Platinentips: Belichtungsgerät

Belichtungsgerät

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Einleitung
Eines der Hauptprobleme beim Herstellen von Leiterplatten ist die korrekte Belichtung der UV-empfindlichen Lackschicht. Eine starke Glühbirne leistet gute Dienste, aber sie hat auch einige entscheidende Nachteile:

Die Platine wird nicht über die ganze Fläche gleichstark belichtet, da der Abstand zur Glühbirne nicht überall gleich ist.
Die starke Glühbirne mit dem geringen Abstand zur Platine erzeugt auch Hitze.
Der provisorische Aufbau wird niemals an zwei verschiedenen Tagen genau gleich sein.

Eine Folge ist, dass sich die Belichtung von Tag zu Tag ändert, und ein optimales Ergebnis eher einem Glückstreffer ähnelt.
Abhilfe schafft eine Belichtungsgerät. Solche Geräte kosten aber deutlich über 200 €. Das schreit nach Eigenbau.

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Aufbau
Ein Belichtungsgerät besteht aus einem Kasten, in dem mehrere Leuchtstoffröhren nebeneinander angeordnet sind. Die Oberseite des Kastens besteht aus einer Glasscheibe, auf die Layout und Platine gelegt werden. Ein Deckel mit Schaumstoffeinlage kann über der Platine geschlossen werden, um die Platine fest auf das Layout zu drücken.

Rein mechanisch ähnelt der Aufbau in etwa einem Flachbettscanner. Der diente mir auch als Ausgangsmaterial für meinen Eigenbau. Bei einem Bekannten hatte sich ein Flachbettscanner in Schrott verwandelt.

Aus diesem Gerät wurden nun alle Innereien entfernt. Als Lichtquelle installierte ich vier 8-W-UV-Leuchtstofflampen (Philips TL8W/05, bei Reichelt je 8€) nebeneinander im Abstand von je 3 cm. Je zwei Leuchtstofflampen erhielten ein gemeinsames Vorschaltgerät (ich hatte zufällig für Doppelbetrieb ausgelegte Vorschaltgeräte T8/2KY im Schrott gefunden).

Die Lampen befinden sich ca. 5 cm unterhalb des Scannerglases. Der große Abstand vermindert zwar die Leuchtdichte, sorgt aber für eine gleichmäßige Verteilung des Lichts.
Die 4 Lampen leuchten die Mitte des Scannerfensters aus (auf ca. 12 cm Breite). Durch die kurze Bauform der Leuchten ist die nutzbare Länge des Scannerfensters auf 25 cm beschränkt. Diese Fläche reicht aber sogar für Doppel-Europakarten-Format.

Leuchtstofflampen erzeugen intern UV-Licht. Die weiße Leuchtstoffschicht auf der Innenseite der Lampenröhre einer normalen Leuchtstofflampe wandelt das UV in sichtbares Licht. Das Glasrohr schwächt das verbleibende UV-Licht weiter ab.

Spezieller UV-Leuchtstofflampen (in diesem Fall Philips TL8W/05) haben die Leuchtstoffschicht nicht, und strahlen deshalb das intern erzeugte UV-Licht direkt ab. (Genau genommen sind das also gar keine "Leuchtstoff"-Lampen.)

Die nicht für UV optimierte Scanner-Glasscheibe verschluckt sicherlich einen Teil der UV-Strahlung, aber damit kann ich leben.

Möglichkeiten und Grenzen
Ursprünglich hatte ich die Lampen im 5 cm Abstand verbaut. Dabei trat der im Folgenden beschriebene Effekt auf:
Direkt über den Leuchtstofflampen (wo das UV-Licht senkrecht auf die Platine fällt, ließen sich 0,25 mm dicke Leiterbahnen mit 0,25 mm Lücken dazwischen belichten. Das ist z.B. nötig, wenn man moderne Mini-SMD-Schaltkreise einsetzen muss. Zwischen den beiden Leuchtstofflampen war die Auflösung richtungsabhängig. Leiterbahnen, die parallel zu den Lampen verlaufen ließen sich höchstens noch auf 0,5 mm genau belichten, wobei die Tendenz dazu bestand, dass die Lücken zwischen Leiterbahnen zu klein ausfallen.
Für die meisten Anwendungen ist das zwar vollkommen ausreichend, aber ich habe danach den Abstand der Leuchten auf 3 cm verringert, um diesen Effekt zu eliminieren

Fazit
Im Vergleich zur Glühlampenbelichtung ist nun garantiert, dass die gesamte Platine gleichmäßig beleuchtet wird. Außerdem ist der Abstand zwischen Leuchte und Platine nun konstruktionsbedingt immer gleich. Dadurch ergeben sich immer gleiche Belichtungsbedingungen, und reproduzierbare Ergebnisse.

Ergebnis
Der Belichter hat sich in der Praxis voll bewährt.
Die Belichtungszeit für Bungard-Platinen (mit 4 UV-Lampen) beträgt 1,5 Minuten. (Längere Belichtungszeiten beschädigen kleinste Strukturen.)
Strukturen bis hinunter zu 0.012 Inch (0.3 mm) sind beherrschbar.

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zurück zur Platinenherstellung , Elektronik , Homepage Autor: sprut
erstellt am:: 16.12.2002
letzte Änderung: 30.12.2018