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Vom Schaltplan über das Layout zum fertigen Modul




Bauteilseite



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 nich oxidiert und unansehnlich wird, empfehle ich eine Lackierung mit Kunstharz der für Metall geeignet ist oder Plastikspray welches  durchlötbar ist. Vor dem Lackieren sollte die Platine unbedingt gründlich mit Isopropanol von Kollophonium gerinigt werden, da sonst der Lack dort nicht richtig trocknet. Sprühen ist Verschwendung, besser man nimmt einen Pinsel.



Lötseite