La fotoincisione dei circuiti stampati (PCB)
Materiale occorrente
1) basetta ramata presensibilizzata
2) foglio di acetato adatto alla stampa laser
3) soda caustica
4) bromografo (vedi paragrafo)
5) percloruro ferrico
6) vaschetta di plastica
7) guanti di protezione in gomma
Procedimento
Si inizia ovviamente realizzando il disegno dello stampato tramite uno dei tanti programmi dedicati a questo scopo.
Su Internet se ne trovano molti, sia gratuiti che a pagamento, tra cui ci sentiamo di consigliare Kicad, un software open source molto completo reperibile anche in italiano (potete trovarne una descrizione particolareggiata sul nostro sito con le nostre librerie dedicate).
Nel realizzare il disegno si consiglia di aggiungere anche una scritta sul lato rame, questo aiutera' sia a riconoscere il lato rame da quello componenti, che a distinguere i vari tipi di stampati tra loro una volta realizzati.
A questo punto si stampera' il disegno delle piste lato rame sul foglio di acetato, utilizzando una buona stampante laser e ricordandosi di impostare i parametri adatti per gli acetati o lucidi e con il massimo del nero possibile.
Naturalmente la stampa deve essere in scala 1:1.
Per ottenere un buon master esistono anche degli addensanti spray per toner neri, non facilissimi da trovare ma che pare diano dei buoni risultati.
Ad ogni modo, se la stampante e' idonea a questo tipo di lavoro, per un uso normale e' piu' che sufficiente.
Realizzato il disegno, se il circuito e' un doppia faccia si provvedera' a stampare anche il lato superiore su un secondo foglio e poi lo si sovrapporra' esattamente al primo, infilando la basetta in mezzo come fosse un sandwich e bloccandola in modo che non si possa muovere.
Ora si appoggera' l'acetato e la basetta a cui si sara' tolta la pellicola protettiva sul bromografo con un peso sopra in modo che rimangano bene aderenti e si procedera' all'esposizione ai raggi UV per il tempo necessario.
Non e' possibile precisare il tempo in quanto e' influenzato da molti fattori, quali la potenza delle lampade usate, la distanza dalla superficie della basetta, il tipo di fotoresist usato, ecc.
Sara' necessario pertanto fare alcune prove su ritagli di basette, cercando di capire qual'e' il tempo migliore per avere una buona definizione delle piste.
In pratica se il tempo e' troppo corto, le successive operazioni lasceranno delle zone di rame non intaccate dall'acido, se e' troppo lungo verranno corrose anche le piste.
Da questo si capisce perche' e' fondamentale poter disporre di un buon master, in quanto ci permettera' di avere una certa tolleranza sui tempi di esposizione.
Tenete presente che alla fine dell'esposizione non si vedra' nulla che possa dare una qualche indicazione in merito.
Ora si immergera' la basetta in una soluzione di soda caustica, composta da 10 – 13 grammi di soda in un litro di acqua.
Per questa operazione e' necessario usare i guanti (vanno bene quelli per lavare i piatti) ed evitare qualsiasi contatto della soluzione con la pelle e soprattutto con gli occhi.
Nel giro di circa 1 minuto vedrete comparire il disegno sul rame, che provvederete a ripulire passando sopra i guanti in modo da rimuovere il fotoresist che era rimasto esposto alla luce.
Dovrete vedere il rame bello lucente, con le piste piu' scure in netto contrasto.
Ora sciacquate con acqua, asciugate leggermente con un panno o con carta assorbente avendo cura di non lasciare pelucchi o impronte e immergete nel percloruro ferrico.
Quando si tratta di stampati monofaccia e' buona norma farli galleggiare sull'acido in quanto il rame rimosso tendera' a depositarsi sul fondo lasciando che l'acido resti a contatto con la basetta.
Il tempo per l'incisione variera' in base alla temperatura del percloruro e allo suo stato di utilizzo.
Infatti la soluzione acida potra' essere usata varie volte, avendo cura di riporre la quantita' utilizzata in un barattolo di vetro o plastica senza mischiarla con quella nuova.
Una volta completata l'incisione, la basetta verra' tolta dall'acido, sciacquata con acqua e asciugata.
Si effettueranno i fori nei punti previsti, poi si togliera' il fotoresist rimasto sulle piste o esponendolo nuovamente ai raggi UV e poi nella soluzione di soda caustica oppure con un solvente idoneo.
A questo punto il vostro stampato e' pronto ad essere utilizzato.
Bromografo
I bromografi commerciali oltre a non essere facili da trovare sono abbastanza costosi, per cui a livello hobbystico risulta conveniente costruirseli.
Per farlo serve una scatola robusta (puo' andare bene una scatola di derivazione elettrica da esterno), due o piu' lampade UV e un pannello di vetro da applicare a copertura della scatola.
Non utilizzare assolutamente pannelli plastici trasparenti, in quanto attenuano moltissimo gli UV.
Da prove effettuate, possono andare bene anche i led UV con gamma di irradiazione intorno ai 450 nm. , ma le lampade sono piu' pratiche e meno costose da usare per un uso amatoriale.
Nel disporre le sorgenti di luce, lampade o led che siano, e' bene cercare di ottenere una diffusione il piu' possibile uniforme, evitando di tenere troppo vicine le sorgenti al pannello in vetro cosi' da avere una illuminazione omogenea sulla basetta.
Molto comodo inoltre predisporre un temporizzatore che provveda a spegnere le lampade una volta trascorso il tempo necessario per ottenere la sensibilizzazione del fotoresist.
Se siete interessati a realizzare un bromografo a led e siete abbastanza bravi a lavorare con i componenti in smd, nella sezione del nostro sito dedicata ai progetti disegnati con Kicad potrete trovare un bromografo allestito all'interno di uno scanner in disuso.
Il circuito puo' lavorare piastre fino a 200 per 300 mm., e' completo di generatori di corrente costante per alimentare i led e di temporizzatore in grado di accendere e spegnere l'apparecchio emettendo un segnale acustico per segnalare la fine lavorazione.
Con i componenti indicati e con il circuito posto a circa 2 centimetri dal vetro dello scanner, il tempo necessario a sensibilizzare una piastra e' di circa 2 minuti.
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