Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Platinenmaterial exakt gerade biegen


von Jonas F. (wuschelkuchen)


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Hallo zusammen,

auch wenn es an sich um Platinen geht, glaube ich doch, dass dieses 
Forum besser passt, nachdem das Thema die mechanische Seite und nicht 
die elektrische sein soll.

Zur Vorgeschichte: Seit einiger Zeit stelle ich meine Platinen mit einem 
umgebauten Laserdrucker durch Direktdruck her. Das funktioniert gut, 
aber nur solange das Platinenmaterial ordentlich plan ist. Nun habe ich 
hier im Forum eine Menge Basismaterial gekauft, die für einige Jahre 
reichen sollte (wurde hier mal in kg-Paketen angeboten). Wie ich 
festgestellt habe, ist das Material leider verzogen und damit nicht 
direkt für meinen Prozess geeignet. Nun würde ich das ungern alles 
wegschmeißen müssen (und um es für dein Gehäusebau zu benutzen, baue ich 
eindeutig zu wenige Gehäuse selber).

Das Platinenmaterial ist in der Mitte um ca. 0,1 bis 0,2 mm 
durchgebogen, was deutlich zu viel ist. Ich habe leider nicht die 
Messmittel, um genau zu bestimmen, wie sehr es verbogen ist und wie plan 
es genau sein muss, damit der Übertrag des Toners vom Photoleiter auf 
das Platinenmaterial lückenlos klappt. Bis jetzt biege ich es per Hand 
nach Gefühl und Vergleich mit einer geraden Kante. Das ist mühsam und 
die Ergebnisse fallen erwartungsgemäß sehr unterschiedlich aus.

Deswegen frage ich mich natürlich, ob ich das Zeug mit einem einfachen 
Aufbau reproduzierbar wieder gerade kriege. Meine Idee wäre es, je eine 
Platine zwischen zwei dicken (planen) Stahlplatten festzuspannen, die 
ganze Vorrichtung zu erhitzen und wieder abkühlen zu lassen. Ich habe 
die Hoffnung, dass die ganzen verschiedenen Temperaturkoeffizienten für 
ausreichende Spannung und eine plastische Verformung reichen können.

Ich habe auch über ein Rollensystem nachgedacht, durch das die Platine 
hindurchgeschoben wird, wobei sie in Durchlaufrichtung eine leichte 
Krümmung erhält (eine Krümmung in Einzugsrichtung kümmert den 
Platinendrucker nicht) und quer dazu geradegebogen wird. Nur müsste 
dieser Aufbau mechanisch ziemlich robust sein und ich schätze mal, dass 
ich mir dafür einiges an neuem Platinenmaterial kaufen könnte.

Bevor ich mir jetzt gleich das Material besorge, frage ich lieber zuerst 
nach, ob das eurer Meinung nach funktionieren kann, oder ob ich doch 
noch Platinenmaterial kaufen muss.

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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verklopp es in der Bucht und kaufe neu.

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Jonas.

Jonas F. schrieb:

> Meine Idee wäre es, je eine
> Platine zwischen zwei dicken (planen) Stahlplatten festzuspannen, die
> ganze Vorrichtung zu erhitzen und wieder abkühlen zu lassen. Ich habe
> die Hoffnung, dass die ganzen verschiedenen Temperaturkoeffizienten für
> ausreichende Spannung und eine plastische Verformung reichen können.

Das ist, in etwa, auch der Weg, den manche Platinenfabrikanten anwenden.

Hintergrund: Bei sehr unterschiedlicher Verteilung von Kupferflächen auf 
der Platine (besonders extra dicke Kupferlayer) haben die Platinen auch 
eine Tendenz, sich zu verziehen. Und zwar schon bei der Fertigung.

In der Leiterplattenfabrik behilft man sich dann gerne mit der Methode, 
die Platinen nicht direkt aus der Heisspresse zu entnehmen, sondern 
darin unter Druck erkalten zu lassen.

Damit bekommt man sie durch die Eingangskontrolle des Kunden. Den 
schwarzen Peter hat dann der Bestücker....die Platinen verziehen sich 
während des Lötvorganges.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

: Bearbeitet durch User
von Georg (Gast)


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Jonas F. schrieb:
> Das Platinenmaterial ist in der Mitte um ca. 0,1 bis 0,2 mm
> durchgebogen, was deutlich zu viel ist.

Da musst du dich wohl vermessen oder verschrieben haben, das ist noch 
jederzeit zulässig, und genauer bekommst du das selber auch nicht hin. 
Besseres Material gibt es auch nicht zu kaufen, jedenfalls kann dir das 
kein Hersteller garantieren.

Georg

von Flip B. (frickelfreak)


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Geradebügeln?

von Reginald L. (Firma: HEGRO GmbH) (reggie)


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Jonas F. schrieb:
> Das Platinenmaterial ist in der Mitte um ca. 0,1 bis 0,2 mm
> durchgebogen, was deutlich zu viel ist.
Puh, ist bei so einem Werkstück gar nicht so einfach, vor allem nicht, 
wenn das Ziel ist, es in den zwei-Stelligen µ-Bereich zu bringen.
Um die Durchbiegung festzustellen könnte man beispielsweise mit einer 
Messuhr drüber fahren. Allerdings bringen Standard-Messuhren auch einen 
gewissen Druck auf, was deine Werte absolut verfälscht, da Platinen ja 
wohl ein relativ niedriges E-Modul aufweisen. Das zur Eingangsmessung.
Zum Zurückbiegen, in eine absolut "gerade" Ebene, reicht es nicht aus 
die Platine in eine "gerade" Ebene zu biegen, man muss da ja natürlich 
noch ein Stückchen weiterbiegen. Wie weit, wäre am besten experimentell 
zu ermitteln, allerdings wird sich das von Platine zu Platine wohl auch 
unterscheiden. Das zur Problemlösung.

So auf den ersten Blick klingt das für mich nach einem erheblichem 
Aufwand, ich (!) würde da von Hand biegen.

Trotzdem good luck!

von Pandur S. (jetztnicht)


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Waehrend der Bearbeitung mit einem Vakuumtisch plan saugen. Oder den 
Prozess anpassen, sodass der mit einem Verzug klar kommt.

: Bearbeitet durch User
von Inkognito (Gast)


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Jonas F. schrieb:
> Seit einiger Zeit stelle ich meine Platinen mit einem
> umgebauten Laserdrucker durch Direktdruck her.

Leider lässt deine Beschreibung keine exakten Schlüsse zu,
wie die Platine dabei gehandhabt wird. Wie wird denn die
Leiterplatte dabei geführt/fixiert? Mach mal Fotos.

Jonas F. schrieb:
> damit der Übertrag des Toners vom Photoleiter auf
> das Platinenmaterial lückenlos klappt.

Ohne dabei die Fototrommel zu berühren? So was hat noch nie
jemand gemacht, weil die Trommel schnell zerkratzt würde, weil die
auch mechanisch gar nicht so robust ist.

Jonas F. schrieb:
> Deswegen frage ich mich natürlich, ob ich das Zeug mit einem einfachen
> Aufbau reproduzierbar wieder gerade kriege. Meine Idee wäre es, je eine
> Platine zwischen zwei dicken (planen) Stahlplatten festzuspannen, die
> ganze Vorrichtung zu erhitzen und wieder abkühlen zu lassen. Ich habe
> die Hoffnung, dass die ganzen verschiedenen Temperaturkoeffizienten für
> ausreichende Spannung und eine plastische Verformung reichen können.

Da fast jedes Material eine Elastizität hat, dürften solche Versuche,
eher nicht erfolgreich sein. Es kann die Verformung sogar 
verschlimmbessern.

Jonas F. schrieb:
> Ich habe auch über ein Rollensystem nachgedacht, durch das die Platine
> hindurchgeschoben wird, wobei sie in Durchlaufrichtung eine leichte
> Krümmung erhält (eine Krümmung in Einzugsrichtung kümmert den
> Platinendrucker nicht) und quer dazu geradegebogen wird. Nur müsste
> dieser Aufbau mechanisch ziemlich robust sein und ich schätze mal, dass
> ich mir dafür einiges an neuem Platinenmaterial kaufen könnte.

Das scheint der richtige Weg und ist in der Metallverarbeitung
üblich. Allerdings müssen die Walzen dann auch entsprechende
Dimensionen und Güten haben, weil die sich ja dann sonst auch
verbiegen würden.
In der Bucht gabs mal einen Bastler, der ein paar Dutzend solch
kleiner Biegegeräte gebaut und für 50-100€ verkauft hatte.
Vielleicht verkauft einer der Käufer diese Schmuckstücke
irgendwann ja mal wieder. Über die Güte der Walzen kann ich
nichts sagen. Glaube auch nicht, das die gehärtet sind.
Wer sagt denn, dass neues Basismaterial nicht auch krumm ist?
Die Werte sind da ja nicht Besorgniserregend.

Es wird zwar in der Bucht ein industriell hergestelltes Gerät
angeboten, aber das wird wohl zu groß und zu teuer sein, denke ich.
30cm-Geräte hab ich da auch schon gesehen, bloß nicht im Moment.

http://www.ebay.de/itm/913968-Rundbiegemaschine-Rollenbiegemaschine-Biegemaschine-Rollenbieger-24388-/130719775469?hash=item1e6f817aed:g:wdIAAOSwd4tUABGi

Ansonsten musst du dich da auf die Lauer legen, was aber mitunter
Jahre dauern kann, denn die Nachfrage nach billig ist entsprechend
hoch.

von herbert (Gast)


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Schon mal mit sehr dünnem doppelseitigen Klebeband probiert? Die 
Maßhaltigkeit solcher dünnen Folien ist aureichen hoch. Allerdings 
könnte das abnehmen von der Unterlage ein Problem werden. Da müßte man 
sich noch was überlegen...

von Jonas F. (wuschelkuchen)


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Vielen Dank an alle für die hilfreichen Antworten! Hätte nicht mit so 
viel konstruktiver Resonanz gerechnet.

Bernd W. schrieb:
> Das ist, in etwa, auch der Weg, den manche Platinenfabrikanten anwenden.

Klingt schon mal danach, als wäre mein Plan nicht ganz falsch gedacht. 
Werde ich wohl testen müssen, ob das wirklich ausreichend gut klappt.

Georg schrieb:
> Da musst du dich wohl vermessen oder verschrieben haben, das ist noch
> jederzeit zulässig, und genauer bekommst du das selber auch nicht hin.

Wie gesagt, ich habe nichts, um das wirklich messen zu können. Mit der 
Schiebelehre würde ich das Material auch nur verbiegen. Das war nur eine 
Schätzung via Augenmaß und kann bei diesen Dimensionen auch gut 
danebenliegen. Anderes Platinenmaterial hat auch immer beste Ergebnisse 
geliefert, ich denke also schon, dass übliches Material gerade genug 
sein kann.

Reginald L. schrieb:
> Zum Zurückbiegen, in eine absolut "gerade" Ebene, reicht es nicht aus
> die Platine in eine "gerade" Ebene zu biegen, man muss da ja natürlich
> noch ein Stückchen weiterbiegen. Wie weit, wäre am besten experimentell
> zu ermitteln, allerdings wird sich das von Platine zu Platine wohl auch
> unterscheiden. Das zur Problemlösung.

Das ist natürlich richtig. Eine Form für meine angedachte Presse, die 
die Krümmung „umkehrt“ wäre ideal, aber ich wüsste nicht, wie ich so 
eine mit Hausmitteln hergestellt kriege. Ein Problem beim Biegen per 
Hand ist, dass kleine Kuhlen und Höcker übrigbleiben, wo dann 
entsprechend kein Toner landet. Die Form müsste also ziemlich exakt 
sein. Wenn ich die „Heißpresse” baue, werde ich fürs Erste testen, ob es 
nicht so auch ausreicht.

Reginald L. schrieb:
> So auf den ersten Blick klingt das für mich nach einem erheblichem
> Aufwand, ich (!) würde da von Hand biegen.

Ehe ich weiter von Hand biege, kaufe ich neues Platinenmaterial. So viel 
kostet das ja auch wieder nicht und per Hand biegen ist schon sehr 
nervig.

Oh D. schrieb:
> Waehrend der Bearbeitung mit einem Vakuumtisch plan saugen. Oder den
> Prozess anpassen, sodass der mit einem Verzug klar kommt.

Die Platine muss durch den Laserdrucker durch und einen Vakuumtisch 
kriege ich das leider nicht unter. Und so viel Druck auf die Platine 
auszuüben, dass sie flachgepresst wird, traue ich den Rollen im Drucker 
nicht zu. Bei sehr dünnem Platinenmaterial klappt das, aber bei 1,6 mm 
garantiert nicht mehr.

Inkognito schrieb:
> Jonas F. schrieb:
>> Seit einiger Zeit stelle ich meine Platinen mit einem
>> umgebauten Laserdrucker durch Direktdruck her.
>
> Leider lässt deine Beschreibung keine exakten Schlüsse zu,
> wie die Platine dabei gehandhabt wird. Wie wird denn die
> Leiterplatte dabei geführt/fixiert? Mach mal Fotos.

Bin leider die nächsten Wochen nicht in der Nähe des Druckers, deswegen 
muss ich es in Prosa umschreiben, was hier passiert:

Der Drucker wurde allem, was das Papier irgendwie knickt oder biegend 
umleited, beraubt, stattdessen gibt es ein Ausgabeloch auf der 
Rückseite, damit die Platine auf geradem Weg durchkann. Fuser und der 
klassische Papiereinzug sind natürlich ebenfalls draußen, sodass nur ein 
paar Rollen inklusive dem Photoleiter und der Transferwalze 
übrigbleiben. Damit der Einzug mit Platinen unterschiedlicher Größe 
klappt, gibt es ein Edelstahl-Trägerblech (0,5 mm stark), auf dem die 
Platine sitzt. Sie ist dabei nur an dem Ende, das zuerst eingezogen 
wird, mit etwas Kupferklebeband angeklebt.

Mein Drucker ist auf Basis eines Instructables umgebaut, das ich für 
einen Lexmark E360d leicht angepasst habe. Falls das wer im Detail 
nachvollziehen möchte, ich hab den aktuellen Stand auf Github: 
https://github.com/fruchti/haxmark

Inkognito schrieb:
> Ohne dabei die Fototrommel zu berühren? So was hat noch nie
> jemand gemacht, weil die Trommel schnell zerkratzt würde, weil die
> auch mechanisch gar nicht so robust ist.

Der Verschleiß hält sich sehr in Grenzen, wenn man etwas auf die Kanten 
Acht gibt.

Inkognito schrieb:
> Da fast jedes Material eine Elastizität hat, dürften solche Versuche,
> eher nicht erfolgreich sein. Es kann die Verformung sogar
> verschlimmbessern.

Wieso das? Wieso sollte es nachher krummer als vorher sein?

: Bearbeitet durch User
von Jonas F. (wuschelkuchen)


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herbert schrieb:
> Schon mal mit sehr dünnem doppelseitigen Klebeband probiert? Die
> Maßhaltigkeit solcher dünnen Folien ist aureichen hoch. Allerdings
> könnte das abnehmen von der Unterlage ein Problem werden. Da müßte man
> sich noch was überlegen...

Das Trägerblech wird dafür zu dünn sein und für ein dickeres müsste ich 
den Einzug im Drucker ziemlich umbauen. Auch zwei Platinen Rücken an 
Rücken geklebt (sodass sich der Verzug ausgleichen würde) werden zu dick 
sein.

von Reginald L. (Firma: HEGRO GmbH) (reggie)


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Jonas F. schrieb:
> Wenn ich die „Heißpresse” baue, werde ich fürs Erste testen, ob es
> nicht so auch ausreicht.
Wollte meinen Beitrag vorher noch editieren, ging aber nicht mehr:
Thermisches Richten wäre eigentlich die beste Möglichkeit. Aber auch 
hier wirst du wohl höheren Aufwand haben, ob sich das lohnt? Muss man 
für sich selbst entscheiden.

von Inkognito (Gast)


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Jonas F. schrieb:
> Wieso das? Wieso sollte es nachher krummer als vorher sein?

Weil man sich dem gewünschten Ideal eher nur sukzessiv
annähern kann. Da man das Material schnell überbiegen
kann, muss man es dann wieder zurück biegen.
Basismaterial ist auch nicht so Formbar wie z.B. reines Blech.
Da muss man mit Spannungen im Material rechnen, ohne zu wissen,
ob man es überhaupt heraus bekommt.
Die Materialelastizität verdirbt einem da den ganzen Tag.
Hat man für eine bestimmte Materialbreite eine Einstellung
gefunden, passt die bei einer anderen Breite wahrscheinlich
nicht mehr. Schon mal Bleche im Karosseriebau gebogen?
Das Problem an sich ist ja nicht neu.
Wenn Basismaterial CNC-gebohrt oder -gefräst wird, behilft man
sich eines Niederhalters, weil das am zweckmäßigsten ist.

von Jonas F. (wuschelkuchen)


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Reginald L. schrieb:
> Jonas F. schrieb:
>> Wenn ich die „Heißpresse” baue, werde ich fürs Erste testen, ob es
>> nicht so auch ausreicht.
> Wollte meinen Beitrag vorher noch editieren, ging aber nicht mehr:
> Thermisches Richten wäre eigentlich die beste Möglichkeit. Aber auch
> hier wirst du wohl höheren Aufwand haben, ob sich das lohnt? Muss man
> für sich selbst entscheiden.

Wäre auf zwei Stahlplatten, vier Schrauben und einen Ofen oder Heißluft 
rausgelaufen. Finde der Aufwand hält sich in Grenzen.

Inkognito schrieb:
> Jonas F. schrieb:
>> Wieso das? Wieso sollte es nachher krummer als vorher sein?
>
> Weil man sich dem gewünschten Ideal eher nur sukzessiv
> annähern kann. Da man das Material schnell überbiegen
> kann, muss man es dann wieder zurück biegen.

Okay, wenn man gegen die Krümmung biegt, ist das klar. Ich dachte an den 
Fall, dass die Oberflächen der Presse komplett plan sind.

von Inkognito (Gast)


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Jonas F. schrieb:
> Okay, wenn man gegen die Krümmung biegt, ist das klar. Ich dachte an den
> Fall, dass die Oberflächen der Presse komplett plan sind.

Wie ein Multilayer? Könnte gehen, aber der Prozess ist auch nicht
ohne. Bis da die Parameter, wie Hitze und Druck stimmen, wird wohl
viel Lehrgeld nötig sein.

von Jens B. (fernostler)


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Ich hab viele Tonnen FR4, CEM-1, FR2 usw verschachert. Wenn's gebogen 
ist dann ist es gebogen, da kann man nichts mehr richten. Ich hatte viel 
2. Wahl, drum sah man das recht oft.

Das spielt auch in der Produktion keine so grosse Rolle. Beim Belichten 
Bohren Frasen wird das Material ja niedergehalten. Bei kleinen PCB sieht 
man es eh nicht. Bei grossen sollte man halt planes Material verwenden.

Wenn man Iso-Fraesen will dann geht das mit variabler Z-Achse sowieso 
genauer.

Man kann versuchen gegen zu biegen. Dann wird aus der C Biegung eher 
eine 3 Biegung.

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