4. Transfer
Die optimale Temperatur für den Toner-Transfer liegt bei 200 Grad Celsius bei einer Einwirkzeit von rund 90 Sekunden. Es gibt mehrere Möglichkeiten, das zu erreichen; die einfachste davon ist ein handelsübliches Bügeleisen. Hierbei braucht es allerdings einige Versuche, bis es wie geplant funktioniert.
Einfacher gestaltet sich das Unterfangen mit einer Transferpresse für T-Shirts, bei der sich Temperatur und Zeit sehr genau einstellen lassen. Diese bewegt sich aber in einer Preislage jenseits der 100 Euro. Die dritte Alternative bietet ein handelsüblicher Laminierer; einige Modelle erlauben das freie Einstellen der Temperatur. Die mit fest vorgegebenem Wert erzeugen jedoch oft nur Temperaturen unter 200 Grad Celsius.
Der Autor entschied sich nach etlichen Versuchen für den Laminierer. Die Platinen müssen diesen allerdings etwa 30-mal durchlaufen.
Hier sollten Sie sich das Verfahren aussuchen, mit dem Sie am besten zurechtkommen. Es erfordert in jedem Fall einige Versuche, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Sollten Sie nach dem Ablösen des Papiers bemerken, dass es sich um einen Fehlversuch handelt, reinigen Sie die Platine mit Aceton und fangen von vorne an.
5. Papier ablösen
Nach dem Thermotransfer dürfen Sie das Papier auf keinen Fall einfach abziehen: Damit beschädigen Sie den Toner. Legen Sie die Platine in Wasser mit etwas Spülmittel und warten Sie etwa 20 Minuten, bis sich das Papier auflöst. Nach dem Durchweichen des kompletten Papiers rubbeln Sie es einfach vorsichtig ab. Sollten sich noch Papierreste über den zu ätzenden Bereichen befinden, weichen Sie die Platine noch einmal ein.
Bei diesem Arbeitsschritt ist Fingerspitzengefühl gefragt. Arbeiten Sie mit zu viel Kraft, löst sich der Toner ab; gehen Sie zu zaghaft zu Werke, bleibt das Papier kleben. Abbildung 1 zeigt einige Fehlversuche.
Abbildung 1: Die Dokumentation diverser Fehlversuche. Nur die Platine oben links ließe sich zum Ätzen verwenden. Das Exemplar direkt daneben wies eine extrem löchrige Tonerstruktur auf.
Wurde beim Papierablösen an einigen Stellen der Toner beschädigt, reparieren Sie das mit einem einfachen wasserfesten Edding. Die Farbe schützt das Kupfer später vor dem Ätzbad. Verwenden Sie dafür einen Stift mit einer möglichst feinen Spitze; im Fachhandel gibt es spezielle Exemplare.
6. Ätzen
Platinen lassen sich mit unterschiedlichen Chemikalien ätzen. Dazu gehört beispielsweise Eisen-III-Chlorid, eine dunkle Flüssigkeit, durch die man kaum die Platine erkennt. Auch eine Mischung aus Salzsäure und Wasserstoffperoxid, die schon beim Mischen stark reagiert, erfüllt diesen Zweck. Zu guter Letzt lässt sich auch Natriumpersulfat verwenden, das zwar Sauerstoff ausgast, sich aber ansonsten gut handhaben lässt. Der Autor verwendet Letzteres, das er in einem ausgedienten Kochtopf auf etwa 50 Grad Celsius erhitzt.
Mit der Höhe der Temperatur steuern Sie die Geschwindigkeit des Ätzvorgangs; allerdings sollte die Lösung keinesfalls kochen. Das Ätzen an sich gestaltet sich relativ simpel. Geben Sie die Platine in das Ätzbad und warten Sie ab, bis die Säure ihre Arbeit getan hat. Sie erkennen den Abschluss des Ätzvorgangs gut daran, dass sich das Kupfer auflöst.
Legen Sie sich schon vor dem Ätzen eine Zange bereit, mit der Sie die Platinen wieder aus dem Ätzbad entnehmen. Sie hantieren hier mit einer nicht ganz ungefährlichen Flüssigkeit – bitte beachten Sie die Warnhinweise im Kasten “Allgemeine Sicherheitshinweise”.
Allgemeine Sicherheitshinweise
Bei der Arbeit mit ätzenden Chemikalien sollten Sie sich immer schützen. Eine Schutzbrille und säurefeste Handschuhe sind ein Muss. Arbeiten Sie an einem gut vorbereiteten Platz, an dem Sie nichts versehentlich umwerfen können. Legen Sie immer alle nötigen Werkzeuge bereit.
Lesen Sie die Sicherheitshinweise auf den Produkten. Tragen Sie beim Ätzen nicht Ihre Lieblingskleidung: Selbst kleine Spritzer fressen sich nach und nach durch die Kleidung. Um es noch einmal einfach zusammenzufassen: Seien Sie vorsichtig beim Umgang mit Chemikalien.
Für den Umweltschutz gilt ein sparsamer Umgang mit den Chemikalien. Sie sollten diese erst entsorgen, wenn sie ihre Wirkung verloren haben. Entsorgen heißt, die Chemikalien zu einem Schadstoffmobil zu bringen und nicht einfach ins Abwasser zu kippen. Das Kupfer aus dem Ätzbad ist extrem schädlich für die Mikroorganismen in der Kläranlage.
Je weniger Kupfer Sie wegätzen, umso weniger belasten Sie die Umwelt. Daher ist es sinnvoll, auf der Platine so viele Masseflächen wie nur möglich zu setzen (siehe Kasten “Masseflächen”). Sie sollten Ihre Platinen schon vor dem Ätzen auf das korrekte Maß bringen, das spart zusätzlich Ätzchemikalien.
Masseflächen
Masseflächen (Abbildung 2) schonen zum einen die Umwelt, weil sie den Verbrauch von Chemikalien beim Ätzen reduzieren. Zum anderen verbessern sie die elektrischen Eigenschaften der Platinen, die dadurch weniger störanfällig werden. Um mit Eagle eine Massefläche zu erstellen, benötigen Sie nur wenige Mausklicks. In der Board-Ansicht wählen Sie das Polygonwerkzeug aus und umranden Ihre Platine komplett damit.
Nun klicken Sie auf Ratsnest und geben der Fläche den Namen GND. Das war es schon: Die Massefläche ist jetzt vorhanden. Das klappt jedoch nur, wenn Sie Ihrem Masseanschluss schon beim Erstellen des Layouts den Namen GND gaben. Falls nicht, holen Sie das schnell nach: Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Masseleitung und wählen Sie Name aus. Es öffnet sich ein Menü, in dem Sie den Namen eingeben.
Sie sollten nun noch die Parameter Isolate und Spacing so anpassen, wie Sie es benötigen. Dabei kommt es vor, dass Sie einige Flächen wieder verlieren, weil der Platz für die Verbindung zur Masse nicht ausreicht.
Abbildung 2: Die Massefläche auf dem Platinenlayout spart nicht nur giftige Chemikalien, sondern verbessert auch die elektrischen Eigenschaften von Platinen.
7. Spülen
Nach dem Ätzen spülen Sie die Reste des Ätzbads ab. Erst nach dem Entfernen aller Säurereste lässt sich die Platine weiter bearbeiten. Um den Toner zu beseitigen, verwenden Sie ein mit Aceton getränktes Küchenpapier. Achten Sie darauf, den Toner komplett zu entfernen.
