|
|
|
|
|
Skrivet av Kenneth Johansson.
http://welcome.to/kenneth.johansson
Senast uppdaterad 2001-08-12
Här hittar du några små tips om mönsterkortstillverkning. Även om du brukar tillverka dina egna mönsterkort så kanske du hittar några bra tips på den här sidan.
Jag ska beskriva två olika metoder. Den första är den som är vanligast och som ger ett garanterat bra resultat. Den andra metoden är enklare och billigare men kräver att du får tag på rätt skrivarpapper. Läs och begrunda, sedan är valet är ditt.
Datorn
Alla datorer går att använda om de bara kan kopplas till en skrivare.
Skrivaren
De flesta moderna skrivarna kan användas för att skriva ut mönsterkortsmönster på OH-film. Bara skärpan och färgtäckningen är tillräckligt bra. Jag har sett bläckstråleskrivare som gett bättre resultat än laserskrivare så typen spelar inte så stor roll. Se längre ner för tips hur du får bra utskrifter.
Kopieringsmaskinen
De flesta kopieringsmaskinerna idag har tillräcklig precision och färgtäckning för att ge bra resultat. Se längre ner för tips hur du får bra kopior.
Overheadfilmen
Vanlig standard OH-film för den aktuella skrivaren eller kopieringsmaskinen fungerar bra. Se längre ner för tips hur du förkonditionerar den om du använder en laserskrivare eller kopieringsmaskin.
UV-lampan
Här blir det lite besvärligare, eller jag kanske ska säga
dyrare. Det finns färdiga UV-exponeringslådor men de är mycket
dyra. Det går att göra en egen för att minska kostnaden men
UV-lysrören är fortfarande mycket dyra. Det ska vara lysrör
med våglängden 365-370 nm och det behövs 3 till 4 st i en
låda. Observera att vanligt glas absorberar mycket UV-strålning.
En UV-lampa av den typ som förr användes som sollampa fungerar
också bra men de får inte längre säljas som sollampor
och är därför svåra att få tag i. Det finns en
i ELFA men den är oförskämt dyr (över 500 kr) men jag
hittade en betydligt billigare i Kjell &
Company för ca en hundring. Har ni tur kan ni hitta en hyfsad på
någon loppmarknad. De blir, precis som lysrören, sämre med
tiden.
Det finns ett till alternativ som den sparsamme kan prova. Halogenlampor
av lite äldre fabrikat ger en del UV. Ta en ca 300W halogen
arbetsstrålkastare och ta bort glaset som filtrerar UV-ljuset. Placera
den på ca 15 cm avstånd och lys minst 15 minuter.
Nyare halogenlampor kan ev ha ett inbyggt UV-skydd.
Mönsterkortslaminatet
Mönsterkortslaminaten med positiv fotoresist köps av en elektronikhandlare. Fenolpapplaminaten är inte längre så billiga att det är någon idé att snåla genom att köpa dem. Möjligen kan man köpa dem för att de är enklare att borra i och man slipper glasfiberspånen. Den vanligaste typen är annars glasfiberlaminat som är 1.55 mm tjocka och har 35 mikrometer kopparskikt. Lite dyrare men bättre. Vill man ha riktigt bra prestanda vid höga frekvenser eller mycket små krypströmmar så skall man välja teflon (PTFE) laminat. Men de är normalt inget för hobbybruk och kostar mer än tre gånger så mycket som ett glasfiberlaminat.
Framkallaren
Framkallaren för positiv fotoresist finns visserligen att köpa
i små behändiga portionspåsar. Om du bara skall göra
några enstaka mönsterkort så är de ett bra köp.
Men om du planerar att göra fler kort i framtiden så finns det
ett mer ekonomiskt alternativ. Innehållet i påsarna är inget
annat än vanlig kaustiksoda (även kallat koncentrerat lutpulver,
NaOH, Natriumhydroxid) som du köper i 0.5 till 1kg förpackningar.
En sådan förpackning blir inte mycket dyrare än en enda
påse framkallare som kostar mer än 30 kr på ELFA.
Portionspåsarna kan även innehålla en viss mängd
kaliumhydroxid men det fungerar bra utan det.
Det kan vara bra att köpa en påse första gången så
du får en uppfattning om hur mycket du behöver men det brukar
bli bra med 2 teskedar kaustiksoda till varje liter vatten. Du behöver
mellan 1 och 2 liter framkallare beroende på hur många kort du
skall framkalla på en gång och hur stor din framkallningsskål
är.
Var försiktig både när du blandar till lösningen och
använder den. Läs varningstexten på förpackningen.
OBS! HÄLL ALDRIG VATTEN I KAUSTIKSODAN utan häll försiktigt
sodan i vattnet under omrörning. Om du häller vatten i sodan kommer
det att börja koka och stänker rakt upp i ansiktet på dig.
Stå inte med ansiktet direkt över skålen när du blandar
till lösningen. För det första så är det mycket
skadligt för synen att stänka koncentrerad lut i ögonen. För
det andra så ligger det som en svag dimma (eller nästan rök)
strax över behållaren när pulvret löser sig och den
är obehaglig att andas in. Man storknar nästan om man får
en "kallsup" av ångorna. Den färdiga blandningen är visserligen
inte så stark men man bör använda plast eller gummihandskar
när man tar upp korten ur badet.
Etsmedlet
Det finns minst tre olika etsmedel som var och en har sina egna
fördelar.
Järnklorid var det valigaste etsmedlet förr. Det är
drygt och räcker till många kort. Slammet lägger sig på
botten i behållaren så den rena vätskan kan arbeta ostört
över hela kortets yta. Det behöver inte värmas upp för
att fungera. Dess största nackdel är att det tar ganska lång
tid att etsa ett kort. Järnklorid köps t.ex. på apoteket
och 0.25kg blandas i ca 1 till 2 liter varmt vatten.
Etspulver består vanligen av natriumpersulfat (eller ibland
ammoniumpersulfat). Det räcker inte till lika många kort som
motsvarande mängd järnkloridlösning men man ser lätt
på vätskans färg när den är slutkörd. Den
övergår från klar till mörkblå färg allt
eftersom kopparkoncentrationen i vätskan ökar. Vätskan måste
värmas upp till ca 50 grader för att fungera optimalt (60-70 grader
för ammoniumpersulfat) och den fräter starkt på tyg om du
stänker ner dina kläder. Dess stora fördel är att den
etsar ett mönsterkort på bara några minuter när
vätskan är ny om man ordnar cirkulation i behållaren.
Saltsyra och väteperoxid kan blandas till ett mycket effektivt
etsmedel. Men jag tror inte att det är något för
hobbytillverkning av mönsterkort. Men här kommer receptet. Häll
3 delar vatten i en glasskål. Häll försiktigt, under
omrörning, i 1 del koncentrerad saltsyra (HCl. Konc. ca 37 %) och sedan
1 del väteperoxid (H2O2 tidigare kallad
vätesuperoxid. Konc. ca 35 %). Den här blandningen etsar ett kort
på mycket kort tid. Var snabb och ta upp kortet när det är
klart om du vill ha något kvar :-)
Glöm inte att använda skyddsglasögon och handskar när
du jobbar med den här vätskan. Den är mycket starkt
frätande.
Saltsyra säljs i 5 liters dunkar i färghandeln och väteperoxiden
på apoteket i plastflaskor på ca halvlitern.
Skålarna
Plastskålar för fotoframkallning passar alldeles utmärkt till både framkallning och etsning. Men köp gärna lite större storlekar på skålarna så ni får i minst en liter och kan skvalpa runt det utan att spilla. Fotoskålen fungerar men då måste man själv stå och skvalpa etsvätskan fram och tillbaka över mönsterkortet. Ett betydligt bekvämare sätt är att skaffa en etstank med luftpump som ordnar cirkulation i etsvätskan. Då klarar den sig själv samtidigt som själva etsningen går fortare. Bra om man tänker göra många kort.
Kretskortsborr
Borrarna finns att köpa på järnhandeln eller i en elektronikaffär. Se längre ner vilka mått och typ du behöver. En liten kretskortsborrmaskin med stativ underlättar men det går oftast bra med vilken annan borrmaskin som helst. Den enda skillnaden är att man lättare bryter av de tunna borren i en stor maskin.
Tillverkning av plastfilmen
Först måste du ta fram en plastfilm med mönsterkortets
mönster. Om det kommer från en tidning så kopierar du det
till en overheadfilm i en vanlig kopieringsapparat. Men nu kommer en
besvärlig bit. Det är inte alltid som kopieringsmaskinen kan ge
tillräcklig svärta. Om man kan se ljuset från en lampa igenom
de svarta partierna så kommer även ljuset från UV-lampan
att lysa igenom och göra linjerna poriga. Men det är värt
att notera att det brukar inte göra någonting om man bara ser
lite svagt ljus igenom de svarta partierna. Så ni behöver inte
kämpa med att få dem helt kolsvarta i onödan. Om det inte
går att justera svärtan så den blir hyfsat ogenomskinlig
så finns det ett par sätt att komma förbi problemet.
Det första ni skall prova är om kopieringsmaskinen eller skrivaren
har tillräcklig precision i matningen så man kan skriva ut
mönstret två gånger ovanpå varandra. För att
det här ska fungera på en kopieringsmaskin eller en laserskrivare
så måste filmen först försträckas, eftersom den
sträcks lite av värmen varje gång den går igenom maskinerna
de första gångerna. Försträckningen går till
så att ni kör igenom filmen två gånger igenom
kopieringsmaskinen med ett vitt papper på glaset eller skriver ut en
vit sida på laserskrivaren. Se till att ni sätter in filmen åt
samma håll varje gång genom att märka upp ena hörnet
med t.ex. en spritpenna. Nu kommer filmen att hålla samma form vid
de efterföljande kopieringarna / utskrifterna. Den här
försträckningen behövs naturligtvis inte om du skriver ut
på en bläckstråleskrivare eftersom den inte värmer
upp filmen.
Om er kopieringsmaskin / skrivare kan skriva ut mönstret två eller
tre gånger ovanpå varandra på en film så kommer ni
att få tillräcklig svärta. Många skrivare klarar faktiskt
av det här även om man brukar få prova några gånger.
Man måste mata in filmen rakt varje gång.
Om det inte går så får du skriva ut två eller i
värsta fall tre kopior och lägga dem ovanpå varandra. De
passas ihop och fästs ihop med tunn dubbelhäftande tejp i hörnen
eller med ett cyanakrylatlim. Gör man det här noga så blir
det riktigt bra. MEN om man använder en exponeringslåda med
lysrör så finns det en viss risk att kanterna blir lite suddiga
eftersom ljuset kommer från flera håll. Det fungerar mycket
bättre med en UV-lampa som normalt sitter på mycket längre
håll och uppför sig nästan som en punktkälla. Skulle
nu inte din skrivare kunna skriva ut två kopior med exakt samma skala
så hålen inte passar ihop så får du kopiera filmerna
i en kopieringsmaskin som klarar det här utan problem.
En annan metod
Följande metod har jag inte provat själv men den påstås fungera hyggligt. Vanligt skrivar/kopieringspapper släpper igenom UV-ljus utan att dämpa det speciellt mycket så prova att skriva ut mönstret (sett från komponentsidan) direkt från en laserskrivare på vanligt skrivarpapper. Tryck sedan pappret med mönstersidan mot laminatet, enligt texten här nedan, och exponera som vanligt. Eventuellt får ni förlänga exponeringstiden något.
Exponering av mönsterkortet
Ta bort skyddspappret från mönsterkortslaminatet och lägg
plastfilmen (åt rätt håll) över det. Plastfilmen
måste tryckas mot laminatet med en genomskinlig plastskiva så
det inte bildas några suddiga skuggor. Använd en plexiglasskiva
med en tjocklek på max 6 mm eftersom den dämpar UV-strålningen
lite. Om du använder en exponeringslåda med UV-rör så
behöver du ingen extra skiva utan följer bara dess bruksanvisning.
Om du har en UV-lampa så placeras den ca 35 cm över laminatet
med filmen och plexiglasskivan. (OBS UV-lampan måste vara påslagen
minst 3 minuter innan ni använder den för exponeringen eftersom
den inte producerar UV-strålning innan den är tillräckligt
varm) Exponeringstiden varierar lite beroende på hur gammal lampan
är och dess effekt. En 300 Watts lampa brukar behöva mellan 5 och
10 minuter för att exponera ett kort. Prova gärna på några
småkort först så ni ser att tiden räcker. Det ska gå
snabbt att framkalla korten om de exponerats tillräckligt länge.
Om ni ska göra dubbelsidiga kort så tejpas de två plastfilmerna
ihop efter ena kortsidan. Sedan monterar ni ihop två plexiglasskivor
med skruvar så de håller plastfilmerna på plats (på
var sida om kortet). Nu kan ni vända hela paketet för exponering
på båda sidorna utan att filmerna glider så hålen
missar varandra på ovan och under sidan.
Tänk på att inte lämna korten i ljuset från lysrör
(eller solljus) någon längre stund efter det att ni tagit av
skyddspapperet eftersom de påverkas av deras svaga UV-strålning.
Framkallning av kortet
Under tiden som kortet exponeras blandar ni till framkallaren i en stor
fotoskål. Lägg sedan i kortet när det är klart och skvalpa
lite lätt vätskan fram och tillbaks över kortet tills det
är helt framkallat. Om ni är osäker så kan ni ta en
liten, mjuk pensel och borsta försiktigt på ett framkallat parti
för att se om det löser sig någon mer färg från
kortet. Ta sedan upp kortet ur badet och skölj det under rinnande vatten.
Kontrollera att det inte finns kvar en tunn hinna av fotoresist där
det skall vara framkallat.
Framkallningsvätskan kan spolas ut i avloppet eftersom det till
största delen består av avloppsrensning (Kaustiksoda). De små
mängderna fotoresist ska inte innebära någon
miljöpåverkan.
Etsning av kortet
Blanda till etsmedlet. Om ni använder etspulver så skall det
värmas men det går bra om ni ställer skålen i diskhon
och spolar varmt vatten i hon runt skålen. Tappa ur det och fyll på
nytt så fort det börjar kallna. Det finns etstankar med
luftbubbelcirkulation och elektriska doppvärmare men även de
värms enklast upp i ett varmt vattenbad i diskhon.
Knyt en tunn isolerad kopplingsledning runt mönsterkortet och sänk
ner det i etstanken. Om ni använder en fotoskål så släpper
ni bara ner kortet i den och börjar skvalpa runt vätskan på
samma sätt som vid framkallningen.
Efter en stund är kortet klart och ni kan ta upp det ur badet och
skölja av det ordentligt.
Enligt tillverkaren av etspulvret så kan små mängder
etsvätska spolas ut i avloppet om det blandas upp med rikliga mängder
vatten. Det kan nog vara sant för själva etsvätskan men den
innehåller även den upplösta kopparn och det är inte
nyttigt för naturen. Det är mycket bättre att sätta fast
en lapp på flaskan med beskrivning av innehållet och lämna
den till ett återbruk. Detsamma gäller även etsvätska
av saltsyra och järnkloridlösningens slam skall du nog verkligen
inte försöka spola ner i avloppet.
Etsvätskan behöver inte kastas innan den är helt förbrukad
och den kan lagras under lång tid.
Borrning av mönsterkortet
Nu är det dags att borra kortet. Börja med att göra rent laminatet med aceton så ni får bort den skyddande fotoresisten. De flesta komponentbenen skall ha 0.8 mm hål så börja borra med det. Borra sedan upp de hål som behövs med 1, 1.2, eller 1.3 mm hål (3 mm för monteringshålen). Använder ni ett glasfiberlaminat så märker ni snart att borret blivit slött. Glasfibern sliter snabbt ner vanliga stålborr så skall ni göra flera kort så kommer ni att uppskatta borr av hårdmetall. De är mycket dyrare men de slits normalt inte vid hobbybruk utan går oftast sönder långt tidigare av att man tappar dem i golvet eller något liknande. De är nämligen mycket skörare än de vanliga borren.
Till sist
Nu är mönsterkortet klart och det är dags att montera
komponenterna. Börja montera de lägsta komponenterna (liggande
småsignalsdioder t.ex.) så de hålls på plats när
du vänder kortet upp och ner vid lödningen och fortsätt sedan
med de näst lägsta osv.
Datorn
Alla datorer går att använda om de bara kan kopplas till en skrivare.
Skrivaren
De flesta moderna laserskrivarna kan användas för att skriva ut mönsterkortsmönster på det speciella glättade skrivarpapperet. Bara skärpan och färgtäckningen är tillräckligt bra.
Kopieringsmaskinen
De flesta kopieringsmaskinerna idag har tillräcklig precision och färgtäckning för att ge bra resultat.
Glättat skrivarpapper
För att den här metoden ska fungera så behöver du glättat skrivarpapper där den glättade ytan är belagd med finmalen lera. Många glättade papper är gjorda på det här sättet men jag kan inte garantera att alla fungerar lika bra.
Strykjärn
Ni behöver ett vanligt strykjärn för att föra över mönstret till laminatet.
Mönsterkortslaminatet
Mönsterkortslaminaten som ska vara ett rent glasfiberlaminat utan någon fotoresist köps av en elektronikhandlare. Den vanligaste typen är 1.55 mm tjocka och har 35 mikrometer kopparskikt. Vill man ha riktigt bra prestanda vid höga frekvenser eller mycket små krypströmmar så skall man välja teflon (PTFE) laminat. Men de är normalt inget för hobbybruk och kostar mer än tre gånger så mycket som ett glasfiberlaminat.
Etsmedlet
Det finns minst tre olika etsmedel som var och en har sina egna
fördelar.
Järnklorid var det valigaste etsmedlet förr. Det är
drygt och räcker till många kort. Slammet lägger sig på
botten i behållaren så den rena vätskan kan arbeta ostört
över hela kortets yta. Det behöver inte värmas upp för
att fungera. Dess största nackdel är att det tar ganska lång
tid att etsa ett kort. Järnklorid köps t.ex. på apoteket
och 0.25kg blandas i ca 1 till 2 liter varmt vatten.
Etspulver består vanligen av natriumpersulfat (eller ibland
ammoniumpersulfat). Det räcker inte till lika många kort som
motsvarande mängd järnkloridlösning men man ser lätt
på vätskans färg när den är slutkörd. Den
övergår från klar till mörkblå färg allt
eftersom kopparkoncentrationen i vätskan ökar. Vätskan måste
värmas upp till ca 50 grader för att fungera optimalt (60-70 grader
för ammoniumpersulfat) och den fräter starkt på tyg om du
stänker ner dina kläder. Dess stora fördel är att den
etsar ett mönsterkort på bara några minuter när
vätskan är ny om man ordnar cirkulation i behållaren.
Saltsyra och väteperoxid kan blandas till ett mycket effektivt
etsmedel. Men jag tror inte att det är något för
hobbytillverkning av mönsterkort. Men här kommer receptet. Häll
3 delar vatten i en glasskål. Häll försiktigt, under
omrörning, i 1 del koncentrerad saltsyra (HCl. Konc. ca 37 %) och sedan
1 del väteperoxid (H2O2 tidigare kallad
vätesuperoxid. Konc. ca 35 %). Den här blandningen etsar ett kort
på mycket kort tid. Var snabb och ta upp kortet när det är
klart om du vill ha något kvar :-)
Glöm inte att använda skyddsglasögon och handskar när
du jobbar med den här vätskan. Den är mycket starkt
frätande.
Saltsyra säljs i 5 liters dunkar i färghandeln och väteperoxiden
på apoteket i plastflaskor på ca halvlitern.
Skål
Plastskål för hett vatten och etsning. Köp gärna lite större storlek på skålen så ni får i minst en liter och kan skvalpa runt det utan att spilla. Fotoskålen fungerar men då måste man själv stå och skvalpa etsvätskan fram och tillbaka över mönsterkortet. Ett betydligt bekvämare sätt är att skaffa en etstank med luftpump som ordnar cirkulation i etsvätskan. Då klarar den sig själv samtidigt som själva etsningen går fortare. Bra om man tänker göra många kort.
Kretskortsborr
Borrarna finns att köpa på järnhandeln eller i en elektronikaffär. Se längre ner vilka mått och typ du behöver. En liten kretskortsborrmaskin med stativ underlättar men det går oftast bra med vilken annan borrmaskin som helst. Den enda skillnaden är att man lättare bryter av de tunna borren i en stor maskin.
Överföring av mönstret till mönsterkortslaminatet
Kortmönstret ska skrivas ut spegelvänt på det glättade papperet. Om du endast har tillgång till en bläckstråleskrivare eller ett original i en tidning så får du föra över det med hjälp av en kopieringsmaskin till det glättade papperet. För att spegelvända ett original på en kopieringsmaskin som inte har den möjligheten så får ni gå omvägen över en overheadfilm som ni kan vända och kopiera ifrån en andra gång.
Gör nu rent mönsterkortslaminatet noggrant med t.ex. aceton. Lägg sedan papperet med mönstret neråt mot kopparsidan på mönsterkortslaminatet. Fäst det gärna med ett värmetåligt lim i kanterna så ligger det kvar stadigt. Alternativt kan ni vika in papperet runt kanterna för att få det att ligga kvar stadigt. Ni ska nu med hjälp av ett strykjärn smälta tonerna på papperet så de klibbar fast mot kopparskiktet. Ha så hög temperatur som möjligt utan att det tar eld i papperet och tryck hårt mot laminatet. Det tar några minuter innan ni fått över hela mönstret.
Låt mönsterkortet svalna lite och lägg det sedan i en skål med hett vatten. Efter en stund börjar papperet lösa upp sig och ni kan försiktigt dra och gnugga bort det från laminatet. Lite grann av leran sitter kvar i tonerna och det är det som gjorde det möjligt att få bort papperet utan att det mesta av tonerna följde med. Ni har nu en tonermask som tål etsvätskan. Kontrollera så att mönstret inte är skadat någonstans och fyll i så fall i det med en kretskortspenna.
Etsning av kortet
Blanda till etsmedlet. Om ni använder etspulver så skall det
värmas men det går bra om ni ställer skålen i diskhon
och spolar varmt vatten i hon runt skålen. Tappa ur det och fyll på
nytt så fort det börjar kallna. Det finns etstankar med
luftbubbelcirkulation och elektriska doppvärmare men även de
värms enklast upp i ett varmt vattenbad i diskhon.
Knyt en tunn isolerad kopplingsledning runt mönsterkortet och sänk
ner det i etstanken. Om ni använder en fotoskål så släpper
ni bara ner kortet i den och börjar skvalpa runt vätskan på
samma sätt som vid framkallningen.
Efter en stund är kortet klart och ni kan ta upp det ur badet och
skölja av det ordentligt.
Enligt tillverkaren av etspulvret så kan små mängder
etsvätska spolas ut i avloppet om det blandas upp med rikliga mängder
vatten. Det kan nog vara sant för själva etsvätskan men den
innehåller även den upplösta kopparn och det är inte
nyttigt för naturen. Det är mycket bättre att sätta fast
en lapp på flaskan med beskrivning av innehållet och lämna
den till ett återbruk. Detsamma gäller även etsvätska
av saltsyra och järnkloridlösningens slam skall du nog verkligen
inte försöka spola ner i avloppet.
Etsvätskan behöver inte kastas innan den är helt förbrukad
och den kan lagras under lång tid.
Borrning av mönsterkortet
Nu är det dags att borra kortet. Börja med att göra rent laminatet med aceton så ni får bort det skyddande tonerskiktet och leran. De flesta komponentbenen skall ha 0.8 mm hål så börja borra med det. Borra sedan upp de hål som behövs med 1, 1.2, eller 1.3 mm hål (3 mm för monteringshålen). Använder ni ett glasfiberlaminat så märker ni snart att borret blivit slött. Glasfibern sliter snabbt ner vanliga stålborr så skall ni göra flera kort så kommer ni att uppskatta borr av hårdmetall. De är mycket dyrare men de slits normalt inte vid hobbybruk utan går oftast sönder långt tidigare av att man tappar dem i golvet eller något liknande. De är nämligen mycket skörare än de vanliga borren.
Till sist
Nu är mönsterkortet klart och det är dags att montera
komponenterna. Börja montera de lägsta komponenterna (liggande
småsignalsdioder t.ex.) så de hålls på plats när
du vänder kortet upp och ner vid lödningen och fortsätt sedan
med de näst lägsta osv.
Hoppas de här tipsen hjälper dig att lyckas med tillverkningen av dina mönsterkort.
