Ätzmaschinen-Projekt
(eingestellt wegen Kauf eines Fertiggeräts)

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02. August 2002

Diese Seite hat sich überlebt, ich habe mir nämlich inzwischen eine fertige Ätzmaschine mit vertikaler Belüftung gekauft.

Warum?
Es war mir nicht möglich, den Materialpreis für einen Eigenbau deutlich unter den Kaufpreis für ein Fertiggerät (109 Euro bei Reichelt) zu halten. Wenn man bei Heizung, Pumpe und Termometer nicht auf Material aus ausgemusterten Aquarien zurückgreifen kann, sonder Neuteile kaufen muss, dann geht das schon ins Geld. Auch war keine Heizung aufzutreiben, die unmodifiziert im Ätzmittel hätte arbeiten können.
Als geeigneten Ätzbehälter habe ich nur eine Rechteckige Glasvase von Leonardo mit Idealmaßen gefunden. Diese Vase war allerdings aus Glasplatten zusammengeklebt. Ob der Kleber dem Ätzmittel wiedersteht ist fraglich. Diese Vase hätte schon 25 Euro gekostet.
Das Selbstkleben eines Behälters scheitert weniger an den Glasplatten, als vielmehr am Silikon zum Verkleben. Geeignetes Silikon wird im Aquarienhandel in Tuben angeboten, die für meine Zwecke zu groß und damit auch zu teuer sind.
Nun habe ich die Lust am Suchen verloren, und bin den bequemen Weg des Kaufens gegangen.



Einleitung
Material und Hilfsmittel


Einleitung
An anderer Stelle habe ich bereits das bewährte Ätzen mit Eisen-III-Chlorid in einer Fotoschale vorgestellt. Diese Methode ist oft ausreichend, aber natürlich nicht ideal. Besser wäre eine 'Ätzmaschine' die ich mir bauen werde. An diese Maschine stelle ich folgende Forderungen: Natürlich gibt es bereits sehr gute Ätzmaschinen im Handel. Die lassen sich im Wesentlichen in drei Gruppen unterteilen: Schaumätzgeräte erzeugen in einem Behälter mit Hilfe einer starken Luftpumpe einen Ätzmittelschaum aus Eisen-III-Chlorid. Dieser Schaum läuft dann über die schräg stehende Platine nach unten. Die ständige Bewegung des Schaums und sein hoher Anteil an Luft beschleunigen das Ätzen. Leider wird hier oft mit Eisen-III-Chlorid gearbeitet, und man hört immer wieder von überschäumenden Geräten. Generell ist es wohl sehr kompliziert, eine ausreichende Menge dünnflüssigen Schaums zu erzeugen, ohne 'riesige' Pumpen zu verwenden. Auch ist das Ätzen von zweiseitigen Platinen nur eingeschränkt möglich. Billige Varianten (ohne Heizung) kosten schon 60 Euro, bessere über 150 Euro.

Ätzmaschinen mit vertikaler Belüftung besteht aus einem (durchsichtigen)  Glas- oder Plastik-Behälter (Küvette), in dem die Platine senkrecht im Ätzmittel hängt. In den Behälter wird unten Luft geblasen, die senkrecht an der Platine aufsteigt. Die Luftblasen bringen Sauerstoff zur Platine und bewegen das Ätzmittel. Beides beschleunigt den Ätzprozess. Diese Maschinen gibt es für Eisen-III-Chlorig und für Ätzsulfat. Wird Ätzsulfat verwendet ist eine Heizung unbedingt nötig, da dieses Ätzmittel nur im Temperaturbereich über 40°C vernünftig wirkt. Der Preis liegt hier bei 150 Euro und mehr.

Sprühätzmaschinen sprühen das Ätzmittel mit Düsen auf die Leiterplatte und erreichen damit exzellente Ergebnisse. Leider benötigen sie immer saubere Ätzlösung. Der nötige Filter und die Ätzmittelpumpe machen die Geräte teuer und kaum nachbaubar.

Ich habe mich für den Bau einer Ätzmaschine mit vertikaler Belüftung entschieden. Die gibt es natürlich schon. Mein Ziel muss es sein, den Preis eines Nachbaus in Grenzen zu halten. Als Ätzmittel will ich Natriumpersulfat verwenden, weshalb die Maschine beheizt sein muss.

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Aufbau
Eine solche Ätzmaschine besteht im Wesentlichen aus folgenden Teilen Behälter aus Glas oder Kunststoff  (13 Euro)
Der Behälter ist bei industriell hergestellten Ätzmaschinen der Kostentreiber. Schon dieser Behälter kostet als Ersatzteil 50 Euro. Das mag daran liegen, dass die Behälter oft recht groß ausgelegt sind. Die kleinste bei Conrad bzw. ELV angebotene Ätzmaschine nimmt Platinen bis zu 25 x 17 cm (reichlich das doppelte Europa-Format) auf. Entsprechend groß ist der Behälter, der fast 2 Liter Ätzmittel fasst. Ich arbeite meist mit Platinen bis zu 10 x 7,5 cm. Solch Platinen lassen sich in einem Behälter von jeweils 15 cm Höhe und Breite (Außenmaße) ätzen. Bei einer Tiefe von 5 cm (Außenmaß) ergibt sich ein Volumen von etwa 0,5 Liter.

Einen fertigen Behälter zu finden, wird wohl kaum möglich sein, wenn auch flache Glasvasen gerade in Mode sind. Ich werde wohl nicht umhin kommen, den Behälter aus Acrylglas zu kleben. Material von 3 mm Dicke kostet ca. 90 Cent pro Quadratdezimeter. Für den Behälter sind 7 Quadratdezimeter nötig, das macht ca. 6 Euro. Der Spezialkleber kostet 7 Euro. Sorgen macht mir der präzise Zuschnitt, der Acryl-Platten, schließlich sollen die Platten verklebt und nicht verspachtelt werden.
Alternativ kommt auch Glas in Frage. Beim Glaser kann man 5 mm dicke Glasplatten gleich auf die richtige Größe zuschneiden lassen (erspart viel Arbeit). Dünner sollte das Glas nicht sein, damit ausreichend große Klebestellen zur Verfügung stehen. Als Klebstoff eignet sich Aquarien-Silikon, das allerdings recht teuer ist.

Heizung mit oder ohne Temperaturregelung  (19 Euro)
Heizungen, die unter Wasser betrieben werden können, gibt es im Aquarienhandel. Es ist aber noch zu prüfen, inwieweit sie sich zum Betrieb in Ätzmittel eignen. Der Großteil der Heizung ist durch ein Glasrohr gekapselt, aber auch die Oberseite der Heizung mit der Stromzuführung muss ätzresistent sein - oder gemacht werden (z.B. durch Aufschieben eines dichtenden Silikonschlauches). Eine Heizleistung von 150 W erscheint reichlich, solche Heizstäbe kosten etwa 19 Euro.
Wenn man die Temperatur nicht manuell 'regeln' will bietet sich ein Temperaturschalter an, der bei Pollin für genau diesen Temperaturbereich erhältlich ist. Auch dieser muss Ätzmittelresistent gemacht werden.

Thermometer
Ein Glas-Thermometer auf dem der Temperaturbereich von 35 bis 60°C gut ablesbar ist wird benötigt.

Belüftungssystem  (11 Euro)
Eine Belüftungspumpe für Aquarien sollte genügen. Diese gibt es in verschiedenen Leistungsklassen. Eine Pumpe mit 50l/h Pumpvermögen kostet mit Schlauch 11 Euro, ein 150 l/h Exemplar schon 25 Euro. Bei Conrad kostet die 250l/h-Variante  23 Euro, während die batteriebetriebene 'Spielzeugvariante' nur 5 Euro kostet. Da ich ja kein Schaumätzgerät bauen will reichen 50 ... 100 l/h - je nach Breite des Ätzbehälters.
Große Exemplare sind regelbar und besitzen zwei Ausgänge. Einer soll über eine Plastikschlauch zu einem Luftverteiler am Behälterboden führen. Dieser Luftverteiler ist ein Plastikrohr mit vielen kleinen Bohrungen für die Luftblasen. Ausgangsmaterial für den Verteile kann z.B. ein leerer Fineliner sein. Der zweite Luftausgang kann über einen zweiten Schlauch direkt unter die Heizung geführt werden, um mit einem aufsteigenden Luftstrom die natürliche Konvektion im Behälter zu unterstützen. Dadurch wird das Ätzmittel gleichmäßiger aufgewärmt.

Platinenhalterung
Das sehe ich noch locker. Zwei Plastik-Fotozangen sollen als Ausgangsmaterial dienen.

Auffangschale  (3,2 Euro)
In diese Schale wird die Maschine gestellt. Sie soll eventuell austretenden Ätzmittel auffangen. Eine 21x15 cm große Fotoschale für 3,2 Euro sollte in der Lage sein im Notfall auch eine komplette 'Maschinenladung' sicher aufzufangen.

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letzte Änderung: 15.01.2002