405nm Laser-Platinen Photoplotter

[netzpfuscher]

Ich wollte euch einmal mein Projekt im Prototypstatus vorstellen. Ich wollte schon immer den lästigen Belichtungsschritt beim Platinen erstellen nicht mehr haben. Jetzt mit den günstigen Blue-Ray Brennerdioden bietet sich zum ersten mal die Möglichkeit einen Photoplotter zu bauen mit dem man Platinen direkt plotten kann.
In vielen Foren wurde schon drüber nachgedacht und viel geschrieben nicht sinnvoll wäre viel zu langsam, nur die scheinen alle nicht rechnen zu können Die belichtungszeit mit einem 0,1mm großen Laserstrahls (100mW) bei 405nm liegt in der größenordnung <0,1s. Zum Test habe ich den Laser erstmal provisorisch an den XY-Plotter montiert. Da sich das jetzt aber als perfekt funktionierend rausgestellt hat, werde ich noch ordentlich halter drehen...







0,5mm Laserstrahl 1cm/s



nach weiteren einstellungen 0,2mm Laser bei 3cm/s



Ich denke mit der Geschwindigleit bin ich noch lange nicht am Limit so sauber wie sich die Platine entwickeln lässt (die Flecken kommen vom schlechten Material)...

[pauly]

Respekt!

[jojo]

Ist das "Negativmaterial"?
Normalerweise müssten ja die Stellen, die stehen bleiben, belichtet werden.
Also auf der 1. Platine die große Fläche.

Joachim

[karsten]

Schönes Gerätchen. Soweas hätte ich mir früher, als ich noch selbst Platinen belichtet und geätzt habe, auch gewünscht.

Ist das "Negativmaterial"?

Also wenn ich mir unten das Platinenlayout ansehe, sieht's eher nach Positivmaterial aus. Vom Verfahren her eigentlich identisch zum Isolationsfräsen - mit mehr Laserleistung gine das auch direkt

Mit welchem Programm erzeugst du die "Fräsdaten"?

[Ironman]

Tach zusammen ,
JoJo, ich glaube du vertust dich : da wo das Licht hinkommt, wird hinterher
der Photolack durch den Entwickler weggespült.
Die Frage die sich allerdings stellt : sind die abgebildeten Platinen nach dem Entwickeln photografiert worden ?
Grüße
Hartmut

[netzpfuscher]

Ja korrekt, das ist Positivmaterial, aber die zu belichtende Fläche hält sich bei entsprechendem Design ja in Grenzen. Das Stichwort "Isolationsfräsen" ist ja schon gefallen. Das tut dem Ätzbad ja auch sehr gut, je weniger geätzt wird umso länger kann man es nutzen.

Alle Bilder sind nach dem entwickeln entstanden.

Ich habe die Daten mit Target erzeugt. Aber wie gesagt ist noch alles sehr Prototypmäßig (Die Maschine ist genau einen Tag alt ). Was jetzt ansteht ist ne Belichtungsreihe zu machen, ich werde mit dem Plotter Linien mit jeweils steigender Verfahrgeschwindigkeit machen bis sich nicht mehr entwickeln lässt, dann kann ich mir ne Tabelle machen für welches Basismaterial ich wie den Plotter einstellen muss.

Der Plotter macht ne Genauigkeit von 0,025mm und kann 40cm/s verfahren.

[goamarty]

Das heist, du hast die gesamten dunklen Flächen mit dem Laser belichtet? Bei dem Verfahren wäre Negativmaterial aber wesentlich sparsamer bei der Belichtungszeit.
Wenn man so große zusammenhägende Flächen stehen lässt, dann ist es oft sinnvoll, die als Masseflächen zu nutzen. Verbessert die EMV, wenn es sich nicht gerade um einen Punkt mit extrem hoher Impedanz handelt, wo man die Kapazität klein halten muß.

[jojo]

Ja klar, wo belichtet wird, geht der Lack ab.
War ein kleiner Denkfehler meinerseits. Hab schon lange keine Platine mehr selbst gemacht
Also die dunklen Stellen sind unbelichtet.

Joachim

[Dr.Ulli]

Spitzen-Idee, feine Bastelei!

So etwas gibt es professionell in drei Achsen. Wobei da mit einem Kunststoff, der bei UV-Belichtung aushärtet, gearbeitet wird (Weis da jemand Genaueres über das Zeugs?). Das geht sogar im Mikrobereich... Stichwort: "Rapid-Prototyping".

[goamarty]

Ich glaub, da hab ich mich jetzt vertan: Positiv: Leiterbahnen dunkel, belichtet lässt sich wegentwickeln, dann wegätzen.

[andal]

@DR. Ulli
is des ned so, dass nach jedem Lasergang eine Neue Schicht Pulver aufgetragen wird und dann werden einfach wieder die Konturen nachgefahren? (also so in verschiedenen schritten...) Und zum schluss is dann ein Pulfer haufen über, wo man dann nur den Prototyp rausholen muss?

[magic33]

wie viel leistung wären denn nötig um die 35µm kupfer zu vaporisieren??

[netzpfuscher]

Also selbst mit nem CW 50W CO2 machen die bei makemagazine nur Platinen indem die ne schwarze Lackschicht verdampfen. Kupfer scheint ziemlich gut zu reflektieren. da wird wohl einiges mehr nötig sein. Das heißt es scheiden warscheinlich auch Diodenbarren aus. Gepulste Laser sind vermutlich für den Zweck auch eher schlecht geeignet.


Und einmal ein Video wie der Plotter die Testplatine plottet, in Originalgeschwindigkeit...

http://de.youtube.com/watch?v=JG5qUhn9s ... annel_page

Und einmal eine Testseite

http://de.youtube.com/watch?v=aGsnDf3It ... re=channel

[goamarty]

Es gibt Leiterplattenhersteller, die mit Laser bohren. Vor Jaren von AT&S 6 Lagen Multilayerplatinen mit Microviatechnik bestellt. Da waren die oberen Sacklöcher (0,1mm durch 0,063mm Epoxi) mit 2 vershiedenen Lasern gebohrt, einer schießt durchs Kupfer, der zweite danach durchs Epoxi bis zur nächsen Kupferlage, das Cu dient dann als Maske und Tiefenbegrenzung. Aber Ätzen und Durchkontaktieren geschieht sehr wohl mit Fotolacken und naßchemisch.
Das sind aber sicher Pulslaser, für Metallbearbeitung sowieso.

[richard]

sieht echt gut aus...

Der Treiber ist halt nicht das optimale... Stichtwort Transienten beim Schalten. und da du sehr oft schaltest...

was kostet so ein Plotter?

[far]

Sieht echt klasse aus!

Mit welchem Strom fährst du die Blue Ray Diode?

[coldbeam]

hi@all,

ähmmm, hab da mal ne frage....
auf den bilder ist die die uv schicht weggelasert oder?
oder ist die platine schon durch den entwickler getaucht worden ???

nach deinem you-tube video ist die streustrahlung ja nicht von schlechten eltern....

könnte es sein das sich deine ganze photoschicht nach dem entwickeln aufgelöst hat....

zeig doch mal eine geäzte platine....

gruss micha

[netzpfuscher]

Also ich halte das für ein Gerücht, das der LM317 nicht als KSQ taugt, die Diode hat natürlich einen Kondensator vorgeschaltet, gegen Spikes. Ich habe bevor ich die Diode angeschlossen das Signal mit dem Scope beobachtet, da gibt es keine Spikes. Sauberer Anstieg, wenn das Scope keine Spikes zeigt gibt es auch keine

@Far
Die Diode läuft mit 83mA

@coldbeam
Habe bisher erst eine einfach Netzteilplatine geätzt, kann das aber reinstellen. Die Bilder sind wie schonmal geschrieben alle nach dem entwickeln entstanden. Das Überstrahlen auf den Videos kommt nur von der Kamera, weil der Strahl so verdammt hell ist. In der Optik kommt eine antireflexbeschichtete Glaslinse zum einsatz.



Edit:
Und einmal ein Bild von meinem IGBT-Treiber

[abdul]

Hallo Netzpfuscher, das sieht wirklich gut aus! Möchte das mal nachbauen. Was für einen Laser brauch man dafür genau? Finde ich sowas im nächstbesten DVD-Laufwerk?

Ich weiß nicht genau was du mit KSQ meinst, vermutlich Laser-Schalter. Um das um den LM317 mal aufzuklären: Der ist allglatt bis nachweislich 5kHz modulierbar. Laut seinem Datenblatt sollten 50kHz kein Problem sein, wenn man mit einer Ausgangsimpedanz von ca. 1 Ohm zufrieden ist.

Mich würde wirklich mal interessieren, wie ein entwickeltes Board mit Finepitch-SMD aussieht.


Gruß -
Abdul

[pulslaser]

wie viel leistung wären denn nötig um die 35µm kupfer zu vaporisieren??

Geht mit einem Beschriftungslaser sehr gut. Ich mach das mit 10W mittl. Leistung, 50kHz und 1000mm/s. Bei 35µ Kupfer fahr ich 4-5 mal über die Fläche bis sie komplett desintegriert ist. Dank der hohen Pulsfrequenz und Vorschub geht das recht flott. Gibt noch einen weiteren Vorteil gegenüber der Plotter-Version: Kleinster Fokus ist >20µm, kann also viel feinere Strukturen herstellen.

Didi

[netzpfuscher]

Und nochmal eine Kleinigkeit, ein SSOP-20 auf DIL-24 Adapter. Erstellt auf meinem Plotter:

[abdul]

[quote="Netzpfuscher"]Und nochmal eine Kleinigkeit, ein SSOP-20 auf DIL-24 Adapter. Erstellt auf meinem Plotter:
[quote]

Das sieht gut aus. SSOP ist auch das was ich so brauche.

@Netzpfuscher: könntest du etwas zur Beschaffbarkeit der Laserdiode sagen? Ich frage, ob ein DVD-Brennerlaufwerk geschlachtet werden kann.

KSQ habe ich rausgekriegt: Konstantstromquelle. Hätte ich gleich schalten können


Gruß -
Abdul

[lexa]

Hoi

In diesem fall wurde eine 405nm Diode verwendet.

Die kann man aus einem Blu-Ray Laufwerk ausbauen oder in der Bucht erwerben. kosten ca. 40€

[werner_b]

Ne kleine Stückzahl Schlitten mit Diode hab ich noch.

Kosten bei mir 29 €

http://www.laserfreak.net/forum/viewtopic.php?t=45420

Werner

[toby]

Hey, gehts hier weiter?
Was ist mit dem Halter den du drehen wolltest?
Benutzt du den Plotter noch? Funktionierts?
Toby

[xer0]

Hast du schon versucht die Platine direkt durch die Schutzfolie hindurch zu lasern? Die müsst ja dunkel sein und mit einer 6x locker durchzubrennen sein... Würde einem die Dunkelkammer sparen

[toby]

Ich habe meinen Laser inzwischen fertig (aber noch nicht auf den Plotter gesetzt) und bei meinen ersten Tests festgestellt, dass ich, wenn ich den Brennpunkt genau einstelle, die Photolackschicht komplett wegbrennen kann, man könnte sich das Entwickeln also evtl. sogar schenken. Würde allerdings wahrscheinlich vorraussetzen, dass die Platine 100% plan aufliegt.. Mal sehen, erstmal lasse ich mir eine Halterung drehen.
Toby

[Ron_Stepper]

Hi,

bin grade dabei die Z-Achse meiner Platinenfräse durch ein UV-Lasermodul zu ersetzen.
Hat jemand von Euch Erfahrung, wie man aus den Interfacesignalen ( Clock und Dir) der
3 Achsen an der parallelen Schnittstelle das Ansteuersignal für den Laser generiert?

@netzpfuscher
Absolut top Dein Ansatz. Wie ist der Stand Deines Projektes?

Mfg, Ron_Stepper

[pjotr_weliki]

Hallo zusammen,

ich habe mich auch mal an den Laserplotter gewagt.
http://www.youtube.com/watch?v=5VoUtaId8r4
zu mehr bin ich aber noch nicht gekommen.

MfG, Pjotr

[andal]

Und nochmal eine Kleinigkeit, ein SSOP-20 auf DIL-24 Adapter. Erstellt auf meinem Plotter:

hatt da auch einer die Net-I/O Karte? (die Dose kenn ich doch^^)

MFG Andi

[netzpfuscher]

Jup ist von der NET-IO karte... Die Dose hat perfekt gepasst

Mitlerweile nutze ich den Plotter regelmäßig schon diverse Platinen mit gemacht... Echt top. Bin zur zeit nur noch auf der Suche nach einem günstigen ND:YAG-Laser um mal auszutesten wie das mit dem direkten Bearbeiten klappen könnte. Oder mit nem Fasergekoppelten Diodenlaser so um die 30W schwarze Farbe auf einer Kupferplatine direkt zu verdampfen. Wenn sich da bei Ebay mal was findet, werde ich wohl zuschlagen. Würde ja auch nur der reine ND:YAG-Kopf reichen, nen Netzteil für ne Blitzlampe wäre das kleinste Problem...

Ich bleib da dran...

[gento]

Oder mit nem Fasergekoppelten Diodenlaser so um die 30W schwarze Farbe auf einer Kupferplatine direkt zu verdampfen. Wenn sich da bei Ebay mal was findet, werde ich wohl zuschlagen. Ich bleib da dran...

Nimmst Du immer Drogen , oder nur eben ?

Gento

[netzpfuscher]

Warum sollte ich drogen nehmen? Verstehe nicht was das jetzt soll? Diese Diodenlaser gehen teilweise gebraucht ab 100€ übern Tisch und die Leistung sollte locker ausreichen um den Lack zu verdampfen (nicht das Kupfer). Beim Makemagazine machen die das mit mit nem CO2 Laser und dort scheint es einwandfrei zu funktionieren. Sehe jetzt nicht das Problem. Obs übertrieben ist lass mal meine Sorge sein Der ND:YAG ist ne andere Geschichte, wie ich schon geschrieben habe, sollte ich günstig rankommen werde ich damit experimentieren. Je nach dem was man günstiger bei Ebay schießen kann...

[lexa]

Faser gekoppelte Laser gibts ja bei Bay recht häufig in 808nm.

Mir stellt sich die frage, wie viel Watt man brauch um die Photolack schicht zu verdampfen und das Ende der Faser. Brauch man da ne spezielle Optik oder kann man einfach vor das Ende der Faser eine Linse zum bündel setzen ?

Bei sachen über 0,6W sind bei mir Abdeckungen gegen direkte/diffuse Strahlung selbstverständlich.
hehe gleich noch ne frage. Wie verhält sich Plexiglas mit 808nm? Transparent oder Wand?


Ich bin zur zeit dabei mein glück mit einem HP 7470A Plotter zu versuchen.

[gento]

Wie verhält sich Plexiglas mit 808nm? Transparent oder Wand?

Mit einigen Watt konnte man Alu mit 5mm Sek schön beschreiben.
Bei Plexi konnte man nur erahnen wo der Strahl durch lief.

Gento