Platinenätzen für Dummies

Gute Laborpraxis

aka: Dinge die man beachten sollte, damit man sich nicht weh tut

Schutzbrille aufsetzen, Säurespritzer im Auge können permanenten Astigmatimus verursachen
Säurebeständige Handschuhe anziehen (die großen Schwarzen, oder blauen Wegwerfhandschuhe. Nicht die weißen Latex-Wegwerfhandschuhe)
Laborkittel anziehen

Gute Laborpraxis

Danach sich nicht mehr ins Auge fahren, am Kopf kratzen, Türklinken anfassen, etc, es könnte ja noch was auf den Handschuhen sein
Handschuhe und leere Gefäße nach jeder Operation mit Wasser ab- und ausspühlen
Säurebehälter immer mit 2 Händen halten und mit 2 Händen haltend daraus heraus schütten.
Trichter benutzen
rauchende Salzsäure ¹⁾ nur unter eingeschalteter Abzugskammer öffnen
- Hauptabzug (Schalter Labormitte)
- kleiner Lüfter bei Abzugskamer, hinterster Schalter
- lieber laufen lassen, als mit chemiegetränkten Handschuhen gleich wieder ausschalten
Am Ende alles putzen, abwischen, an seinen Platz (Sicherheitsschrank) zurückstellen
Wenn etwas ausrinnt, mit Wasser vollgetränktem Schwamm aufwischen/verdünnen
Die Abälle nach dem Ätzen (Natriumhydroxidlösung und Salzsäureperoxydlösung) NICHT in den Ausguß
dafür gibt es im Sicherheitschrank zwei beschriftete Kanister in denen die Reste vorsichtig hinein-entsorgt werden.
- Salzsäureperoxyd-Abfallsbehälter NIEMALS fest/dicht zuschrauben, kann Überdruck bekommen und platzen!
Säuren und Basen immer ins Wasser schütten, nie wenig Wasser auf verhältnissmäßig mehr Säure/Base tropfen
Säuren, Basen, Wasserstoffperoxyd nur in Glas- oder Polyethylen-Behälter schütten.
Oxydationsmittel wie Wasserstoffperoxyd auf z.b. Metallamaturen erzeugt innerhalb von Minuten Rostspuren. Foto

Grundlegende Theorie

Photoplatinen wie man sie beim Neuhold bekommt (160x120mm) sind mit zwei Schichten Lack beschichtet. Die oberste Schicht schützt die darunterliegende vor der Natriumlösung und zersetzt sich bei Bestrahlung mit UV-Licht. Dadurch wird die darunterliegende Lack-Schicht frei. Diese schützt die eigentliche leitende Kupferschicht vor Säuren und zersetzt sich in einem Natriumbad. Am Schluss werden alle Flächen die belichtet wurden weg geätzt und es bleiben Leiterbahnen übrig (was auf der “Schabole” lichtundurchlässig war)

Der Ganze Ablauf im Detail

UV-Belichter

Schablone ausdrucken (in KiCad invertiert plotten)
- Was Scharz/Lichtundurchlässig ist, wird später leitend
- Tintenstrahldrucker, schwarz gedruckt, mit maximaler Deckkraft auf durchsichtige Tintenstrahldruckergeeignete Klarsichtfolie funktioniert gut
- Alternativ funktioniert auch der Ausdruck auf normales Papier mit einem Laser/Tintenstrahl-Drucker. Am besten doppelt ausdrucken und genau übereinanderlegen. Es sollte wirklich lichtdichtes Schwarz sein. Das Papier dann mit Pinsel einfetten (Mineralöl steht im Labor) um die lichtdurchlässigkeit zu erhöhen.
Schutzfolie auf der Platine abziehen
bedruckte Seite des Papier/Folie zur Platine, nur dann ist eine vollständige Abdeckung garantiert.
Mit Öl getränktes Papier, mit weißer Seite auf der Platine aufgelegt, leitet erfahrungsgemäß genug Licht dass von der Kupferschicht am Ende NICHTS übrig bleibt.
Platine und Schablone ausrichten
mit UV belichten
- zwischen 2 Minuten und 2 Minuten 30 Sekunden
- Belichtungsgerät ist das große weiße Teil und steht irgendwo rum.
- Gut festspannen
- Druck auf Dreh-Knopf schaltet ein, Timer ist kaputt also am besten etwas draufstellen und Zeit genau stoppen
- Nicht umbedingt die ganze Zeit lang in's UV Licht schauen.
bei Doppelseitiger Platine Vorgang für 2. Seite wiederholen.
Platine säubern, falls mit Öl gearbeitet wurde.
Schutzbrille aufsetzen
Laborkittel anziehen
große schwarze Schutzhandschuhe anziehen

Chemikalien und die Sammelbehälter

Natronlaugenbad vorbereiten
- Messglas nehmen
  - 150ml Wasser einfüllen
  - Rührmagnet ins Messglas
  - Messglass auf Magnetrührer
  - Magnetrührer einschalten.
- Tupperware-Box herrichten (besteh aus Polyethylen)
- Grammwage einschalten, tarieren
  - Achtung: Unsere Waagen haben ein maximales Einwiegegewicht von 50g bzw. 220g. Ein Glasbecher hat mehr.
  - Glasschale/Papierzettel auf die Grammwage
  - Feststoff-Natriumhydroxid (>99% Konzentration) aus dem Sicherheitschrank entnehmen.
  - Feststoff-Natriumhydroxid trocken halten !!!
  - 3g bis 3,2g Feststoff-Natriumhydroxid mit einem Löffen entnehmen
  - gut zuschrauben, Rest wieder in Sicherheitschrank stellen
- Die 3g Feststoff-Natriumhydroxid in das Wasserglas am Magnetrührer kippen
  - warten bis das Natriumhydroxid sich vollständig aufgelöst hat
Platine in die Tupperware-Box
Natriumhydroxid²⁾lösung dazu
Mit Plastik(!)pinzette im Bad schwenken
- am besten auf und ab bewegen
- Die unbelichteten Flächen verfärben sich bräunlich.
- Die belichteten Flächen lösen sich sichtlich in Schlieren ab
- Weitermachen bis sich sich keine Flankerl mehr von der Platine lösen
- nach spätestens 1 bis 2 Minuten sollte es soweit sein.
Platine herausnehmen und mit Wasser ABWASCHEN
Natriumhydroxidlösung in Sammelbehälter “NaOH !” entsorgen. (mit 2 Händen und Trichter arbeiten)
Handschuhe (bleiben auf der Hand), Gläser, Trichter, etc ebenfalls alles im Waschbecken abwaschen.
Salzsäurenwasserstoffperoxyd³⁾-Bad vorbereiten
- Sowohl Salzsäure als auch Wasserstoffperoxyd sind SEHR unangenehm in der Lunge, im Auge oder auf der Haut
- Wasserstoffperoxyd ist ein Oxidator und greift Metalle stark an, wir arbeiten daher mit Glas und Plastik Werkzeug und Handschuhen
- die 37%ige Rauchende-Salzsäure verdampft bei Raumtemperatur
  - Dämpfe sind ätzend, NICHT Einatmen!
  - NUR unter dem Abzug damit hantieren. (2 Einschalter, der Hauptlüfter und der kleine Lüfter mit hinterstem Schalter am Abzug selbst)
  - Immer mit zwei Händen halten
  - Trichter verwenden

Ergebnis: Links OK, rechts zuviel UV

Wir rühren vorsichtig folgende Mischung unter dem Abzug an:
- 90ml bis 100ml Leitungswasser
- 30ml 37%ige Salzsäure (HCL)
- 30ml 30%iges Wasserstoffperoxyd (H2O2)
- mit Glasrührstab etwas umrühren
Platine in die Tupperware-Box
Salzsäurenwasserstoffperoxydmischung dazu
- Die Mischung sollte anfänglich sehr grün sein
Mit Plastik(!)pinzette im Bad schwenken
- am besten auf und ab bewegen
- Die Beschichtung der belichteten Flächen sollte sich komplet auflösen
- Die Mischung wird durch das gelöste Kupfer blau und verliert damit auch Ihre Potenz
- Nach 1 bis 3 Minuten sollte auf den belichteten Flächen nur mehr Platinenplastik übrig sein
Platine herausnehmen und ABWASCHEN
Salzsäurenwasserstoffperoxydmischung in den Sammelbehälter “HCL+H2O2” entsorgen
Alles ABWASCHEN und säubern
Kupferfläche mit Aceton reinigen um darauf löten zu können
Platine bohren
- an Platinenbohrer haben wir derzeit 0,6mm und 0,8mm
- für Buchsenleisten und Bauelemente reicht 0,8mm
- für Stiftleisten braucht es 1mm, daher evtl mit Dremel nachbohren
Platine löten und bestücken
fertig