung ist, dass der Verzinnungsprozess selbständig stoppt, wenn eine ausreichende Schichtdicke erreicht ist. Die Verweilzeit der Platine im Bad ist also nicht kritisch.
SUR-TIN ist meiner Meinung nach auch für Bastler ein geeignetes Verzinnungsbad.

Einige Bastler mailten mir, das sie als Privatpersonen bei Bungard nicht kaufen könnten. Joerg (Danke) erkundigte sich bei Bungard, und bekam folgende Antwortmail:
 

"...Unser SUR-TIN chemische Glanzverzinnung konnen Sie gerne bei uns direkt kaufen. Wir haben allerdings einen Mindestbestellwert von 25 Euro. Wir verkaufen dieses Produkt zwar insgesamt über 40 Handler weltweit, aber in Deutschland ausschließlich direkt,weil einer der Bestandteile von SUR-TIN (Teil 1 = Batteriesäure) nicht hochregalfähig ist..." sales@bungard.de

Damit dürfte der Fall eindeutig sein. SUR-TIN kostet ca. 13 € +MsSt. Mit einer Packung lässt sich 2,5 Liter chemische Verzinnung ansetzen. Wenn sich zwei Käufer zusammentun, erreicht man schon den Mindestbestellwert, alternativ kann man sich auch gleich einige beschichtete Platinen mitkaufen.
Da wie gesagt auch die Bungard-Chemie alles andere als harmlos ist, sind unbedingt die beiliegenden Sicherheits- und Entsorgungsvorschriften einzuhalten.

Eine einmal angesetzte SUR-TIN-Lösung ist meiner Erfahrung nach ca. 1 Jahr lang uneingeschränkt nutzbar. Danach fällt in der Lösung eine weißliche Substanz aus, das Verzinnen funktioniert aber weiterhin - warscheinlich aber nicht mehr so effektiv. Meine SUR-TIN-Lösung ist inzwischen 3 Jahre alt und hat einen starken Bodensatz (weißlicher Ausfall). Es funktioniert noch, aber es "arbeitet" inzwischen recht langsam. Es ist Zeit för einen frischen SUR-TIN-Ansatz.

Wer Glasfaserplatinen bohrt, verschleißt übrigens pro Platine einen Bohrer. Schon nach ca. 100 Löchern wird ein Standardbohrer stumpf.

Zum Beginn des Lötens sollte Bauelement und die Leiterplatte frei von Oxydschichten sein. Ist die Leiterplatte wie oben vorbereitet, ist die schon mal o.k.. Bedrahtete Bauelemente liegen manchmal jahrelang beim Händler oder Bastler im Regal. Ihre Anschlussdrähte sollten kurz vor dem Löten mit feinem Sandpapier  leicht abgerieben werden.

Grundsätzlich sollte man nur mit einem Flussmittel löten. Fast alle Lötzinn-Sorten enthalten deshalb eine Kolophoniumader. Zusätzlich kann man in Spiritus gelöstes Kolophonium auf die Lötstelle auftragen. Ist der Lötkolben zu heiß, "verbrennt" das Kolophonium zu einer schwarzen Kruste und wirkt nicht mehr.

Der häufigste Fehler ist das zu kurze Erhitzen der Lötstelle. Dadurch wird nicht richtig gelötet, sondern nur zusammengepappt. Man sollte in aller Ruhe abwarten, bis das Lötzinn schön an der Lötstelle läuft und die Platine und den Bauelementeanschluss "benetzt" hat (ca. 2-3 Sekunden). Ansonsten hat man an seinen Lötstellen keine dauerhafte Freude. Bauelemente sind bei weitem nicht so hitzeempfindlich wie man denkt.
Dieses Foto zeigt typische Anfängerlötstellen: zuviel Lötzinn, zuwenig Flussmittel, zu wenig Hitze.
Dieses Foto zeigt recht normale Lötstellen: weniger Lötzinn, reichlich Flussmittel, ausreichend Hitze.
Die Lötkolbenspitze muss sauber  und mit flüssigem Zinn überzogen sein. Ansonsten ist der Wärmekontakt zur Lötstelle schlecht, und die Lötstelle erhitzt sich nur sehr langsam. Verzunderungsfreie Dauerlötspitzen sind ihr Geld wert.

Vielbeinige Schaltkreise sollte man von den mittleren zu den äußeren Beinchen hin löten, und Pausen einlegen, damit der IC sich nicht zu sehr aufheizt.

SMD-Bauelemente sollte man nur auf vorher dünn verzinnte Flächen auflöten. Der Lötkolben sollte niemals auf das Bauelement gesetzt werden, sondern von der Seite den Anschluss erhitzen. Bei SMDs sollte sparsam mit Lötzinn umgegangen werden.

Versehentliche Lötzinnbrücken lassen sich leichter entfernen, wenn man sie mit reichlich Kolophonium wiedererhitzt. Gleichzeitig kann man überflüssiges Zinn mit Entlötlitze (feinadrige mit Kolophonium getränkte Kupferlitze) entfernen. Dazu legt man die Entlötlitze auf die Lötstelle, und setzt dann den Lötkolben auf die Entlötlitze, um die Lötstelle durch die Entlötlitze hindurch zu erhitzen. Auf diese Art und Weise lassen sich auch filigranste Schaltkreise sehr sauber verlöten.

Dann geht's ans versiegeln. Soll eine Platine nur vorübergehend genutzt werden, oder ist abzusehen, das man sie öfters mit dem Lötkolben bearbeiten wird, kann man wieder eine Kolophonium-Spiritus-Lösung auftragen. Eine dauerhafte Versiegelung erreicht man mit einem speziellen Leiterplatten-Lack (z.B. "Plastik") aus der Sprühdose. Der greift das Kupfer und Zinn nicht an (was man vom Kolophonium langjährig nicht sagen kann) ist haltbar und trotzdem im Notfall lötbar.
Früher habe ich nur mit Kolophonium versiegelt, aber manche 10-15 Jahre alte Platine weist inzwischen Oxydschichten auf dem Kupfer auf.