Elektrik und Elektronik: Basiswissen

Platinen (gedruckte Schaltungen)

Es gibt mehrere unterschiedlich aufwendige Verfahren, um eine elektronische Schaltung aufzubauen. Diese werden nachfolgend beschrieben.

Bei den Adressen finden Sie Bezugsquellen (zum Beispiel Fremde Seite Conrad).

Eine „Bibliothek” von Bauteilen und Raster für Platinen im Europaformat (100 dpi Auflösung) finden Sie im Download–Bereich. Damit können Sie - ein Bildbearbeitungsprogramm und Erfahrung damit voraus gesetzt - Vorlagen für gedruckte Schaltungen erstellen (Registrierung erforderlich).

Abschnitte dieser Seite:

• „Fliegender Aufbau”
• Probeplatinen
• Anbringen der Bauteile
• „Gedruckte” Schaltungen
• Vorlage und Film
• Bestückungsplan

„Fliegender Aufbau”

Bei kleinen Schaltungen und/oder sehr beschränkten Platzverhältnissen kann es sinnvoll oder nötig sein, die elektronischen Bauelemente „fliegend” zu verlöten (also ohne ein Trägermaterial wie eine Platine).

Ein fliegender Aufbau kann nötig werden, um Teile elektronischer Schaltungen in Modellbahn–Fahrzeugen unter zu bringen, so zum Beispiel einen Festspannungs–Regler für Konstantbeleuchtung.

Die einzelnen Teile werden so angeordnet, dass sie insgesamt eine möglichst kompakte (und passende) Form bilden und dass miteinander zu verbindende Teile möglichst nahe beieinander liegen. Statt Litzen wird Draht zur Verbindung genommen. Reichen die Anschlussdrähte der Bauteile nicht aus, müssen sie verlängert werden. Dabei muss darauf geachtet werden, dass genug Luft zwischen den „fliegenden” Leitungen bleibt, um Kurzschlüsse zu vermeiden.

Nach dem Test auf Funktion sollten die Baugruppen mit etwas zähelastischem Klebstoff gesichert werden (zum Beispiel Pattex).

Wenn genug Platz zur Verfügung steht, sollte auch für kleine Aufgaben zumindest ein Stück Experimentier–Platine verwendet werden. Das Bild zeigt den Ausschnitt einer solchen Lochrasterkarte mit kupferkaschierten Lötaugen.

„Gedruckte” Schaltungen

Eine „gedruckte” Schaltung ist eine Platine, bei der eine Zeichnungsvorlage auf die kupferkaschierte Seite übertragen wurde. Die schwarzen Stellen der Zeichnung bleiben erhalten, die weißen werden weggeätzt.

Der einfachste Weg zu einer solchen Platine ist, die Leiterbahnen mit einem speziellen Lackstift aufzuzeichnen. Nach der Trocknung kann die Platine geätzt werden. Dieses Verfahren eignet sich nur für Einzelstücke oder kleinste Serien. Dazu wird zunächst ein 1:1–Ausdruck auf die Platine geklebt. Dann werden die Anschlusspunkte der Bauteile durchgestochen (als Markierung). Das Papier wird entfernt und entweder frei Hand oder mit Linealen gezeichnet. Statt des Lacks können auch Abreibesymbole aufgetragen werden. Diese sind jedoch nicht sehr resistent gegen das Ätzbad.

Die elegantere Methode ist, die Zeichnung auf einen schwarz–weiß–Film zu übertragen und diesen zur Belichtung einer mit Fotolack kaschierten Platine zu verwenden. Diese ganzen Schritte können Sie auch selbst erledigen. Mit weniger Aufwand und oft sogar preiswerter geht es, wenn Sie den Film und die Platine herstellen lassen. Bezugsquellen finden Sie bei den Adressen.

Bedenken Sie bitte auch, dass Sie die zuhause verwendeten Chemikalien fachgerecht entsorgen lassen müssen!

Wer dennoch zuhause ätzen will, findet im Modellbau–Bereich eine Anleitung dazu.

Im nächsten Abschnitt wird beschrieben, wie Sie eine geeignete Film–Vorlage erstellen können. Es gibt auch Systeme, mit denen sich alles über Software erledigen lässt. Das ist hier aber nicht das Thema.

Vorlage und Film

Beginnen Sie mit dem entflochtenen Schaltungs–Entwurf, wie er in der oberen Zeichnung zu sehen ist. Prüfen Sie unbedingt mehrfach, ob alles richtig ist. Achten Sie auf genügend Breite für die Leiterbahnen. Legen Sie die Zeichnung so an, dass 10 Pixel dem Rastermaß von 2,54mm entsprechen. Achten Sie darauf, dass nur Anschlusspunkte und Leiterbahnen schwarze Farbe haben, alles andere nicht.

Dann legen Sie eine Kopie der Zeichnung an und entfernen alle Farben, die nicht schwarz sind. Verbreitern Sie nun die Leiterbahnen. Ziehen Sie dazu Linien und benutzen Sie das Füllwerkzeug. Das Spaltmaß zwischen Leiterbahnen sollte 0,2 mm keinesfalls unterschreiten, mehr ist besser. Eine gute Faustregel bei dieser 100 dpi–Vorlage sind drei Pixel (Bildpunkte) Luft als Minimum. Eine Link zum Glossar Europakarte benötigt bei diesem Maßstab eine Vorlage von 630 × 394 Bildpunkten Größe.

Bei 100 dpi Auflösung wären auf Film und Platine an Schrägen und Rundungen noch unschöne Treppchen sichtbar. 300 dpi sind ausreichend, um ein ausgezeichnetes Ergebnis zu erzielen. Sie sollten also eine weitere Kopie Ihrer Zeichnung auf die dreifache Länge und Breite skalieren (1.890 × 1.182 Punkte) und die Treppchen glatt–„bügeln”.

Speichern Sie diese Zeichnung als Link zum Glossar TIFF–Datei ab und übertragen Sie die Daten - am Einfachsten via Link zum Glossar FTP - zu einer Belichtungsanstalt. Dort können Sie kurz später den Film abholen oder sich zusenden lassen. Fragen Sie vorher, ob die Vorlage seitenrichtig oder seitenverkehrt sein muss! Der Film selbst muss seitenverkehrt sein, bei Aufsicht auf die Schichtseite müssen Schriften gespiegelt erscheinen.

Den Film schicken Sie dann zur Ätzanstalt und bekommen von dort Ihre Platinen. Diese müssen Sie dann noch bohren, was aber - für private Zwecke und kleine Serien oder gar Einzelstücke - akzeptabel ist. Manche Ätzbetriebe bevorzugen es, die Filme selbst entsprechend den eigenen Vorstellungen anzufertigen.