4-layer boards zuhause machen

[jetmarc]

Nur so zur Info, bin gerade druebergestolpert. Solche Sachen
begeistern die Leser hier doch meistens..

http://www.myhome.ch/mzingg/pcbstuff/tps/

 

[Uwe Hercksen]

jetmarc schrieb:

Nur so zur Info, bin gerade druebergestolpert. Solche Sachen
begeistern die Leser hier doch meistens..

http://www.myhome.ch/mzingg/pcbstuff/tps/

Hallo,

na ja, da ist nur ein wenig von der Galvanik zu sehen. Wenn es klappt
kann man so zweilagige durchkontaktierte Platinen machen.
Aber wie sollen vierlagige funktionieren? Vom Verpressen der vier Lagen
unter Hitze und Druck ist nichts zu sehen, erst recht nicht vom
Rückätzen der Bohrungen.

Zwei dünne zweilagige Platinen übereinander zu legen und beim Löten zu
verbinden habe ich mal probiert, das funktioniert bei bedrahteten
Bauteilen nicht zuverlässig genug.

Bye

 

[Uwe Bonnes]

jetmarc <jetmarc@hotmail.com> wrote:
: Nur so zur Info, bin gerade druebergestolpert. Solche Sachen
: begeistern die Leser hier doch meistens..

: http://www.myhome.ch/mzingg/pcbstuff/tps/

Leider laesst die Webseite mehr Fragen offen, als sie beantwortet:
- Wie laminiert er die Platinen?
- Welche Chemie verwendet er
- Wie behandelt er die Bohrloecher
- Halten die Huelsen thermische Zyklen aus
- ...

Bye
--
Uwe Bonnes bon@elektron.ikp.physik.tu-darmstadt.de

Institut fuer Kernphysik Schlossgartenstrasse 9 64289 Darmstadt
--------- Tel. 06151 162516 -------- Fax. 06151 164321 ----------

 

[Bert Braun, DD5XL]

jetmarc schrieb:

http://www.myhome.ch/mzingg/pcbstuff/tps/

Da wird aber nur eine TPS "through plating station" beschrieben, also
ein Gerät, um galvanisch Durchkontaktierungen zu produzieren. Von
Multilayer-PCBs steht da nichts...


Ciao...Bert



--
"Die Sozis kommen, machen Pleite, die Sozis werden gegangen, die Pleite
bleibt."
A. Kostolany

 

[Martin Schönegg]

....und selbst da bleibt die Frage der Chemie, die verwendung findet offen,
oder hab ich das übersehen auf die Schnelle. Ich hab so was mal gemacht mit
'ner Isel Anlage. DAS Problem war einfach die Chemie. Der Aktivierer für die
Durchkontaktierungen ist sauteuer und nicht lagerfähig. Wenn dann die Bohrer
nicht ganz neu waren und so weiter, dann konnte man das Ergebnis bald
abhaken. Wenn man dann noch seine Zeit rechnet... Vergiss es, da sind Profis
ŕ la Gerland und Co auf dauer billiger. Und wenns richtig schnell gehen
muss, dann ist in der Regel auch ein entsprechend zahlungsstarker Kunde
dahinter, der entsprechende Qualität erwartet.

Martin

 

[Markus Zingg]

Hallo Uwe

jetmarc <jetmarc@hotmail.com> wrote:
: Nur so zur Info, bin gerade druebergestolpert. Solche Sachen
: begeistern die Leser hier doch meistens..

: http://www.myhome.ch/mzingg/pcbstuff/tps/

Leider laesst die Webseite mehr Fragen offen, als sie beantwortet:
- Wie laminiert er die Platinen?

Mit Laminat (Trockenfilmresist) der Firma Bungard und mit einerm
Normalen Bürolaminator

- Welche Chemie verwendet er

Die Chemie der Kompacta 30 Anlage von Bungard. Die gibt's dort im
"Einsteigerset" zu kaufen.

- Wie behandelt er die Bohrloecher

Gar nicht. Ist bei der Chemie so nicht nötig. Die 5 Bäder sind absolut
ausreichend.

- Halten die Huelsen thermische Zyklen aus

Ich bin mir hier nicht sicher was Du genau meinst. Da ich meine
Multilayer Boards nicht mit prepregs wärme und Druck herstelle sind
die Anforderungen tiefer. Ich klebe die Multilayers - mehr dazu bei
den anderen Antworten.

Markus

 

[Markus Zingg]

On Fri, 12 Dec 2003 13:03:41 +0100, Uwe Hercksen
<hercksen@mew.uni-erlangen.de> wrote:

jetmarc schrieb:
Nur so zur Info, bin gerade druebergestolpert. Solche Sachen
begeistern die Leser hier doch meistens..

http://www.myhome.ch/mzingg/pcbstuff/tps/

Hallo,

na ja, da ist nur ein wenig von der Galvanik zu sehen. Wenn es klappt
kann man so zweilagige durchkontaktierte Platinen machen.
Aber wie sollen vierlagige funktionieren? Vom Verpressen der vier Lagen
unter Hitze und Druck ist nichts zu sehen, erst recht nicht vom
Rückätzen der Bohrungen.

Das ist so auch nicht unbedingt nötig. Der Vorgang zur
Selbstherstellung einer 4 lagigen Printplatine sieht so aus:

1) Filme des Layouts drucken. Da mit Trockenfilmresist laminiert wird
(beschichtet) müssen die Layouts als Negative erstellt werden.
Trockenfilmresist ist ein muss weil chemisch beschichtete Platten
nicht durchkontatkiert werden können bzw. die Bäder sogar zerstören
könnten. Ist keine CNC Bohrmaschine vorhanden, so muss ein weiterer
Film einer beliebigen Aussenlage erstellt werden bei dem die Vias und
Pads löcher haben. Bei allen anderen Filmen dürfen die Löcher nicht da
sein (dazu gibt's bei Eagle ne Option). Das Layout so erstellen dass
an zwei diagonal gegenüberliegenden Ecken ausserhalb des Prints je ein
3mm Loch durch alle Layer durch plaziert wird.

2) Material zuschneiden (beim Durchkontaktieren reicht
kupferkaschiertes Basismaterial). Für Mehrlagige gibt's das auch in
0.3mm bzw 0.5mm "Dicke".

3) Eine Aussenlage mit Trockenfilmresist laminieren (beschichten),
diese eine Aussenlage belichten und entwickeln.

4) Die zwei Aussenlagen (welche einseitig beschichtet sind, 0.3mm) und
die doppelseitigen Innenlage (0,5mm) zu einem Stapel zusammenlegen.

5) Die entwickelte Aussenlage von Schritt 3) zur positionierung
verwenden und die zwei (und nur die zwei) positionierungslöcher (3mm
diagonal gegenüberliegend aus Schritt 1) ) bohren. Zuerst eines der
Löcher bohren, Stift einfügen, andere Seite Bohren. Damit ist mal die
Lage der Ebenen zueinander fixiert.

6) Die zusätzlichen 3mm Löcher an den Ecken bei den Filmen werden mit
einem leicht aus 3mm Silberstahl zu fertigenden Werkeug ausgestanzt da
Filme nicht vernünftig gebohrt werden können. ("Werkeug" ist ganz
einfach - mit einem Zentrierbohrer auf einer Seite reinbohren - damit
kann man hervorragend Filme stanzen)

7) Innenlage beidseitig Laminieren, Filme mit Stiften ausrichten,
belichten und entwickeln. Achtung, Filme müssen so gemacht sein dass
die Vias keine Bohrlöcher haben. (Dazu gibt's z.B. in Eagle eine
Option). Da die Filme auf dem Laminat etwas kleben, können die Stifte
nach dem Auflegen problemlos entfernt werden ohne dass die
Positionierung in die Hosen geht. Die Methode mit den Stiften hat
übrigens den Vorteil dass nichts ausgerichtet werden muss und alles
100% stimmt - also kein Rumärgern mit Taschen etc. mehr.

8) Innenlage ganz normal Ätzen.

9) Innenlage mit Aussenlagen verkleben. Dabei alle Lagen wieder
verstiften. GANZ DÜNN 2-Komponentenkleber (5-Min Kleber vom Baumarkt)
ganzflächig AUF DIE INNENLAGE aufstreichen (damit die Senkungen wo
weggeätzt wird sicher Leim enthalten). Wichtig, beide Seiten
GLEICHZEITIG kleben!

10) Stapel möglichst gut zusammenpresen. Ich verwende dazu eine kleine
Vorrichtung aus Holz welche aus zwei Schraubstöcken (billigste aus
Baumarkt 15€ das Stück) mit zwei kleinen Holzplatten als grössere und
gleichmässige Auflagen besteht.

11) Nach dem Trocknen (5-Min) können die Stifte entfernt werden. Nun
werden anhand des "Bildes" aus Schritt 3) auf der Aussenlage alle
Löcher gebohrt. Hat man eine CNC so entfällt das extra laminieren der
Aussenlage aus Schritt 3) natürlich und das Bohren dauert auch massiv
weniger lange.

12) Die Beschichtung der Aussenlage aus Schritt 3) wird mit einem Soda
Bad entfernt da sie beim nächsten Schritt stören würde. Beim Einsatz
von CNC entfällt dieser Schritt (wie auch Schritt 3 - logo)

13) Nun durchläuft die Platinen die Durchkontaktieranlage. Dabei
werden
die Kontakte an den Stellen der Innenlage sauber erstellt wo's nötig
ist da deren Kupferschicht ja eben erst vom Bohrer durchstosen wurde.
Zur Erinnerung, das ist der Grund warum bei den Filmen die Pads und
Vias keine Löcher haben dürfen.

14) Nun werden die Aussenlagen mit Trochenfilmresist beschichtet
(laminiert), Filme auf Stifte aufgestzt, belichtet, entwickelt und
geätzt -> vertig ist der 4-lagige Print!


Der Ganze Vorgang für eine Europakarte dauert ca. 4 Stunden.

Markus

 

[Markus Zingg]

On Fri, 12 Dec 2003 15:57:42 +0100, "Bert Braun, DD5XL"
<braun@sebra-computer.de> wrote:

jetmarc schrieb:

http://www.myhome.ch/mzingg/pcbstuff/tps/

Da wird aber nur eine TPS "through plating station" beschrieben, also
ein Gerät, um galvanisch Durchkontaktierungen zu produzieren. Von
Multilayer-PCBs steht da nichts...


Ciao...Bert

Ja, bin bis jetzt noch nicht dazu gekommen das auf der Seite zu
dokumentieren. Lies meie Antwort auf den Post von Uwe Hecksen.

Markus

 

[Markus Zingg]

On Fri, 12 Dec 2003 16:23:25 +0100, "Martin Schönegg"
<martin.schoenegg#und_hier_ist_klar_was_hinkommt#@arcor.de> wrote:

...und selbst da bleibt die Frage der Chemie, die verwendung findet offen,
oder hab ich das übersehen auf die Schnelle. Ich hab so was mal gemacht mit
'ner Isel Anlage. DAS Problem war einfach die Chemie.

Da Stimme ich Dir 100% zu. Die ISEL Chemie ist unbrauchbar. Die von
Bungard hingegen genial. Ich bin absolut begeistert von der Chemie.

Der Aktivierer für die
Durchkontaktierungen ist sauteuer und nicht lagerfähig. Wenn dann die Bohrer
nicht ganz neu waren und so weiter, dann konnte man das Ergebnis bald
abhaken. Wenn man dann noch seine Zeit rechnet... Vergiss es, da sind Profis
ŕ la Gerland und Co auf dauer billiger. Und wenns richtig schnell gehen
muss, dann ist in der Regel auch ein entsprechend zahlungsstarker Kunde
dahinter, der entsprechende Qualität erwartet.

Naja, meine bisherigen Erfahrungen sind da bis jetzt durchaus positiv.
Die Chemie ist hier seit dem Sommer im Einsatz und soweit funktioniert
alles noch palleti. Ich bin eigentlich zuversichtlich dass das so auch
noch eine Weile bleibt.

Markus

 

[Uwe Hercksen]

Markus Zingg schrieb:

Ich bin mir hier nicht sicher was Du genau meinst. Da ich meine
Multilayer Boards nicht mit prepregs wärme und Druck herstelle sind
die Anforderungen tiefer. Ich klebe die Multilayers - mehr dazu bei
den anderen Antworten.

Hallo,

na ja, die Temperaturschocks beim Löten müssen Deine Boards auch
aushalten, wieso sind dann die Anforderungen tiefer?
Die Spannungen im Board beim Erwärmen und Abkühlen im und nach dem
Betrieb gibts auch genauso.

Übrigens, bei der konventionellen Multilayer Herstellung mit Prepregs
und dem Verpressen gibt es zu diesem Zeitpunkt noch gar keine
Kupferhülsen in den Bohrlöchern die beschädigt werden könnten, es gibt
ja dabei noch nicht mal Bohrlöcher, ausser denen um die Lagen zur
Deckung zu bringen.

Bye

 

[Juergen Hannappel]

Uwe Hercksen <hercksen@mew.uni-erlangen.de> writes:

[...]

Übrigens, bei der konventionellen Multilayer Herstellung mit Prepregs
und dem Verpressen gibt es zu diesem Zeitpunkt noch gar keine
Kupferhülsen in den Bohrlöchern die beschädigt werden könnten, es gibt
ja dabei noch nicht mal Bohrlöcher, ausser denen um die Lagen zur
Deckung zu bringen.

Und wie werden dann buried vias gemacht?

--
Dr. Juergen Hannappel http://lisa2.physik.uni-bonn.de/~hannappe
mailto:hannappel@physik.uni-bonn.de Phone: +49 228 73 2447 FAX ... 7869
Physikalisches Institut der Uni Bonn Nussallee 12, D-53115 Bonn, Germany
CERN: Phone: +412276 76461 Fax: ..77930 Bat. 892-R-A13 CH-1211 Geneve 23

 

[Uwe Hercksen]

Juergen Hannappel schrieb:

Und wie werden dann buried vias gemacht?

Hallo,

beim einfachsten Fall der selbstgemachten Multilayer mit nur vier Lagen
spielen die doch keine Rolle.

Bye

 

[Markus Zingg]

na ja, die Temperaturschocks beim Löten müssen Deine Boards auch
aushalten, wieso sind dann die Anforderungen tiefer?

Ja klar, löten kann man die Boards natürlich. Es ist klar dass ein
Board mit Prepregs & Druck & Wärme theoretisch stabiler ist als die
Boards welche ich mache. Ich kann aber hier folgendes festhalten:

- bisher habe ich kein einziges Ausschussboard produziert.
- Alle Boards laufen bis heute einwandfrei
- in der Handhabung sind für mich keine Unterschiede zu
"professionell" gefertigten Boards festzustellen. D.h. die Boards tun
schlicht das was sie sollen.

Wichtig ist mir aber schon festzuhalten dass diese Mehtode IMHO
bestens geeignet ist zur Herstellung von Prototypen. Das ist aber
nichts für Serien. Der Vorteil liegt also vorallem in der
(logischerweise) unschlagbar kurzen Zeit ein neues Board zu haben und
- eine gweisse Mindestmenge vorausgesetzt - beim deutlich günstigeren
Preis.

Ich habe den Aufwand darum getrieben weil die Situation im Vergleich
zu Deutschland hier in der Schweiz noch einiges verschärft ist. Hier
gibt es keine günstigen Boardhäuser welche in brauchbarer Zeit und zu
vernünftigen Preisen multilayer Prototypen herstellen. Ordere ich
etwas im Ausland, bleibt die Lieferung oft noch 2 - 3 Tage am Zoll
hängen welcher dann noch nebst dem Zoll noch eine nette
"Bearbeitungsgebühr" draufhaut sodass einem wirklich der Spass
verloren geht. Einen Monat auf ein neuse Board zu warten nur damit's
vernünftig bleibt war dann auch nicht die tollste Option.

Übrigens, bei der konventionellen Multilayer Herstellung mit Prepregs
und dem Verpressen gibt es zu diesem Zeitpunkt noch gar keine
Kupferhülsen in den Bohrlöchern die beschädigt werden könnten, es gibt
ja dabei noch nicht mal Bohrlöcher, ausser denen um die Lagen zur
Deckung zu bringen.

Klar - da hast Du recht. Das ist bei mir (Ausname blind Vias - habe
ich aber bisher noch nicht gemacht) auch nicht der Fall.

Markus