Die Platine
Bei einer Serienfertigung lohnt
es sich, Platinen zu ätzen bzw.
ätzen zu
lassen.
Die einfachste Methode einzelne Module zu bauen, ist aber nach
wie
vor die Verwendung einer Punktrasterplatine. Eine
Europaplatine ist am wirtschaftlichsten; sie hat die
Maße
100 x 160mm und beinhaltet 39 x 63
Pins. Zum Festschrauben der Platine werden
die vier Ecken mit 5mm langen Distanzhülsen
(3mm-Gewinde),
Muttern und
Unterlegscheiben versehen. Um wegen der vier Schrauben keinen Platz zu
verschwenden, kann der
Bauteilaufbau bei kleineren Schaltungen auch mal achteckig werden. Das
Foto zeigt eine
Pertinaxplatine. Epoxidplatinen sind zwar viel
fester aber auch schwerer zu bearbeiten. Noch
ein Hinweis: Soll die Platine nachher in ein Metallgehäuse
geschraubt werden, dann unbedingt zuerst die Pins für die
Schraublöcher der Platine als Schablone nehmen, erst danach
auf 3mm
aufbohren.
Alles andere geht schief; es sei denn, man verfügt
über eine
automatische Präzisions- Laserbohrmaschine.
Der Lageplan
Der Weg führt zunächst zur Zeichnung des Lageplans
(Layout). Ein Zeichenprogramm ist dabei enorm hilfreich, denn beim
Entwurf wird viel geschoben, gedreht und gespiegelt, sonst muss man
seine Vorstellungsgabe strapazieren und viel radieren. Die Bauteile
sollten weder zu dicht noch zu
weitläufig angeordnet werden, um unerwünschte
magnetische,
elektrische und thermische Kopplung zu vermeiden. Gleichzeitig
sollten die
Leitungen den kürzesten Weg entlanglaufen. Meist ist eine
orthogonale Leitungsführung möglich. Wichtig ist
auch
die Übersichtlichkeit, denn es hat keinen Sinn, wenn man bei
einem
Fehler nicht mehr durchsteigt, und Fehler können
immer mal
auftreten. Kondensatoren variieren z.B. in ihren
verfügbaren
mechanischen
Ausmaßen: entweder sind sie zu groß oder es passt
keine Leiterbahn mehr zwischen die Anschlußbeinchen wie
geplant.
Sollen
mechanisch empfindliche Leitungen (z.B.
abgeschirmtes NF-Kabel) angeschlossen werden, dann unbedingt Platz
für eine Zug- und Biegeentlastung reservieren.
Nachdem
der
Lageplan fertig ist, mal Pause machen. Mit
regelmäßigen
Erholungspausen lassen sich Fehler am besten vermeiden.
Das Präparieren
der Platine
Wenn der Lageplan, sowie sein Spiegelbild (sprich: Lötseite)
perfekt sind, wird die
Platine ggf. ausgemessen, mit einem scharfen Messer vorsichtig von
allen Seiten angeritzt und anschließend ausgebrochen. Auf
einer Feile wird die
Platine an den Seiten glatt geschliffen. Wenn man sie dabei
öfter
um 180° dreht, wird das Ergebnis problemlos per Hand
gleichmäßig. Dann werden die 3mm- Löcher
für die
Schraubenseite der Distanzhülsen gebohrt. Besonders stabil
wird
es, wenn man nur 2,5mm vorbohrt und ein 3mm-Gewinde schneidet.
Kontrolle der Verfassung
Durch probeweises Einstecken einiger Bauteile (auch die
großen
Elkos) wird kontrolliert, ob auch alles richtig
mit dem Lageplan übereinstimmt, denn man kann sich beim
Positionieren leicht verzählen und nachher ist es zu
spät.
Bauteile und
Anschlußpins einlöten
Zuerst werden die
"oberirdischen"
Zusatzleitungen verlegt, auch Drahtbrücken oder "Layer 2"
genannt. Dann werden am besten erst
die Widerstände eingesteckt und anschließend
verlötet.
Lötdampf ist giftig, bitte nicht einatmen, sondern immer
wegblasen oder absaugen und gut lüften!
Danach kommt, ggf. auch schubweise, der Rest: Erst alles
reinstecken, dann verlöten und zum Schluß oder
zwischendurch
die überstehenden Drähte mit einem
Elektronikseitenschneider
abschneiden. Zum Löten am besten Papier drunter legen.
Crashkurs:
1) alles rein
2) alles festlöten
3) alles abschneiden.
Zu den Anschlußpins: es gibt Lötnägel
und Lötösen. Passende Lötnägel gibt
es anscheinend
nicht (möglicherweise ist das wegen des spröden
Basismaterials auch nicht wünschenswert), man muß
sie
entweder mit
der Flachzange platt drücken damit sie halten, oder
größere Löcher bohren damit sie
überhaupt
reinpassen. Lötösen sind
der Hit, sie gehen mit dosierter Kraft so rein. Feierabend
Leiterbahnen verlegen und
verlöten, Distanzhülsen
reinschrauben, fertig
Im nächsten Schritt werden auf der Unterseite der Platine die
Leiterbahnen verlegt.
Bei geätzten Platinen fällt dieser Punkt
natürlich weg.
Geeignet ist 0,5mm
starker massiver
Kupferdraht (abisolierter Fernmeldedraht). Die
Verbindungen zu den Bauteilen und kurze Strecken werden mit
Lötzinnbrücken hergestellt. Zum
Überbrücken von ein
bis zwei Lötpunkten wird
die
Lötkolbentemperatur etwas gedrosselt, damit das
Lötzin nicht
"queckt". Zusätzlich wartet man mit dem Löten, bis
das
Kollophonium verdampft ist. Das Lötzinn sollte sich nun einer
Brückenfunktion nicht mehr widersetzen; der Rest ist
Übungssache. Die Distanzbolzen können auch schon mal
rein:
Vorsicht, vor allem bei Pertinax nicht zu fest schrauben, sonst geht es
zu Bruch!
Optische Endkontrolle
Die Lötseite wird zum Schluß auf
Übereinstimmung mit
dem Plan überprüft. Besonders vorteilhaft ist
außerdem
ein Abfahren der Leitungen mittels eines Stereomikroskops mit 15-facher
Vergrößerung. Die Kupferdrähte erscheinen
jetzt armdick
und kein Lötfehler bleibt verborgen.
Eventuelle Fusseln
werden noch mit schwerem Gerät abtransportiert. Ein so
geprüftes Modul funktioniert auf Anhieb perfekt.
Inbetriebnahme
Am besten verwendet man ein strombegrenztes
Netzgerät, dreht die Spannung langsam hoch und
läßt
dabei
das
Amperemeter nicht aus den Augen. Oder, wenn es selbst ein
Netzteil ist oder sonst nicht anders geht, in Deckung gehen, danach gut
lüften. Man kann auch vorab einen Durchgangsprüfer
(Diodenprüfer) nehmen und an + und - halten: Die Spannung am
Eingangselko sollte langsam etwas hochlaufen.
Kennzeichnung
Mit einem feinen Folienstift schreibt man noch die Typenbezeichnung auf
das fertige Modul, denn nach einigen Jahren kann sich kein Mensch mehr
genau erinnern, was man dort einmal produziert hat. Vielleicht
ist
noch Platz für das Herstellungsdatum und den Namen des
Erbauers.
Auch hier erweist sich das Mikroskop als sehr nützlich. Mit
bloßem Auge sieht die Sache dann sehr sauber aus. Als sehr
hilfreich hat sich eine farbliche Kennzeichnung der Anschlüsse
erwiesen. Geeignet ist Nagellack oder Autolack oder ein wasserfester
Stift der
mindestens 10 Jahre lang nicht austrocknet. Zu bevorzugen sind
Grundfarben und einfache Mischfarben, z.B. so:
rot =
plus
schwarz = Masse
blau =
minus
grün =
Eingang
lila
= Ausgang
gelb
?
cyan ?
weiß
?
Konservierung
Damit die Lötseite nicht oxidiert und unansehnlich
wird, kann man die Lötseite mit Kunstharz das für Metall
geeignet ist
oder
Plastikspray welches durchlötbar ist, lackieren. Zu empfehlen ist
eine Lackierung vor allem bei hochohmigen Schaltungen. Vor dem
Lackieren sollte
die
Platine unbedingt gründlich mit Isopropanol von Kollophonium
gerinigt werden, da sonst der Lack dort nicht richtig trocknet.
Sprühen ist eigentlich Verschwendung, aber es bringt die besten
Ergebnisse, mußte ich feststellen. Ein paar kurze
Sprühstöße reichen. Anschließend das Ventil mit
einem Wattestäbchen reinigen, nicht auch noch freisprühen.