Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Platinenlaserbelichter
Michael Eggert
23.10.2009, 13:38
Moin!
Die Laserdiode - aus eine BluRay Einheit. 407 nm, kann nach manche Angaben 100mW, das ist aber viiiiieeeeel zu viel für Platinen. Ich fahre mit ca. 40 mA, das ist kurz über die Laserschwelle, ich habe bestimmt nicht mehr als 10 mW.
Ich könnte natürlich auch schneller fahren und dafür mit mehr Laserleistung, es gibt allerdings ein Problem: der Plotterkopf muss bei jede Linie beschleunigt/gebremmst werden , somit wird es an der Banhstart/Banhende mehr Lichtenergie auf die Platine fallen und da wird's überbelichtet.
Mich würde mal sehr interessieren, welchen Vorschub Du mit den geschätzten 10mW erreichst. Hab ich Dich richtig verstanden, daß Du den Laser nicht auf minimalen Spotdurchmesser fokussierst, sondern eine Blende nimmst? Mit welchem Durchmesser?
Wenn Du genug Lichtleistung hast, kannst Du natürlich auch Rasterdruck versuchen. Die Mechanik eines alten Tintenspritzers saust binnen einer Sekunde locker einmal über die Platine und wieder zurück, mit konstanter Geschwindigkeit, fürs Beschleunigen reicht der Platz neben der Platte. Um die Platine Zeile für Zeile zu verschieben, bietet sich an, sie auf dem Schlitten eines alten Scanners zu montieren. Mechanisch erstmal kein Problem, braucht ja kaum Kräfte auszuhalten und ein Laserpickup ist sicher leichter als ein Druckkopf mit 4 Farben.
Die Fokussierung ist natürlich kritisch, und man wird die Mechanik (also den Abstand Linse <-> Platine) mit einem solchen Selbstbau kaum präzise genug hinbekommen, um ohne Blende auf der gesamten Platte einen Spot <<0,1mm zu bekommen. Aber so ein Laserpickup hat schließlich eine Voice Coil um die Linse zu bewegen und die nötigen Detektoren, um die Fokussierung zu messen - und nun wirds richtig interessant. Beim Belichten bekommt man natürlich nur Rückmeldung von den Detektoren, wenn der Laser an ist... Die Frage wäre, ob man vielleicht die rote (CD/DVD) Laserdiode zur Fokussierung permanent eingeschaltet lassen könnte und die UV-Diode zum Schreiben zuschaltet. Das hängt im wesentlichen davon ab, ob die Bildweite beider Systeme identisch ist - bei DVD und Bluray liegen die Datenschichten ja in unterschiedlichen Tiefen, es kommt also darauf an, ob der Player das _nur_ über die Linsenverschiebung ausgleicht oder ob bereits die Optik beide Laser in unterschiedlichen Tiefen fokussiert.
Die Geschwindigkeit des Systems hängt bei ausreichend Laserleistung wesentlich von der Mechanik und der gewünschten Auflösung ab. Eurokarte quer (160mm per Druckkopf, 100mm Platine verschieben) hätte in 600dpi rund 2400 Linien, macht bei 2 Linien pro Sekunde satte 20 Minuten. Pro Seite. Schnell ist das nicht, und 600dpi ist auch noch nicht der Traum, bei 0,5mm Pinraster TQFP sind das schon 20% Schwankung in den Pinzwischenräumen alleine durch die Rasterung.
Statt dem Tintenpisser die Optik eines Laserdruckers zu verwenden um schneller zu werden, kann man wohl vergessen, die ist auf IR optimiert. Das betrifft sowohl die Beschichtung des Polygonspiegels als auch die Materialien der Linsen, bei UV müsste man mit hohen Verlusten rechnen. Vor allem aber sorgt die Optik dafür, daß ein rotationssymmetrischer Strahl auf eine flache Ebene abgebildet wird, und das wird damit nur bei exakt _einer_ Wellenlänge funktionieren, nämlich bei der, für die die Optik gebaut ist.
Die bezahlbare Laserleistung hingegen ist ja inzwischen mit 100mW in Regionen angekommen, mit der sich durchaus arbeiten lässt. Ausgehend von Positiv20 mit 100mJ/cm² Belichtungsenergie würde der Laser alleine die Eurokartenseite in unter 3 Minuten schaffen. Vor vier Jahren sah das noch anders aus... übrigens schrieb ich damals in http://www.progforum.com/showpost.php?p=47149&postcount=18 :
> Bei den momentanen Laserpreisen (50mW 415nm -> 850,- bei Roithner)
> wird wohl noch einige Zeit ins Land gehen, bis Bastler da rangehen.
> Vielleicht in 5 Jahren, wenn blu-ray-Laufwerke Massenware sind.
War doch ne gute Schätzung? :-)
Gruß,
Michael.
Hi Michael
Ich kenne die genauen Daten der Plotter nicht. Er hat 5 Geschwindigkeiten, ich fahre mit VS2, schätzungweise sind das 2 cm/s. Ich exportiere die Platine in HPGL format , dann muss ich die SP Befehle entfernen damit der Plotter nicht versucht andere Stifte zu laden, dann wird es belichtet. Ich habe ein Perl Program geschrieben, der lädt die HPGL Datei, zeigt sie graphisch an, hilft beim Ausrichten (fährt an der erste Bohrung) , etc.
Ich fokussierre den Laser schon, die Blende wird aber benötigt damit die Streulicht ausgefiltert wird. Ich habe für die Fokussierung ein Objektiv aus eine Digitalkamera verwendet, hat gute entspiegelte Glaslinsen und eine Brennweite von ca. 10 mm. Die Blende steht ca. 5 mm von Fokus entfernt und hat 1 mm Durchmesser. Dadurch daß die Brennweite relativ gross ist (bei der Linse aus der Blue Ray Einheit sind es nur 0,8 mm oder so), ist die Schärfentiefe grösser und ich brauche keine dynamisches Höhenausgleich wie in ein DVD Pickup. +-1 mm bei der Platinenhöhe spiel keine grosse Rolle. Die Linienschärfe ist sowieso zu gut für die Platinenbelichtung, eine gewisse Unschärfe ist sogar erwünscht. Beziehungsweise, am besten wäre ein definierstes Spot mit scharfes Übergang am Rand und eine feste Breite, aber da muss man halt in der Optik mehr investieren. Ich habe ein Mirkoskopobjektiv bei ebäääh gekauft, schau' ma' mal ob der wirklich ein super Spot liefern kann - aber eine Laserdiode gut zu fokussieren ist eine Wissenschaft für sich. Je kleider der Spot, desto mehr von der Laserleistung geht verloren, weil die Diode sehr divergent ist. Man braucht eine zylindrische Linse um den Spot erstmal in der x-y Richtung gleich divergent zu machen. Dann ein Kolimator, und dann erst eine Fokuseinheit. Und mehrere Blenden um das Streulicht rauszuhalten. Und von der 100mW bleiben nicht mal die Hälfte nach so viele Linsen. Gute Linsen haben eine Transmission von 95 % - aber die kosten echt Geld. Und die mal sauber zu halten - das ist wieder ein Thema für sich. Ich bin mit meine Linenbreite von ca. 0,1 mm höchst zufrienden, auch wenn (theoretisch ) mit der Optik eine Auflösung von 5 micrometer (0,005mm !!!) zu schaffen wäre.
Rasterdruck will ich gar nicht probieren erstmal, es ist preislich auuser Reichweite.
Ohne eine gescheite Optik, wie du sagtest, kommt man nicht weit.
Daß die Diode mechanisch die Platine Linie für Linie scannt, ist ausgeschlossen, weil es Ewigkeiten dauert. Eine Berechnung: 0,1 mm Linienbreite, 160x100mm Platine - gesamte Scanlänge 160.000 mm.
Bei sagen wir mal 100 mW Laserleistung und Fotolack mit 200mJ/qcm ist eine Dauer von 2 sec/qcm von Nöten, 1 qcm hat 10x10/0,1 = 1000 mm = 1m Scanlänge, wir können also eine max. Geschwindigkeit von 1000mm/2sec = 500mm/Sec fahren.
Damit wäre eine Seite einer Europlatine in 160x2 sec= 320 sec - ungefähr 5 Min belichtet. Nicht schlecht.
Aber es gibt keine Mechanik die 500mm/sec fahren kann und dabei 1000 mal die Richtung wechselt. Also sagen wir, die Mechanik schafft, wie bei einem Plotter, 50 mm/sec. Also werden es anstatt 5 Min, 50 Min pro Seite, das ist mir zu viel.
Abgesehen davon, wird es schwer die Bewegung so sanft zu machen, daß der Laser seine 0,1mm Bahn nicht verlässt. D.h, keine Vibrationen, mechanische Stabilität, etc...
Hallo Michael,
Glückwunsch zur fast eingetroffenen Vorhersage. Das eine Jahr kommt
halt daher, dass der Fortschritt nichtlinear verläuft. Das Rasterverfahren
halte ich auch nicht für praktikabel. Die Schrittauflösung des alten
Druckers wird nicht reichen, da die feinen Schritte ja über die
Düsenauswahl stattfindet. Aber es spricht doch nichts gegen den
XY-Betrieb? Wenn du Positivmaterial benutzen willst, musst du doch
nur die Outlines plotten, die Eagle dir erstellen kann.
@ vallach: Da die Diode noch nicht angekommen ist, habe ich mal mit
meinem roten Laserpointer experimentiert. Dessen Strahl hat auf kurze
Reichweite einen Durchmesser von ca. 2,5 mm. Mit einer davor geklebten
15-mm-Kunststofflinse bekomme ich ihn im Handversuch auf unter
0,2 mm fokussiert. Die Idee mit der Streulichtblende ist gut, aber da meine
Linse nicht vergütet ist, bekomme ich noch eine Art Corona um den
Brennfleck. Ev. kann die aber auch noch rausgeblendet werden Bin mal
sehr gespannt ob das klappt und im Moment doch froh, dass ich den
alten Plotter noch nicht weggeworfen habe.
Grüße,
Guido
Michael Eggert
24.10.2009, 18:18
Moin!
Ich kenne die genauen Daten der Plotter nicht. Er hat 5 Geschwindigkeiten, ich fahre mit VS2, schätzungweise sind das 2 cm/s.
Hm, das ist allerdings schon recht langsam....
Ich fokussierre den Laser schon, die Blende wird aber benötigt damit die Streulicht ausgefiltert wird.
Wo kommt dieses Streulicht her? Da muss ja irgendeine Optik zu klein sein...
Die Linienschärfe ist sowieso zu gut für die Platinenbelichtung, eine gewisse Unschärfe ist sogar erwünscht. Beziehungsweise, am besten wäre ein definierstes Spot mit scharfes Übergang am Rand und eine feste Breite, aber da muss man halt in der Optik mehr investieren.
Nunja, je besser die Optik desto gaussförmiger wird der Strahl. Für ein rechteckiges Intensitätsprofil (kein eckiger Spot, sondern Intensität über Radius: Null - Konstant hoch - Null) gibt es spezielle asphärische Linsen (Powell-Linsen) aber die kenne ich nur in zylindrisch, also zur Erzeugung von Linien.
Für scharfe Kanten wirst Du in der Praxis wohl nicht um Blenden herumkommen, musst also den gaussförmigen Abfall an den Kanten wegschneiden. Aber pass auf die Beugung auf...
Ich habe ein Mirkoskopobjektiv bei ebäääh gekauft, schau' ma' mal ob der wirklich ein super Spot liefern kann - aber eine Laserdiode gut zu fokussieren ist eine Wissenschaft für sich.
Weiß ich, ist mein täglich Brot.
Je kleider der Spot, desto mehr von der Laserleistung geht verloren, weil die Diode sehr divergent ist. Man braucht eine zylindrische Linse um den Spot erstmal in der x-y Richtung gleich divergent zu machen.
Ob was verloren geht oder nicht, hängt eigentlich nur davon ab, ob die Optik groß genug ist. Vor den Laser gehört also erstmal eine dicke Linse (= großer Durchmesser im Vergleich zur Brennweite) um den Strahl zu kollimieren. Denn es gilt: Nur wenn Du den ganzen Strahl durch die Linse bekommst, behälst Du einen Gauss-Strahl, und nur einen Gauss-Strahl kannst Du auch wieder optimal fokussieren. Schneidest Du also vorn am Kollimator zuviel hab, dann bekommst Du hinten beim Spot die Rechnung dafür.
Divergent sind Laserdioden immer, sie haben ja eine sehr kleine Lichtaustrittsfläche, an der entsprechende Beugung auftritt. Üblicherweise ist diese Fläche auch nicht quadratisch, so daß sie in 2 Achsen unterschiedlich divergent sind, richtig. Das gibt dann in erster Linie einen Strahl, der nicht kreisrund, sondern oval ist, aber trotzdem in beiden Achsen kollimiert. Ich denke jedenfalls nicht, daß bei der Diode schon Astigmatismus auftritt, dafür brauchts schon eine extrem flache und breite Lichtaustrittsfläche... Den ovalen Strahl kannst Du _nach_ dem Kollimieren mit 2 Zylinderlinsen rund machen, direkt am Laser ist da überlicherweise kein Platz dafür.
Und von der 100mW bleiben nicht mal die Hälfte nach so viele Linsen. Gute Linsen haben eine Transmission von 95 % - aber die kosten echt Geld. Und die mal sauber zu halten - das ist wieder ein Thema für sich.
Ja, die Transmission bei UV ist schon nicht toll, von den Preisen für Entspiegelung ganz zu schweigen. Und je besser Dein Mikroskop-Objektiv ist, desto mehr Glas ist da auch noch drin... Gegen den Dreck wirkt nur kapseln.
Rasterdruck will ich gar nicht probieren erstmal, es ist preislich auuser Reichweite.
Ohne eine gescheite Optik, wie du sagtest, kommt man nicht weit.
In den Pickups _muss_ ja schon was ordentliches drin sein, sonst bekämen die schließlich nicht die Datendichten hin. Bei Wikipedia steht was von 0,6µm Spotdurchmesser - das kommt mir allerdings etwas seltsam vor, wenn ich bedenke, daß Singlemodefasern (perfekter Gauss-Strahl) bei der Wellenlänge einen Modenfelddurchmesser um >3µm haben. Weiß der Geier, wie die das rechnen. Sicher ist die NA bei der Disc höher, aber das kann doch keinen Faktor 5 ausmachen...?
Jedenfalls seh ich beim Rasterdruck jetzt keinen Zwang, den ovalen Strahl unbedingt rund machen zu müssen. Im Gegenteil - einen Laser mit rundem Spot müsste man für ein perfekt scharfes Bild immer nur kurz aufblitzen lassen, während man einen senkrechten Strich (quer zur Bewegungsrichtung) viel länger leuchten lassen kann um ein quadratisches Pixel zu "zeichnen" und somit die Laserleistung viel effektiver nutzt.
Daß die Diode mechanisch die Platine Linie für Linie scannt, ist ausgeschlossen, weil es Ewigkeiten dauert. Eine Berechnung: 0,1 mm Linienbreite, 160x100mm Platine - gesamte Scanlänge 160.000 mm.
Bei sagen wir mal 100 mW Laserleistung und Fotolack mit 200mJ/qcm ist eine Dauer von 2 sec/qcm von Nöten, 1 qcm hat 10x10/0,1 = 1000 mm = 1m Scanlänge, wir können also eine max. Geschwindigkeit von 1000mm/2sec = 500mm/Sec fahren.
Damit wäre eine Seite einer Europlatine in 160x2 sec= 320 sec - ungefähr 5 Min belichtet. Nicht schlecht.
Genau, ich bin halt von 100mJ/cm² ausgegangen.
Aber es gibt keine Mechanik die 500mm/sec fahren kann und dabei 1000 mal die Richtung wechselt. Also sagen wir, die Mechanik schafft, wie bei einem Plotter, 50 mm/sec. Also werden es anstatt 5 Min, 50 Min pro Seite, das ist mir zu viel.
Tintenpisser sind schon verdammt schnell. Ich werde am Montag auf der Arbeit mal die Zeit stoppen, aber hin und zurück schafft er in jedem Fall unter einer Sekunde (Epson C62).
Abgesehen davon, wird es schwer die Bewegung so sanft zu machen, daß der Laser seine 0,1mm Bahn nicht verlässt. D.h, keine Vibrationen, mechanische Stabilität, etc...
Auch das schaffen Tintenpisser, wobei die bei hohen Geschwindigkeiten noch mit Luftverwirbelungen zu kämpfen haben, die die Tröpfchen ablenken. Es hängt natürlich alles von der bewegten Masse ab, wobei ich meine, daß man so einen Laserkopf schon deutlich leichter bekommen kann als drei volle Tintentanks. Notfalls könnte man an die andere Seite des Riemens noch ein Gegengewicht bauen, das sich entgegengesetzt dem Kopf bewegt und so nicht die ganze Kiste hin und her schwingt, wie es mein Drucker auf nem wackeligen Tisch so tut.
Ordentlich sanfte Geschwindigkeitsrampen bei der Richtungsumkehr sind natürlich Pflicht. Ob man dann auch noch ein "optisches Lineal" braucht, um die Position während der Bewegung zu erfassen (in älteren Druckern hab ich mal sowas gesehen, im C62 ist glaub ich keins drin) oder ob es genügt, auf jeder Seite einmal die Position zu erfassen (am besten jeweils über eine Doppeldiode schauen, wann der Laser die Mitte der beiden kreuzt) hängt wohl im wesentlichen von der Geschwindigkeit ab und davon, wie sehr sich der Riemen dehnt / schwingt.
Schwierigkeiten sehe ich nach wie vor bei der Fokussierung, denn 0,1mm sind <300dpi und damit würde _ich_ kein SMD mit 0,5mm Pinraster machen wollen. Da sind mir eigentlich schon 600dpi zu knapp. Und bei Spotgrößen in der Größenordnung von vielleicht 20µm (1200 dpi) muss eben der Abstand stimmen, daran geht kein Weg vorbei. Das geht dann aber auch nicht mit der Frontlinse aus dem Pickup, denn eine NA von 0,85 bedeutet, daß man in einer Schicktdicke von 75µm (?) bei Lötstopplaminat schon einen gewissen Spotdurchmesser oben und unten hat, wenn der Fokus in der Mitte liegt.
An guidob: Die Auflösung ist doch unabhängig davon, ob ich nun 1 Laser oder 50 Düsen habe. Das Problem ist nur die Zeit, da ich mit den Laser halt 50x so oft hin und her rappeln muss. XY-Betrieb wäre für mich keine Lösung, denn ich sehe die Stärke der direkten Belichtung auch darin, daß ich die Platine mittels Stiften so auf einem Flachbett verankern kann, daß sie _reproduzierbar_ positioniert wird und ich damit Fotolack und Lötstopp absolut passend übereinander bekomme. Kurzum: Man sollte damit auch Lötstopp machen können, und der braucht nunmal eine großflächige Belichtung. Damit wäre der Zeitvorteil des XY-Plotters dann wieder weg.
Alles in allem immernoch ein spannendes Thema, wie ich finde...
Gruß,
Michael.
alternativ:
Negativmaterial verwenden
Isolierflächen belichten:cool:
Michael Eggert
24.10.2009, 21:13
Wo gibts denn Lötstopplaminat in "andersrum"?
Bei Lötstopp heißt "negativ", alles bis auf die Pads wird belichtet. So wie bei Dynamask KM von Bungard.
Gruß,
Michael.
Wo gibts denn Lötstopplaminat in "andersrum"?
Bei Lötstopp heißt "negativ", alles bis auf die Pads wird belichtet. So wie bei Dynamask KM von Bungard.
Gruß,
Michael.
mh das ist doof
Wo kommt dieses Streulicht her? Da muss ja irgendeine Optik zu klein sein...
Da musst du mal sehen wieviel Streulich in ein BluRay Pickup es gibt. Bevor ich den abmontierte habe ich die Diode eingeschaltet, da ist schon viel mehr Optik drin als in ein normaler CD, und alles leuchtet blau. Die schaffen die besagten 0,6um mit spezielle viele Tricks: das Licht wird polarisiert; die Linse ist eine Art Fresnel oder hat auf jedenfall irgendwelche Kreise drin die wahrscheinlich alles Licht was nicht fokussiert werden kann, auf die Seite abgelenkt wird (profan erklärt, aber wirklich zu sehen wenn man den Spot sieht)
Nunja, je besser die Optik desto gaussförmiger wird der Strahl. Für ein rechteckiges Intensitätsprofil (kein eckiger Spot, sondern Intensität über Radius: Null - Konstant hoch - Null) gibt es spezielle asphärische Linsen (Powell-Linsen) aber die kenne ich nur in zylindrisch, also zur Erzeugung von Linien.
Für scharfe Kanten wirst Du in der Praxis wohl nicht um Blenden herumkommen, musst also den gaussförmigen Abfall an den Kanten wegschneiden. Aber pass auf die Beugung auf...
naja, da hilft der Lack mit. Der ist erst ab eine gewisse Schwelle empfindlich, die Ränder werden scharf auch wenn der Strahl gaussian war.
Ob was verloren geht oder nicht, hängt eigentlich nur davon ab, ob die Optik groß genug ist. Vor den Laser gehört also erstmal eine dicke Linse (= großer Durchmesser im Vergleich zur Brennweite) um den Strahl zu kollimieren. Denn es gilt: Nur wenn Du den ganzen Strahl durch die Linse bekommst, behälst Du einen Gauss-Strahl, und nur einen Gauss-Strahl kannst Du auch wieder optimal fokussieren. Schneidest Du also vorn am Kollimator zuviel hab, dann bekommst Du hinten beim Spot die Rechnung dafür.
Kann ich nur aus der Praxis bestätigen. Die erste Linse muss so nah wie möglich am Laser sein. Es gibt Dioden die schon ein integrierte Zyl. Mikrolinse haben - so eine hätte ich auch sehr gerne. Ich habe nur eine Blende, zwar nicht optimal in ein Brennpunkt positioniert, weil ich kein Kondensor habe wo ich das positionieren konnte, aber so wie es jetzt ist, passt das schon.
Ja, die Transmission bei UV ist schon nicht toll, von den Preisen für Entspiegelung ganz zu schweigen. Und je besser Dein Mikroskop-Objektiv ist, desto mehr Glas ist da auch noch drin... Gegen den Dreck wirkt nur kapseln.
Ich habe extra ein einfaches Planar gekauft - ich brauche kein Apochromat oder wie die teueren Dinger heissen, bei nur eine Wellenlänge.
In den Pickups _muss_ ja schon was ordentliches drin sein, sonst bekämen die schließlich nicht die Datendichten hin. Bei Wikipedia steht was von 0,6µm Spotdurchmesser - das kommt mir allerdings etwas seltsam vor, wenn ich bedenke, daß Singlemodefasern (perfekter Gauss-Strahl) bei der Wellenlänge einen Modenfelddurchmesser um >3µm haben. Weiß der Geier, wie die das rechnen. Sicher ist die NA bei der Disc höher, aber das kann doch keinen Faktor 5 ausmachen...?
Wie oben gesagt: da gibt es viele Tricks. Die Optik ist halt billig produziert, aber technisch perfekt darauf getrimmt. Die Laserleistung die auf die DVD Oberfläche kommt ist sehr gering. Sehr viel Licht wird weggetrimmt. Rein theoretisch kann man mit ein 400nm Laser 200nm Strukturen auflösen, aber das nicht mit Plastiklinsen und eine Fläche die ständig vibriert. Aber auf jedenfall ist die Blueray ein Wunder der Technik.
Hallo Michael,
die reproduzierbare absolute Positionierung ist natürlich Pflicht, wir reden
ja über vorgebohrte zweiseitige Platinen. Bei mir wird das erschwert, weil
mein Plotter kein Flachbett- sondern ein Durchzugstyp ist. Aber das halte
ich für realisierbar,
Wenn man einen annähernd Parallelstrahl erreichen möchte, muss man das
Licht auf eine Blende bündeln und diese abbilden. So hatte ich das mit den
Leuchtdioden vor. Das wird aber ziemlich lang, und auch zu schwer für den
Plotter.
Das Streulicht habe ich bei meinenm Laserpointer auch. Ich vermute, dass
es aus (mehrfach-)Reflexionen resuliert, da auch im Gehäuse der Diode
schon eine Optik steckt. Die Corona bei meinem Versuch stammt sicher auch
aus Hin- und Rückreflexion an den Oberflächen der nichtvergüteten Linse.
Unter dem Mikroskop betrachtet scheint die Intensität dieser unerwünschten
Strahlung aber so gering zu sein, dass ich es wohl erst mal ohne Blende
probieren werde.
Aber ganz sicher ist das sehr interessant und deshalb danke an vallach
für den Tip.
Grüße,
Guido
Michael Eggert
25.10.2009, 01:37
Hi!
Da musst du mal sehen wieviel Streulich in ein BluRay Pickup es gibt. Bevor ich den abmontierte habe ich die Diode eingeschaltet, da ist schon viel mehr Optik drin als in ein normaler CD, und alles leuchtet blau.
Nunja, klar, da werden ja auch zwei Laser (uv/rot) übereinandergelegt und das Empfangslicht wird auch noch ausgekoppelt, das gibt schon eine Menge Glasoberflächen, an denen sich was spiegelt. Man muss allerdings auch bedenken, daß das Auge IMHO bei dieser Wellenlänge schon bei recht geringer Intensität stark begrenzt und damit geringfügige Reflexionen kaum dunkler wirken als der Hauptstrahl - so im Vergleich zu anderen Wellenlängen, die Kennlinie des Auges ist ja ohnehin schon logarithmisch. Fazit: Es sieht schlimmer aus als es ist.
War denn im Pickup schon eine Kollimatorlinse am Laser? Wenn ja, wie sah der Strahl damit (ohne den Rest vom Pickup) so aus?
Die schaffen die besagten 0,6um mit spezielle viele Tricks: das Licht wird polarisiert; die Linse ist eine Art Fresnel oder hat auf jedenfall irgendwelche Kreise drin die wahrscheinlich alles Licht was nicht fokussiert werden kann, auf die Seite abgelenkt wird (profan erklärt, aber wirklich zu sehen wenn man den Spot sieht)
Mit Fresnel _kann_ man eigentlich keine ordentliche Abbildungsqualität hinbekommen. Möglicherweise war das was zur Erzeugung von Sekundärstrahlen für die Spurregelung?
Kann ich nur aus der Praxis bestätigen. Die erste Linse muss so nah wie möglich am Laser sein. Es gibt Dioden die schon ein integrierte Zyl. Mikrolinse haben - so eine hätte ich auch sehr gerne.
_Dann_ hast Du aber Astigmatismus. Willst Du nicht wirklich.
Rein theoretisch kann man mit ein 400nm Laser 200nm Strukturen auflösen, aber das nicht mit Plastiklinsen und eine Fläche die ständig vibriert. Aber auf jedenfall ist die Blueray ein Wunder der Technik.
Du hast recht, habs gerade nochmal für den Gauss-Strahl nachgerechnet (http://de.wikipedia.org/wiki/Gauß-Strahl). Ich hätte einfach nochmal nachschauen sollen - die NA einer Singlemodefaser _ist_ um den Faktor 5 kleiner, folglich gehen mit größerer NA (bei der Disc) tatsächlich so kleine Spots. Nichtsdestotrotz sind 600nm Strukturen unter realen Bedingungen durchaus bemerkenswert, keine Frage. Was aber für CD und DVD nicht weniger gilt - die Strukturen mussten zwar aufgrund der größeren Wellenlänge größer sein, die Mechanik dadurch aber nicht weniger präzise.
Gruß,
Michael.
Michael Eggert
25.10.2009, 01:58
Moin!
Wenn man einen annähernd Parallelstrahl erreichen möchte, muss man das
Licht auf eine Blende bündeln und diese abbilden. So hatte ich das mit den
Leuchtdioden vor.
Das stimmt so für das inkohärente Licht einer LED. Aber beim Laser kommt das Licht ja bereits aus einer wenige µm großen "Blende", da musst Du nur noch kollimieren und gut ists.
Das Streulicht habe ich bei meinenm Laserpointer auch. Ich vermute, dass
es aus (mehrfach-)Reflexionen resuliert, da auch im Gehäuse der Diode
schon eine Optik steckt.
Was ist das für ein Pointer? Prinzipiell steckt da nichts als die Diode und eine Linse drin. Wenns eine gute Diode ist, hat sie noch ein Fenster (zwischen Diode und Linse). Damit gibts eigentlich nicht viele Möglichkeiten, wo Streulicht herkommen kann:
- Reflexionen: Alles, was an den Flächen reflektiert wird, hat entweder einen deutlich längeren Strahlweg oder einen anderen Winkel und sollte damit stark divergent rauskommen. So stark, daß man es schon in kurzem Abstand nicht mehr sieht. Die könnte man zwar über eine Blende wegfiltern, aber eigentlich sind sie sowieso zu schwach, um bei der Belichtung zu stören. Jedenfalls wird die Blende nicht benötigt, um den Spot zu formen.
- Krumme Linse: So eine billige Linse aus gepresstem Plastik kann natürlich allerlei krumme Strahlen produzieren. Klar, gute Linsen kosten Geld - aber nicht die Welt. Die Glaslinsen bei roithner liegen so zwischen 10 und 20 Euronzen. In der Optik von CD/DVD/Bluray-Playern sollte man auch ordentliche finden, sonst würden die Geräte nicht funktionieren. Und schlussendlich kann man auch bei den billigen Linsen glück haben, wenn man mehrere probiert.
- Zu kleine Linse: Falls der Hersteller eine zu kleine Linse genommen hat (Geiz ist geil), bekommst Du Beugungseffekte, oder schlimmer noch, Reflexionen innen an dem angepressten Wulst. Abhilfe siehe oben.
Die Corona bei meinem Versuch stammt sicher auch
aus Hin- und Rückreflexion an den Oberflächen der nichtvergüteten Linse.
Die sind so divergent, die solltest Du nach 10cm kollimiertem Strahl nicht mehr sehen.
Unter dem Mikroskop betrachtet scheint die Intensität dieser unerwünschten
Strahlung aber so gering zu sein, dass ich es wohl erst mal ohne Blende
probieren werde.
Gut!
Gruß,
Michael.
Hallo Michael,
@ vallach: Da die Diode noch nicht angekommen ist, habe ich mal mit
meinem roten Laserpointer experimentiert. Dessen Strahl hat auf kurze
Reichweite einen Durchmesser von ca. 2,5 mm. Mit einer davor geklebten
15-mm-Kunststofflinse bekomme ich ihn im Handversuch auf unter
0,2 mm fokussiert. Die Idee mit der Streulichtblende ist gut, aber da meine
Linse nicht vergütet ist, bekomme ich noch eine Art Corona um den
Brennfleck. Ev. kann die aber auch noch rausgeblendet werden Bin mal
sehr gespannt ob das klappt und im Moment doch froh, dass ich den
alten Plotter noch nicht weggeworfen habe.
Guido
Die roten Laserdioden lassen sich m.M. nach leichter fokussieren als die mit 405 nm. Ich habe mir ein Paas Datenblätter angeschaut, die roten Laserdioden haben eine kleinere Divergenz als die blauen. Ausserdem streuen die Linsen mehr bei 405 nm, ich rede nicht von der sperische Aberation, sondern von der Fluoreszenz und von der Oberflächenstreuung. Einfache Linsen haben eine Oberflächengüte von lambda/2, (Rauhigkeit der Oberfläche), die Streuung ist stärker bei 405 nm als bei 680 nm. ... etc etc.
Wie hast du den Spotdurchmesser gemessen? Mit der Auge scheint der Spot grösser als er wirklich ist, wegen der Streuung an der Oberfläche und der Speckle-effekt. Die Linien auf dem Resist sind viel feiner als der Spot erscheint.
War denn im Pickup schon eine Kollimatorlinse am Laser? Wenn ja, wie sah der Strahl damit (ohne den Rest vom Pickup) so aus?
Ja, eine Line war gleich nach dem Laser. Allerdings was spezielles, sieht wie ein Röhrchen aus, ca. 2-3 mm Durchmesser, und 6-7 mm lang.
_Dann_ hast Du aber Astigmatismus. Willst Du nicht wirklich.
Verstehe ich nicht. Wenn der Strahl due gleiche Divergenz auf x-y hat, habe ich von Strahlqualität nichts verloren, oder? Die zyl.Linse soll nur das ungleiche x-y Divergenz korrigieren, und dann wird es collimiert, oder ?
Michael Eggert
25.10.2009, 12:35
Moin!
Verstehe ich nicht. Wenn der Strahl due gleiche Divergenz auf x-y hat, habe ich von Strahlqualität nichts verloren, oder? Die zyl.Linse soll nur das ungleiche x-y Divergenz korrigieren, und dann wird es collimiert, oder ?
Mit nichts als einer sphärischen Linse hast Du zwar einen ovalen Strahl, aber er ist in beiden Achsen (rot/grün) gleichzeitig kollimiert:
http://img23.imageshack.us/img23/3121/colli1.png
Setzt Du eine zylindrische Linse dazwischen, dann hast Du zwar an _einem_ Ort einen runden Strahl (dort, wo jetzt die sphärische Linse sitzt), aber er hat für beide Achsen nicht mehr den gleichen Ursprung und kann deshalb mit einer sphärischen Linse nicht mehr kollimiert werden:
http://img23.imageshack.us/img23/2788/colli2.png
Das nennt man dann Astigmatismus. Willst Du diesen Strahl wieder fokussieren, kannst Du Dir je nach Abstand einen waagerechten oder senkrechten Strich als Spot aussuchen, aber keinen Punkt. Manche Laserdioden oder Halbleiterverstärker mit extrem flacher aktiver Zone besitzen das von Haus aus, also daß der optische Ursprung in verschiedener Tiefe im Halbleiter sitzt. Will man sowas dann in eine Singlemodefaser einkoppeln, kann man viel Spaß damit haben - insbesondere, wenn der Astigmatismus auch noch abhängig von der Leistung ist.
Zurück zum Thema:
Willst Du einen runden _und_ kollimierten Strahl (Durchmesser und Divergenz hinter der Linse = 2 Freiheitsgrade), dann brauchst Du dafür auch _zwei_ Zylinderlinsen, wobei nicht nur der Abstand der beiden stimmen muss (ein Freiheitsgrad) sondern auch das Verhältnis der Brennweiten (der zweite Freiheitsgrad). Bei einer Anordnung der Zylinderlinse _vor_ der sphärischen Linse artet das aber vom try-and-error zu buy-and-error aus, das heißt, man müsste schon eine Reihe Linsen durchprobieren.
Besser ist da der systematische Ansatz, den Strahl erstmal zu kollimieren und dann rund zu machen, denn in dieser Konfiguration (vor und hinter den Zylinderlinsen kollimiert) gilt wenigstens, daß das Verhältnis der Strahldurchmesser dem Verhältnis der Brennweiten entspricht. Bei einem Verhältnis der Divergenzen von geschätzt 2:1 kannst Du also beliebige Zylinderlinsen mit Brennweitenverhältnis 2:1 nehmen.
http://img132.imageshack.us/img132/1740/colli3.png
Gruß,
Michael.
Ahaaa, jetzt verstehe ich das! mir ist jetzt auch den Aufbau einer Lasereinheit aus ein Laserdrucker klar ! da habe ich auch gesehen daß erst eine zylindrische Linse eine Linie auf dem Polygonspiegel abbildet, dann wird diese Linie durch ein zwei-Linsen System (ich denke die sind auch zylindrische) zu ein Punkt fokussiert. Diese Optik schafft dann ein Spot von ca. 0,1 mm (schätzungsweise, weil der Drucker 600 dpi hat), aber das bei eine Brennweite von mehr als 200 mm !!
ich würde mal gerne den blauen Laser durch die Optik leuchten lassen, leider habe ich die Einheit, glaube ich, weggeschmissen. Ich wollte damals ein Belichter für Filme damit machen, ist daran gescheitert, daß die Belichtungszeit nicht ausreichend war, (bzweise habe ich aufgegeben weil ich ein professioneles Belichter für 200 Eur ersteigert habe)
Michael Eggert
25.10.2009, 14:27
Moin!
ich würde mal gerne den blauen Laser durch die Optik leuchten lassen, leider habe ich die Einheit, glaube ich, weggeschmissen.
Ärgere Dich nicht zusehr, wie gesagt sind weder Spiegel noch Linsen aus dem Laserdrucker für UV geeignet. Der Polygonspiegel ist nicht versilbert, sondern dielektrisch = viele dünne Schichten, die aber für IR passend sind. Und die Linsen sind aus Plastik, da sie zur Abbildung des Fokus auf eine Ebene eine wilde S-Form haben, das geht bezahlbar nur in Spritzguss. Hier sieht man das gut: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/30/Laser_printer_canner_unit.jpg
Als dicke Plastiklinsen fressen die dann bei UV viel Leistung und die Fokussierung passt nicht zur Wellenlänge, das heißt, Du kannst wahlweise auf der Mitte oder am Rand der fokussieren, aber nicht beides gleichzeitig.
Nochmal zu Deinem Aufbau:
Du kannst problemlos mit einer einzelnen sphärischen Linse wieder einen Spot erreichen, der Fokus liegt also in beiden Achsen wieder in der gleichen Ebene:
http://img33.imageshack.us/img33/965/colli4.png
Nur ist der Spot eben wieder oval, wie am Laser, da die Größe im Fokus von der NA abhängt und umgekehrt. Kleiner Spot <-> großer Winkel und großer Spot <-> kleiner Winkel. Physikalisch betrachtet ist das Beugung am Spalt, nur ohne die höheren Ordnungen, da das Intensitätsprofil gaussian ist statt rechteckig - starke Parallelen zur Fouriertransformation. Bei zivilen NA (1mm Strahldurchmesser auf 20..30mm Abstand) reden wir hier aber von 10µm gegen 20µm!
Für Deinen Plotter brauchst Du natürlich einen runden Spot, damit die horizontalen Linien genauso breit sind wie die vertikalen. Den kannst Du, wenn der Spot größer sein darf, durchaus auch mit bloß einer sphärischen und einer zylindrischen Linse erreichen:
http://img33.imageshack.us/img33/3439/colli5.png
Nur hast Du jetzt keine Ebene, in der Du noch sinnvoll eine Blende stellen kannst, jedenfalls nicht um den Spot selbst zu formen, höchstens um ganz wilde Querschläger abzufangen. Und außerhalb dieser Ebene wirds wieder oval.
Könnte man diesen Teilthread vielleich woanders hin verschieben? Mit Durchkontaktierung hat das ja nichts mehr zu tun...
Gruß,
Michael.
Moin!
Für Deinen Plotter brauchst Du natürlich einen runden Spot, damit die horizontalen Linien genauso breit sind wie die vertikalen. Den kannst Du, wenn der Spot größer sein darf, durchaus auch mit bloß einer sphärischen und einer zylindrischen Linse erreichen:
http://img33.imageshack.us/img33/3439/colli5.png
Nur hast Du jetzt keine Ebene, in der Du noch sinnvoll eine Blende stellen kannst, jedenfalls nicht um den Spot selbst zu formen, höchstens um ganz wilde Querschläger abzufangen. Und außerhalb dieser Ebene wirds wieder oval.
Hi Michael
Ich habe kein Problem mit dem ovalen Spot. Die Präzision die ich anstrebe ist um Grössenordungen weit entfernt von der möglichen Spotgrösse. Wie du schon vermutet hast, brauche ich die Blende nicht um ein perfektes Spot zu erreichen, sondern um das Streulicht zu minimieren. Auch wenn es leistungsmässig wenig ist, das Problem mit der Streulicht ist daß sie viel längere Zeit die Platine belichtet. Das Phenomen ist klar: bis der Kopf hin und her ein Pad von 2x2 mm zeichnet, sagen wir mal 2 sekunden, fällt die Streulicht diffus um den Pad auf eine Fläche von sagen wir mal 5x5mm. Und auch wenn es nur 1mW ist, es summiert sich über die Zeit bis der Photolack genügend belichtet ist. Man kann es sehr gut sehen . Ohne Blende werden zwischen den Pads in der dicht bepackten Bereiche der Platine die Zwischenräume verschwommen und bei der Bungard Lack sieht man klar die Farbtonveränderung.
Hallo,
ich habe unseren Supermoderator mal gebeten, diese Posts umzuschichten.
Mal abwarten, ob das möglich ist.
Für die Strahlbreiten habe ich unter dem Mikroskop die Reflexionen auf
Papier betrachtet. Das ist etwas verblüffend, da das "Streulicht" dem
bloßem Auge viel intensiver wirkt, als das Bild des Mikroskops.
Ich habe mal eine Linse aus einem CD-Player probiert, aber da ist die
Brennweite so kurz (1 bis 2 mm), dass ich es für meine
Fertigungsmöglichkeiten für nicht handhabbar bezeichnen möchte.
Zum Glück sind, wie vallach schon schrieb, unsere Anforderungen
eigentlich garnicht groß, mit Beugungsproblemen z.B. rechne ich nicht.
Auch die Leistung ist laut vallach hinzubekommen, zumindest für das
Laminat, das ja etwa um Faktor 10 empfindlicher ist, als der Positivlack.
Grüße,
Guido
Hallo Leute,
falls noch etwas verschoben oder kopiert werden soll, einfach melden:)
Hallo,
Zum Glück sind, wie vallach schon schrieb, unsere Anforderungen
eigentlich garnicht groß, mit Beugungsproblemen z.B. rechne ich nicht.
Auch die Leistung ist laut vallach hinzubekommen, zumindest für das
Laminat, das ja etwa um Faktor 10 empfindlicher ist, als der Positivlack.
Ich habe auch Positivlack-beschichtete Platinen mit dem Plotter belichtet. Ich habe welche mit ein total unempfindliches Lack, "Rademacher" steht drauf. Diese sind um factor 4 weniger empfindlich als die Bungard-platinen. (nicht die negativ-Folie! die ist nochmal um factor 4 empfindlicher als die fertig beschichteten Platinen). Das kann ich anhand meiner Belichtungszeiten bei der normalen Belichter sagen: Bungard-Film: unter 2 min, Rademacher: 20 min oder mehr, Bungard-Positivplatinen: 5 min.
Auf jedenfall, ich habe eine Platine mit der "Outline.ulp" von eagle exportiert und belichtet. Es hat funktioniert, auch das Ätzen hat geklappt, nur sind die geätzten Linien so fein, daß man die Platine praktisch nicht benutzen kann. Es sind wahrscheinlich unter 50um. Da sieht man daß mein Laser doch ziemlich gut fokussiert sein muss, weil die gleiche Laserleistung bei der unempfindliche Platine feinere Strukturen ergibt.
Nur diese Platine zu löten ist sogut wie unmöglich weil es gleich Kurzschlüsse gibt.
Hallo,
danke an Kurt, für den neuen Fred.
@ vallach: Oh, ich habe ganz schön andere Verhältnisse mit den
Belichtungszeiten (Bungard positiv: 3,5 min, Bungard negativ
Laminat: 20-30 s). Da bin ich mal gespannt, wie das mit dem Laser
wird.
Ehrlich gesagt habe ich nie kapiert, wie die Outlines ohne Rasterung
berechnet werden. Aber 50 µm ist wirklich schon jenseits von gut
und böse (ist ja der Overlapp bei der HPGL-Erstellung).
Die Diode ist angekommen, verflixt klein. Da muss ich mir mal
Gedanken über ein kühlendes Gehäuse machen. Wird wohl
knifflig werden, aber ungekühlt traue ich mich nicht mal die
Kennlinie aufzunehmen.
Grüße,
Guido
@ vallach: Oh, ich habe ganz schön andere Verhältnisse mit den
Belichtungszeiten (Bungard positiv: 3,5 min, Bungard negativ
Laminat: 20-30 s). Da bin ich mal gespannt, wie das mit dem Laser
wird.
Naja, bei mir muss die Lampe "hochgefahren" werden :-) (Gesichtsbräuner)
Ehrlich gesagt habe ich nie kapiert, wie die Outlines ohne Rasterung
berechnet werden. Aber 50 µm ist wirklich schon jenseits von gut
und böse (ist ja der Overlapp bei der HPGL-Erstellung).
Die gehen an der Aussenseite der Grafik-Polygone. Der Skript ist ein Graus, vor allem in diese blöde Eagle-ULP Sprache eine wahre Kunst :-) Aber es funktioniert.
Die Diode ist angekommen, verflixt klein. Da muss ich mir mal
Gedanken über ein kühlendes Gehäuse machen. Wird wohl
knifflig werden, aber ungekühlt traue ich mich nicht mal die
Kennlinie aufzunehmen.
Bis 50-60 mA kannst du ohne Kühlung problemlos probieren. Ab da erst wird die Gehäuse merklich warm. Ich denke ein Teil der Wärme wird auch durch die Anschlussdrähte abgeleitet. Aber gut aufpassen, die ist ESD-mässig verdammt empfindlich ! ich habe eine verbruzelt und weiß nicht mal wie das passiert ist. Löte gleich ein 100nF Kond. parallel, damit die Spannunsspitzen ausgeschlossen werden. Und beim Löten die Pins kurzgeschlossen halten !
Hallo,
die Isolationsstrecke zum Massepolygon mache ich meist 16-20 mil breit.
Die meisten Plotter haben doch ein Stiftekarussell (HP) oder andere an der Seite ein Magazin - dort koennte man per Programm verschiedene "Blenden" oder "Lichtgriffel" entnehmen.
Mir 50µm rastern wird vllt. etwas unsauber?
Ein Paar Mikroskopfotos einer Platine. SMD Pads sind 1206, Schrift 2mm hoch. Leiterbahnen 0,3mm. Alles nur eine Probe, auf die Schnelle gemacht und dannach geschmirgelt, wie man sieht :-)
Hallo,
Diode funktioniert und lasert auch. :)
Jetzt kann ich eure Diskussion besser verstehen und fasse mal für die
Mitleser zusammen:
Die Blue-Ray-Diode liefert einen stark divergenten Strahl, so als ob er
einer konkaven Linse Linse (Brennweite negativ) entstammen würde.
Zusätzlich ist er extrem asymmetrisch, es ergibt einen Balken mit
Intensitätsmaximum in der Mitte und viel Störlicht vieler Formen.
Der Strahl lässt sich mit einer konvexen Linse bündeln, allerdings wird
mit meiner 15-mm-Linse dann der Aufbau recht lang. Dies geht besser
mit der Linse aus dem CD-Player, da deren Brennweite viel kleiner ist.
Wird aber nciht ganz einfach, da im Gegensatz zum Laserpointer mit
seinem näherungsweise Parallelstrahl jetzt zwei Freiheitsgrade ins
Spiel kommen. da werde ich mit Kreuztisch und Mikrometerschraube
experimentieren müssen.
Nur mal zur Absicherung: Bei der Laserschwelle ändert sich nur die
Intensität, die geometrisch optischen Eigenschaften dagegen nicht?
Sonst müsste ich auch noch mit Schutzbrille experimentieren.
Grüße,
Guido
Guido,
Schutzbrille: Ja !.... muss ich ja auch :D gehoert zum PPE (personal protection equipment)
Machst du wirklich mit blau ?
Wo findest / kaufst du die Linsen ?
Ciao ciao
schnell ins bett
jemand wartet schon:D
ich wuerde sofort ins Bett springen...muss aber noch 3,5 Stunden durchhalten....
und hoechstens mit offenen Augen traeumen....
Michael Eggert
27.10.2009, 01:11
Moin!
Die Blue-Ray-Diode liefert einen stark divergenten Strahl, so als ob er
einer konkaven Linse Linse (Brennweite negativ) entstammen würde.
Zusätzlich ist er extrem asymmetrisch, es ergibt einen Balken mit
Intensitätsmaximum in der Mitte und viel Störlicht vieler Formen.
Jede Laserdiode strahlt divergent, das entsteht wie gesagt aus der Beugung, weil die Lichtaustrittsfläche, also die Stirnfläche der aktiven Zone so klein ist. Die aktive Zone ist muss sehr flach sein, damit Du überhaupt die Besetzungsinversion erreichst. Damit trotzdem genügend Licht rauskommt, geht sie dafür mehr in die Breite. Flacher breiter Spalt -> hoher schmaler Spot.
Wird aber nciht ganz einfach, da im Gegensatz zum Laserpointer mit
seinem näherungsweise Parallelstrahl jetzt zwei Freiheitsgrade ins
Spiel kommen.
Das ist im Pointer nicht anders, nur daß Dir schon jemand die Arbeit abgenommen und die Linse eingeklebt hat. Ohne die hätte der einen ebenso divergenten Strahl.
da werde ich mit Kreuztisch und Mikrometerschraube experimentieren müssen.
Oder Du nimmst einen alten Pointer, nutzt dessen Mechanik/Optik und baust die Diode da rein. Schau mal auf http://www.insaneware.de -> Laser -> Dioden -> 100mW Blu-Ray, da ist auch ein Link auf ein Video wie das geht.
Die verkaufen übrigens eine Diode für 45,- und zwei für 50,-. Falls niemand ein besseres Angebot kennt und noch jemand Interesse hat, könnte man sich die teilen. 25 Ökken hätt ich für die Spielerei noch übrig.
Nur mal zur Absicherung: Bei der Laserschwelle ändert sich nur die
Intensität, die geometrisch optischen Eigenschaften dagegen nicht?
Sonst müsste ich auch noch mit Schutzbrille experimentieren.
Unterhalb der Laserschwelle leuchtet das Ding wie eine LED, also noch divergenter. Die Leistung steigt oberhalb der Schwelle schlagartig an.
Gruß,
Michael.
Michael Eggert
27.10.2009, 01:35
Die Mechanik eines alten Tintenspritzers saust binnen einer Sekunde locker einmal über die Platine und wieder zurück
So, ich hab heute mal gemessen: Der Epson C62 rauscht im normalen Modus in 10 Sekunden 12x über A4 und zurück. Mit der Mechanik würde man also 2,4 Linien pro Sekunde schreiben können. Leider dauern 10cm in 1200dpi = 4800 Linien auf einer Eurokarte quer damit immernoch gut eine halbe Stunde.
Gruß,
Michael.
So, ich hab heute mal gemessen: Der Epson C62 rauscht im normalen Modus in 10 Sekunden 12x über A4 und zurück. Mit der Mechanik würde man also 2,4 Linien pro Sekunde schreiben können. Leider dauern 10cm in 1200dpi = 4800 Linien auf einer Eurokarte quer damit immernoch gut eine halbe Stunde.
Gruß,
Michael.
1200 DPI?? das erreichst du mit dem selbstgebauten Laser nie !
Für 600 dpi sind es also nur 15 min, oder? Das wäre vertretbar .
Michael Eggert
27.10.2009, 18:33
1200 DPI?? das erreichst du mit dem selbstgebauten Laser nie !
Für 600 dpi sind es also nur 15 min, oder? Das wäre vertretbar .
Für 600dpi brauche ich keinen Laserbelichter. Schau mal, wie ein TQFP mit 0,5mm Pinraster und 50µm umlaufend von Lötstopp freigestellten Pins in 600dpi aus Eagle exportiert und übereinandergelegt aussieht:
http://img7.imageshack.us/img7/7335/600dpi.png
Da variiert die Lötstopp-Stegbreite um den Faktor 2!
Ich habe vor Jahren mal einen Test gemacht und mit Bildern hier eingestellt, 600dpi Laserjet und 1200dpi Laserjet (die guten großen, kein Desktop-Spielzeug) gegen Epson C62 auf Zweckformfolie. 600dpi konnte man vergessen, 1200dpi wurde langsam brauchbar, aber die besten Ergebnisse gabs mit Abstand mit dem Tintenpisser!
Das heißt, die Mechanik des C62 schafft durchaus die 1200dpi, und das obwohl die Tinte erst noch zum Papier fliegen muss. Und wenn Du einen 400nm-Laser mit einem ovalen Strahl von 0,5x1mm an der Linse auf 20mm fokussierst, dann bekommst Du einen Spot von 10x20µm, der im Bereich +-0,4mm vom Fokus unter 25µm bleibt.
Ich sage nicht daß es nicht gelingt, ein Paar Linien mit 1200 dpi zu belichten. Aber reproduzierbar im Hobbykeller, nie.
Ich meine nicht daß du den Laser nicht fokussieren kann. Ich meine, es wird schwer den Fokus stabil zu halten auf ein Kopf der hin und her fliegt, und stabil in alle 3 Achsen: x, y, z. OK, die X Achse geht noch, weil das die Kopfrichtung ist. Aber daß der Spot keine 0,05mm von seine Bahn abweicht, damit die Bahnen perfekt paralell bleiben ... ausserdem muss die Platine perfekt plan sein, keine Wölbung .....
Mit dem Drucker brauchst du die 1200 dpi damit du am Ende 300 oder vielleicht 400 auf der Platine hast, wegen der Streuung der Tropfen (oder Tonerpartikel), Undichtigkeit der Flächen, etc... Die Hersteller meinen mit 1200dpi, daß sie durchschnittlich auf 1 Inch 1200 Punkte darstellen können. Daß die Punkte rund sind, da sie sich gleich groß sind, daß sie als Einzelnpunkte sichtbar sind, das sagen sie nie. Und die Drucker sind für was anderes optimiert als maximale Konturenschärfe und maximales Kontrast.
Ich benutze Fotofilme mit 3600 dpi belichtet aber würde mich nicht trauen Leiterbahnen von 0,1 mm zu arbeiten. Mindestens 0,15, ab 0,2 erst muss ich nicht seehr aufpassen daß alles stimmt. Und 0,1mm sind 300 dpi !
Mit der Laserplotter würde ich mich schon trauen 0,1 mm Bahnen zu ziehen.
Hallo,
das mit dem Laserpionter werde ich mir mal überlegen. Meine Diode stammt
auch von Insaneware, ich habe sie für 35 Öcken inkl. Einschreiben über
seinen Shop in der Bucht erworben.
@ Michael Eggert: Falls sich niemand meldet, warte mal noch ne Woche.
Könnte mit vorstellen, dass ich dann dabei bin. :o
Nicht so einfach mit der Fokussierung. Das beste Ergebnis habe ich bis
jetzt so erhalten: 5-mm-Alublech mit 1 mm durchbohrt und auf einer Seite
auf 3,5 mm aufgebohrt, damit die Diode hineinpasst. Auf die anderen Seite
die Linse aus dem CD-Brenner. Das lässt sich gut fokussieren (mit der
dunklen Sonnenbrille kann ich das Lineal nicht mehr ablesen), kostet aber
sicher eine Menge Licht. Ich bekomme so aber den größten Teil der
"parasitären" Strahlung ausgeblendet. Es gibt dann aber immer noch einen
erleuchteten Bereich um den Brennpunkt, der ev. stören könnte (noch eine
Blende?).
@ Ed: Dein Posting letzte Nacht habe ich zwar nicht mehr gelesen, die
Anweisung aber brav ausgeführt. ;) Bevor die Versuche zum
Doppelspaltexperiment werden.
Grüße,
Guido
Michael Eggert
27.10.2009, 23:08
Ich sage nicht daß es nicht gelingt, ein Paar Linien mit 1200 dpi zu belichten. Aber reproduzierbar im Hobbykeller, nie.
Ich meine nicht daß du den Laser nicht fokussieren kann. Ich meine, es wird schwer den Fokus stabil zu halten auf ein Kopf der hin und her fliegt, und stabil in alle 3 Achsen: x, y, z. OK, die X Achse geht noch, weil das die Kopfrichtung ist. Aber daß der Spot keine 0,05mm von seine Bahn abweicht, damit die Bahnen perfekt paralell bleiben ... ausserdem muss die Platine perfekt plan sein, keine Wölbung .....
Das mit der Mechanik sehe ich wirklich nicht so kritisch. Tatsache ist: Der Drucker bewegt seinen Kopf so genau, daß TQFP - im Gegensatz zu dem Bild hier - wirklich gut aussieht. Die Kanten sind scharf und die Stege sehen gleichmäßig aus!
Wenn man nun den Kopf aus dem Drucker ausbaut und an der Stelle den Laser rein, warum sollte er das dann plötzlich nicht mehr schaffen? Diode und Linse ordentlich in einem Röhrchen verschraubt, das kann schonmal nicht wackeln. Das Röhrchen _unten_, nahe der Platine am Druckkopfhalter befestigen, dann dürfte es sogar oben wackeln und der Spot steht unten trotzdem stabil - wie der Druckkopf. Und die Platine mittels Scannermechanik gleichmäßig drunter durch zu bewegen, ist das gleiche Spiel in grün. Es sollte natürlich ein _alter_ Scanner sein mit nem ordentlichen Metallrahmen.
Wölbung der Platine wäre durchaus zu bedenken, gerade nach dem Laminieren mit Lötstopp. Solange sie nicht mehr als 0,4mm durchgebogen ist, sollte das - für den Fokus - noch erträglich sein. Ansonsten könnte man auch über einen kleinen Vakuumtisch nachdenken... Ein ordentliches Alugehäuse, Bohrer, Senker, Standbohrmaschine, Kaffee, Kaffee, Kaffee.... wenn man sich die 50,- für den in 230x120mm von ebay sparen will.
Mit dem Drucker brauchst du die 1200 dpi damit du am Ende 300 oder vielleicht 400 auf der Platine hast, wegen der Streuung der Tropfen (oder Tonerpartikel), Undichtigkeit der Flächen, etc... Die Hersteller meinen mit 1200dpi, daß sie durchschnittlich auf 1 Inch 1200 Punkte darstellen können. Daß die Punkte rund sind, da sie sich gleich groß sind, daß sie als Einzelnpunkte sichtbar sind, das sagen sie nie. Und die Drucker sind für was anderes optimiert als maximale Konturenschärfe und maximales Kontrast.
Klar ist da Schwund drin. Aber Fakt ist, daß das Ergebnis mit dem Tintenstrahler ordentlich aussieht, während die 600dpi schon im gerasterten Bild für die Tonne sind! Was meinst Du, wie _das_ erst in der Praxis aussieht? Da musst Du dann auch den Spot größer als (1/600)" machen, damit Du trotz mechanischer Toleranz keine unbelichteten Streifen in der Fläche hast, und schwupps sind die Lötstoppstege dann ganz weg.
Ich benutze Fotofilme mit 3600 dpi belichtet aber würde mich nicht trauen Leiterbahnen von 0,1 mm zu arbeiten. Mindestens 0,15, ab 0,2 erst muss ich nicht seehr aufpassen daß alles stimmt.
Dem kann ich so zustimmen.
Und 0,1mm sind 300 dpi !
Nein, sind sie nicht! 0,1mm ist (1/254)" und belegt damit im 300dpi-Bild mal 1 und mal 2 Pixel Breite, je nach dem wo die Leiterbahn liegt. Und das schlimme ist: Das gilt für eine 0,15mm breite Bahn ganz genau so. Und hätte die Leiterbahn 0,8mm, dann währe sie stellenweise ganz weg. Das ist nunmal das Problem der Rasterung...
Mit der Laserplotter würde ich mich schon trauen 0,1 mm Bahnen zu ziehen.
Deiner rastert ja auch nicht.
Michael Eggert
27.10.2009, 23:26
Nicht so einfach mit der Fokussierung. Das beste Ergebnis habe ich bis
jetzt so erhalten: 5-mm-Alublech mit 1 mm durchbohrt und auf einer Seite
auf 3,5 mm aufgebohrt, damit die Diode hineinpasst. Auf die anderen Seite
die Linse aus dem CD-Brenner. Das lässt sich gut fokussieren (mit der
dunklen Sonnenbrille kann ich das Lineal nicht mehr ablesen), kostet aber
sicher eine Menge Licht. Ich bekomme so aber den größten Teil der
"parasitären" Strahlung ausgeblendet. Es gibt dann aber immer noch einen
erleuchteten Bereich um den Brennpunkt, der ev. stören könnte (noch eine
Blende?).
Nein, aufbohren!
Was die Linse mit Deinem Strahl macht, ist in etwa mit einer Fouriertransformation vergleichbar:
- Breiter Strahl rein, feiner Spot raus
- Schmaler Strahl rein, breiter Spot raus
- Gaussprofil rein, Gauss-Spot raus
- Beschnittener Strahl (steile Flanken) rein, Nebenmaxima raus.
Und wenn Dein Laserlicht dazu noch an den Innenseiten der Bohrung reflektiert wird, kommt hinten erst recht was krummes dabei raus.
Also versuch, das Licht _an_der_Linse_ möglichst vollständig und ungestört hindurch zu bekommen. Dazu gehört auch eine Linse mit genügend großem Durchmesser! Wenn Du auf der Platine dann einen Lichthof hast, dann filter ihn mit einer Blende ganz knapp über der Platine weg, aber an der Linse machst Du damit alles nur schlimmer.
Hallo Michael,
der Laserspot hat auf kurze Distanz nur ca. 1 mm Durchmesser, deshalb
die Blende. Was nebenher noch kommt habe ich als Hauptstrahlung im
LED-Betrieb. Die Innenseiten schwärzen mache ich beim endgültigen
Exemplar.
Linse mit großem Durchmesser und kleiner Brennweite, das packt
der Plotter nicht. Ich werde aber mal noch einen weiteren Laserpointer
suchen, muss ich ja hoffentlich nicht bestellen. In meinem ist die Diode
eingeklebt, wird schwierig zu nutzen.
Die Blende kurz über der Platine, das wird schwierig zu fertigen. Aber ich
fürchte, dass ich sie schon brauche. Tests müssen her.
Gruß,
Guido
der Laserspot hat auf kurze Distanz nur ca. 1 mm Durchmesser, deshalb
die Blende. Was nebenher noch kommt habe ich als Hauptstrahlung im
LED-Betrieb. Die Innenseiten schwärzen mache ich beim endgültigen
Exemplar.
Michael hat Recht ! ich kann nur aus meiner zahlreichen Versuche bestätigen. Du brauchst eine Kolimatorlinse so nah wie möglich an der Diode.
Dann kannst du eine zweite Linse mit eine Brennweite von 6-8 mm beliebig weit von der erste Anordnung plazieren. Und zwischen der Fokuslinse und die Platine - eine Blende.
Die Blende kurz über der Platine, das wird schwierig zu fertigen. Aber ich
fürchte, dass ich sie schon brauche. Tests müssen her.
Du brauchst sie, ja. Ich habe folgendes Aufbau: ein Rohr wo die Fokuslinse reingesteckt ist. Der kollimierte Strahl kommt von oben ins Rohr. Der Rohr habe ich schwarz lackiert mit Peters Graphitlack.
Man kann dann die Fokuslinse verschieben damit der Fokuspunkt auf der Platine liegt. Dann am Rohrende ein Stückchen Blech mit ein Loch drin. Ich habe ein bisschen Kleber draufgemacht und dann verschoben bis der Spot komplett durch kam.
Noch was: die Auge kann dir nicht sehr genau sagen wie gut der Fokus ist. Aber gut kann man einschätzen wenn man den Spot auf eine schwarze Folie projiziert und man von der anderer Seite beobachtet.
Michael Eggert
28.10.2009, 00:52
Die Blende kurz über der Platine, das wird schwierig zu fertigen. Aber ich
fürchte, dass ich sie schon brauche. Tests müssen her.
Am besten baust Du Laser und Kollimator in ein kleines Röhrchen, das als "Stift" im Plotter knapp über der Platine schwebt und am unteren Ende dann die Blende ins Röhrchen.
Hallo,
ja, die Blende muss wohl sein. Mit der kann ich aber nicht mehr
drunterschauen um den Fokus einzustellen. Mal sehen.
Ich werde mal noch eion paar Linsen probieren, ev. komme ich
morgen dazu einen Pointer zu kaufen. Aber bitte doch nicht so
dogmatisch! :D Wenn ich die in der Diode strahlende Fläche auf
die Platine abbilden kann, entspricht dies einer zweifachen
Fouriertransformation. Dann stimmt wieder alles im Raum.
Grüße,
Guido
Michael Eggert
29.10.2009, 01:42
ja, die Blende muss wohl sein. Mit der kann ich aber nicht mehr
drunterschauen um den Fokus einzustellen. Mal sehen.
Zum Einrichten der Fokussierung könntest Du beispielsweise ein 1mm Blech durchbohren und einseitig mit einer "Mattscheibe" bekleben - mattes Tesa hat sich in diesem Bereich bewährt. Damit stellst Du den Fokus dann schön auf 1mm Entfernung vom Röhrchen ein. Das Blech kannst Du dann später als Abstandshalter beim Festschrauben des Röhrchens nehmen und schon hast Du den Fokus passend auf der Platine.
Wenn ich die in der Diode strahlende Fläche auf
die Platine abbilden kann, entspricht dies einer zweifachen
Fouriertransformation. Dann stimmt wieder alles im Raum.
Genau so isses, solange der Strahl zwischen Hin- und Rücktransformation nicht verändert wird.
Gruß,
Michael.
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