PCB ist eine Platte aus isolierenden Materialien (meist Glasfaser oder Verbundwerkstoffe wie FR4), die mit einer Kupferschicht überzogen ist und zum Anschluss elektronischer Komponenten dient. Diese Kupferdrähte haben die herkömmliche Verkabelung ersetzt und machen die Schaltung kompakter, zuverlässiger und einfacher zu montieren. Leiterplatten bilden die Grundlage moderner Elektronikprodukte. Ob Smartphone, Computer oder Smart-Home-Gerät: Die Leiterplatte dient als mechanischer Träger und elektrischer Anschluss für elektronische Bauteile.
Warum Leiterplatten selbst herstellen?
Das Erlernen der Herstellung von Leiterplatten bietet viele Vorteile. Sie können es für die Prototypenentwicklung nutzen und Ihre eigene Leiterplatte herstellen, um das neue Design zu testen. Es ist auch eine gute Möglichkeit, sich Elektronikkenntnisse anzueignen. Durch die manuelle Herstellung verstehen Sie die Grundprinzipien der Elektronik intuitiver. Gleichzeitig eignet es sich auch für unterhaltsame Projekte wie die Herstellung von DIY-Erfindungen, Spielzeug oder kreativen elektronischen Geräten. Möchten Sie selbst eine einfache Leiterplatte herstellen? Dieser Artikel bietet Ihnen eine umfassende Anleitung zum Selberbauen Ihrer eigenen Leiterplatte. Kommen wir nun zum heutigen Thema!
DIY-Leiterplatte: Schritt-für-Schritt-Anleitung
In dieser Anleitung führen wir Sie Schritt für Schritt durch den gesamten Prozess der DIY-Leiterplattenherstellung. Wir erklären Ihnen Schritt für Schritt alles von der Materialauswahl über das Leiterplattendesign und das Löten bis hin zum Testen. Durch die Herstellung einer einfachen Leiterplatte von Hand erlangen Sie ein tiefes Verständnis für deren Funktionsweise und erwerben praktische Fähigkeiten zur Leiterplattenherstellung, die eine solide Grundlage für Ihr Projekt bilden.
Schritt 1: Vorbereitung von Werkzeugen und Materialien
Der erste Schritt bei der Herstellung einer Leiterplatte ist die Vorbereitung der Werkzeuge und Materialien. Zu den Werkzeugen und Materialien, die für DIY-Leiterplatten benötigt werden, gehören im Allgemeinen:
Kupferkaschiertes Laminat: Wählen Sie ein FR4- oder Phenolpapiersubstrat. Anfängern wird empfohlen, FR4-Platten mit einer Dicke von ca. 1.5 mm zu verwenden.
Laserdrucker: Dient zum Ausdrucken von Schaltplänen (Tintenstrahldrucker sind nicht geeignet).
Glanzpapier: wie Zeitschriftenpapier, Fotopapier oder spezielles Transferpapier. Papier mit glatter Oberfläche ist erforderlich, damit der Toner problemlos übertragen werden kann.
Bügeleisen/Laminiergerät: Wird für die Wärmeübertragung von Schaltungsmustern auf Kupferplatten verwendet.
Ätzende Flüssigkeit
Häufig verwendet: Eisenchloridlösung (einfach zu handhaben, aber leicht zu färben)
Optional: Natriumpersulfat (sauberer, aber mit etwas langsamerer Korrosion)
Kunststoffbehälter: Wird zum Aufbewahren ätzender Lösungen verwendet, um zu verhindern, dass Metallbehälter mit ätzenden Lösungen reagieren.
Pinzette, Einmalhandschuhe und Schutzbrille: Vermeiden Sie Spritzer während des Betriebs.
Mini-Bohrmaschinen: wie Dremel, zum Bohren verwendet.
Lötkolben + Lötdraht: Wird zum Löten von Komponenten verwendet.
Alkoholischer Baumwoll-/Brettreiniger: Reinigen Sie die Oberfläche der Leiterplatte.
Multimeter: Überprüfen Sie den Schaltkreis.
Ratschläge
✅ Es wird empfohlen, kupferkaschiertes FR4-Laminat zu wählen. Denn FR4-Material ist hitzebeständig, weist eine gute Festigkeit auf und neigt nicht zum Verziehen. Hinweis: Verwenden Sie keine abgelaufenen oder feuchten Platinen. Denn die Kupferoberfläche ist sehr wahrscheinlich oxidiert.
✅ Überprüfen Sie vor dem Einsatz der ätzenden Lösung, dass der Behälter keine Risse aufweist, um ein Auslaufen zu verhindern.
✅ Vor Gebrauch die Ätzlösung vorwärmen. Die Ätzlösung kann in warmem Wasser über einem Wasserbad auf ca. 40 °C erhitzt werden.℃, was die Korrosionsrate beschleunigen kann.
Schritt 2: Schaltungsdesign
Nachdem alle Werkzeuge und Materialien bereitliegen, geht es an den Schaltungsentwurf. Für DIY-Leiterplatten empfehlen wir, mit einfachen zu beginnen, da dies die Beherrschung der grundlegenden Prozesse erleichtert.
Die Schritte zum Entwurf der Schaltung sind wie folgt:
1. Laden Sie zunächst KiCAD, EasyEDA oder eine andere kostenlose PCB-Designsoftware herunter und installieren Sie sie.
2. Zeichnen Sie das schematische Diagramm (dh entwerfen Sie die Verbindungsbeziehung der Schaltung).
3. Wandeln Sie das schematische Diagramm in ein PCB-Layoutdiagramm um und ordnen Sie die Positionen der einzelnen Komponenten und das Routing entsprechend an.
4. Legen Sie die Größe der Platine und die Position der Löcher fest.
5. Exportieren Sie Gerber-Dateien oder generieren Sie PCB-Layoutdiagramme (für den Transferdruck).
6. Drucken Sie den Schaltplan auf Hochglanzpapier:
Wählen Sie beim Drucken kontrastreiches, sattes Schwarz
Spiegelbild drucken (nach der Übertragung auf korrektes Muster achten)
Ratschläge
✅ Vermeiden Sie zu dünne Kabel (Anfänger sollten ≥ 0.4 mm), um Korrosion und Bruch zu verhindern.
✅ Gewindeabstand ≥ 0.4 mm, um Kurzschlussgefahr zu vermeiden.
✅ Stellen Sie sicher, dass die exportierte Datei ein Spiegelbild ist und vermeiden Sie eine Umkehrung des Musters bei der Übertragung.
✅ Wenn Sie Anfänger sind, können Sie zum Üben Beispielschaltungen online herunterladen.
✅ Um Kurzschlüsse oder Routingfehler rechtzeitig zu erkennen, können Sie die Funktion „DRC Check“ in der Design-Software nutzen.
Schritt 3: Schaltplan übertragen
Nachdem der Schaltungsentwurf abgeschlossen ist, ist es Zeit, den Schaltplan zu übertragen. Die Schritte zum Übertragen von Schaltplänen sind wie folgt:
1. Schneiden Sie das kupferkaschierte Laminat zu. Schneiden Sie das kupferkaschierte Laminat auf die entsprechende Designgröße zu. Verwenden Sie anschließend eine Feile, um die Kanten zu glätten.
2. Reinigen Sie die Oberfläche des kupferkaschierten Laminats:
Schleifen Sie zunächst die Kupferoberfläche vorsichtig mit feinem Schleifpapier oder einem Stahlwolleballen ab, um die Oxidschicht zu entfernen.
Wischen Sie es erneut mit Alkohol sauber, um die Oberfläche trocken und frei von Ölflecken zu halten.
3. Übertragungsschaltpläne:
Drücken Sie den Schaltplan (mit der Tonerseite nach unten) fest gegen die Kupferplatte.
Erhitzen Sie die Zeichnung gleichmäßig mit einem Bügeleisen (Hochtemperaturmodus ohne Dampf) und drücken Sie jede Stelle 1 bis 2 Minuten lang.
Damit der Toner gut haftet, kann er mehrmals gebügelt werden.
Tauchen Sie das Brett nach dem Abkühlen für 5 bis 10 Minuten in warmes Wasser.
Reißen Sie das Papier vorsichtig ab und belassen Sie nur das Tonermuster auf der Kupferplatte.
Überprüfen Sie erneut, ob eine Unterbrechung vorliegt. Sollten unterbrochene Linien vorhanden sein, können diese mit einem Ölstift oder einem wasserfesten Markierstift nachgezeichnet werden.
Tipps:
✅ Damit das Muster fest haftet, muss die Oberfläche der Kupferplatte blank poliert und frei von Oxidschichten sein.
✅ Bügeln Sie mit hoher Hitze, aber nicht zu heiß, sonst verteilt sich der Toner und verwischt.
✅ Um zu verhindern, dass Luftblasen die Übertragung verschlechtern, sollte das Papier fest angedrückt werden.
✅ Bügelmethode: Bügeln Sie zuerst von der Mitte zu den Seiten, um Luftblasen zu vermeiden.
✅ Nach dem Bügeln das Papier nicht sofort zerreißen. Lassen Sie es erst abkühlen und legen Sie es dann in Wasser. Dadurch wird das Muster deutlicher.
Schritt 4: Leiterplatte ejucken
Nachdem die Grafiken übertragen wurden, kann der PCB-Ätzprozess beginnen. Die Arbeitsschritte beim PCB-Ätzen sind:
1. Ziehen Sie Handschuhe und Schutzbrille an und sorgen Sie für eine gut belüftete Umgebung.
2. Gießen Sie die Ätzlösung in einen Plastikbehälter (es wird empfohlen, den Boden des Behälters größer zu gestalten, um das Einsetzen der Leiterplatte zu erleichtern).
3. Legen Sie die Leiterplatte ein. Halten Sie anschließend den Rand der Platte mit einer Pinzette fest und schütteln Sie den Behälter vorsichtig, um eine gleichmäßige Korrosion zu fördern.
4. Beachten Sie die Plattenoberfläche:
Die überschüssige Kupferschicht löst sich allmählich auf, sodass nur das Kupfer in dem mit Kohlenstoffpulver bedeckten Bereich übrig bleibt.
Normalerweise dauert es 10 bis 30 Minuten (je nach Konzentration der ätzenden Lösung und Temperatur).
5. Nach der Fertigstellung gründlich mit viel klarem Wasser nachspülen.
6. Wischen Sie das Tonermuster mit Alkohol ab, um den Kupferdraht freizulegen.
Ratschläge
✅ Tragen Sie Handschuhe und eine Schutzbrille, um zu verhindern, dass Spritzer Ihre Hände und Augen verletzen.
✅ Ätzende Flüssigkeiten dürfen nicht in die Kanalisation gelangen (Umweltschutz!). Sie müssen gesammelt und einer zertifizierten Entsorgungseinrichtung übergeben werden.
✅ Rühren Sie die ätzende Lösung nicht mit Metallwerkzeugen um (um eine Reaktion zu vermeiden).
✅ Die verwendete ätzende Lösung muss ordnungsgemäß entsorgt werden und darf nicht einfach weggeworfen werden.
✅ Ein senkrecht in die Flüssigkeit gestelltes und leicht geschütteltes Brett sorgt für eine gleichmäßigere Korrosion.
Schritt 5: Bohren
Nachdem die Leiterplatte geätzt und gereinigt wurde, ist es Zeit, Löcher zu bohren. Die einzelnen Schritte beim Bohren sind:
1. Markieren Sie die Bohrstellen gemäß der Konstruktionszeichnung mit einem Perforierstift oder einem Feinstift.
2. Bohren Sie mit einer Mini-Bohrmaschine Löcher und wählen Sie einen Bohrer mit dem geeigneten Durchmesser (im Allgemeinen 0.8 mm bis 1.2 mm).
3. Halten Sie die Bohrlöcher vertikal, um Installationsschwierigkeiten durch schräge Löcher zu vermeiden.
4. Entfernen Sie Grate rund um das Loch. Sie können sie mit einer kleinen Feile oder einer scharfen Klinge glätten.
Ratschläge
✅ Zur Positionierung (um ein Verrutschen des Bohrers zu verhindern) wird die Position des Bohrlochs vorab mit kleinen Punkten markiert.
✅ Bohren Sie nicht zu schnell, um ein Ablösen der Folie zu verhindern.
✅ Tragen Sie eine Schutzbrille gegen Spritzer.
✅ Sichern Sie die Bohrvorrichtung mit einem elektrischen Bohrerhalter, um das Loch vertikal zu halten.
Schritt 6: Lötung
Nach dem Bohren der Löcher beginnt das Schweißen. Das Schweißen kann in folgenden Schritten durchgeführt werden:
1. Setzen Sie die Bauteile der Reihe nach gemäß Schaltplan in die Bohrungen ein.
Setzen Sie zuerst die niederohmigen Bauteile (Widerstände, Dioden etc.) ein.
Einsetzen höherer Bauteile (Elkos, Stiftleisten etc.)
2. Löten Sie mit einem elektrischen Lötkolben (mit einer Temperatur von ca. 300 bis 350°C):
Die Lötkolbenspitze erhitzt zunächst 1 Sekunde lang das Lötpad und die Pins und führt dann das Lot zu.
Nachdem die Lötpads und -stifte in Lötlösung eingewickelt sind, entfernen Sie den Lötkolben.
Halten Sie die Lötstellen hell und voll, weder zu viele noch zu wenige.
3. Überprüfen Sie die Lötstellen, um sicherzustellen, dass keine falschen Schweißnähte oder durchgehende Schweißnähte vorhanden sind.
4. Schneiden Sie die überstehenden Pins der Bauteile ab.
Tipps:
✅ Achten Sie auf die Polaritätsrichtung des Elements (Elko, Diode, IC etc.).
✅ Erhitzen Sie das Pad nicht zu lange, um ein Ablösen der Kupferplatte zu verhindern.
✅ Kontrollieren Sie alle paar geschweißten Lötstellen, um aufwendige Nacharbeiten zu vermeiden.
✅ Flussmittel verbessern die Qualität der Lötverbindung und sorgen für ein reibungsloseres Löten.
Schritt 7: Testen
Nachdem die Komponenten gelötet sind, können wir:
1. Verwenden Sie ein Multimeter, um den Ein-/Aus-Status zu messen:
Prüfen Sie, ob die Schlüsselkreise verbunden sind.
Stellen Sie sicher, dass kein Kurzschluss vorliegt.
2. Vor dem Einschalten ist nochmals die Einbaurichtung der Bauteile zu prüfen (insbesondere polare Bauteile wie Dioden, Elkos und ICs).
3. Testfunktion nach dem Einschalten:
Überprüfen Sie, ob die Schaltung wie vorgesehen funktioniert.
Es kann an eine Last oder Peripheriegeräte angeschlossen werden, um den tatsächlichen Effekt zu beobachten.
Tipps:
✅ Überprüfen Sie vor dem Einschalten mit einem Multimeter, dass an den Plus- und Minuspolen des Netzteils kein Kurzschluss vorliegt.
✅ Überprüfen Sie die Konnektivität der Lötstellen, insbesondere der Strom-, Erdungs- und kritischen Signalleitungen.
✅ Beim Einschalten für den ersten Test ist es am besten, einen Strombegrenzungswiderstand oder eine kleine Glühbirne in Reihe zu schalten, um ein versehentliches Durchbrennen zu verhindern.
✅ Testen Sie die Schaltungsfunktionen in Modulen, um Probleme effizienter zu lokalisieren.
Dies ist der gesamte Prozess der Leiterplattenherstellung. Bei jeder Leiterplattenherstellung können wir die Leiterplatten- und Parameterdaten protokollieren, was für die Zusammenfassung und Verbesserung hilfreich ist. Sie können auch einen speziellen kleinen Werkzeugkasten zur Kategorisierung und Aufbewahrung von Materialien und Werkzeugen vorbereiten.
Ein führender PCB- und PCBA-Hersteller — PCBasic
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Zu den Funktionen von PCBasic gehören unter anderem:
Rapid Prototyping und Massenproduktion
Starr PCBs, flexibel PCBs und starrflexible PCBs
Hochfrequenz PCBs, HDI PCBs, Metall PCBs
Bleifrei und umweltfreundlich, konform mit dem RoHS-Montageprozess
Umfassende Tests (AOI, Röntgen, ICT, Flying-Probe-Tests, Funktionstests)
PCBasic hat sich stets an die Verpflichtung zu hoher Zuverlässigkeit, hoher Präzision und Kundenzufriedenheit gehalten und jedes Kundenprojekt mit wettbewerbsfähigen Preisen und pünktlicher Lieferung unterstützt.
Fazit
DIY-Leiterplatten sind eine großartige Möglichkeit, elektronisches Wissen zu erlernen, Leiterplattendesign zu üben und eigene Schaltungen zu entwickeln. Durch die Herstellung einer einfachen Leiterplatte können Sie die Grundkenntnisse über PCB erwerbens. Danach kann man sich mit der gesammelten Erfahrung an komplexere PCB- und Leiterplattendesigns wagen. Beim Betrieb muss die Sicherheit oberste Priorität haben. Tragen Sie bei Korrosion Handschuhe und Schutzbrille. Seien Sie geduldig und sorgfältig, um Produktionsausfälle aufgrund von Ungeduld zu vermeiden.
Sobald Sie die Herstellung von Leiterplatten beherrschen, können Sie zuverlässigere und komplexere Schaltungen mit Zuversicht entwerfen und produzieren. Sicher, wenn Sie die Idee haben, Leiterplatten in Massenproduktion herzustellen, Sie können uns gerne kontaktieren!
Über PCBasic
Zeit ist Geld in Ihren Projekten – und PCBasic versteht es. PCGrundlagen ist eine Unternehmen für Leiterplattenbestückung das jedes Mal schnelle, einwandfreie Ergebnisse liefert. Unsere umfassende PCB-Bestückungsdienstleistungen Wir bieten Ihnen bei jedem Schritt kompetente technische Unterstützung und gewährleisten so höchste Qualität bei jedem Board. Als führender Hersteller von Leiterplattenbestückungen, Wir bieten eine Komplettlösung, die Ihre Lieferkette optimiert. Arbeiten Sie mit unseren fortschrittlichen PCB-Prototypenfabrik für schnelle Bearbeitungszeiten und hervorragende Ergebnisse, auf die Sie sich verlassen können.
