Sviluppo PCB usando stampante Inkjet anziche’ Laser.

Sapete che cos'è un bromografo? Ne avete mai utilizzato uno? Sareste in grado di costruirlo? Per che cosa può essere utile? Per rispondere a queste e ad altre domande è stato scritto l'articolo di oggi. Quello che vedrete è un esperimento in pieno stile "maker" che renderà semplice la costruzione di uno strumento tanto complesso quanto indispensabile.

Breve storia della realizzazione dei circuiti stampati hobbistici.

Il più empirico consiste nel disegno diretto sulla basetta tramite pennarello o trasferibili. Questo metodo è ormai in disuso perché non permette di raggiungere precisione sufficiente soprattutto con l’avvento dei circuiti integrati. Si passa poi alla stampa laser su supporti lucidi e successivo trasferimento della stampa sulla basetta di rame con l’ausilio del ferro da stiro. Anche questo metodo presenta imprecisioni nel processo che non è stabile e inoltre richiede l’utilizzo di una stampante laser molto meno usata della stampane Inkjet. Entrambi i metodi non permettono poi la produzione di piu' esemplari in quanto il master non esiste, nel primo caso, o viene distrutto nel secondo. L’ultimo metodo, il più diffuso a livello industriale, consiste nell’uso di basette presensibilizzate con resist positivo che si polimerizza quando esposto a fonti luminose UV. Questo metodo richiede l’utilizzo di un scatola, BROMOGRAFO, contenente lampade UV per l’esposizione della basetta. Sostanzialmente un vero e proprio processo fotografico.

Scopo di questa guida è spiegare come si può sostituire il classico bromografo, dispendioso se acquistato e di difficile realizzazione se auto costruito. Su eBay sono stato colpito dai fornetti UV, Foto 1 e 2, per la ricostruzione delle unghie essendo per l’appunto costituito da 4 lampade UV per un totale di 36W. Ho ordinato il fornetto in questione per la modica spesa di 22,49 euro spese di spedizione incluse ma ne esistono anche di più economici. LINK - FORNETTI UV

Occorrente:

Programma di cad elettronico

Io uso DESIGNSPARK che è gratuito ma ne esistono tantissimi altri.

Stampante Inkjet

Qualsiasi stampante Inkjet.

Fogli  Lucidi per proiezione

Normali Lucidi A4 per proiezione stampabili inkjet

Portafotografie 10x15 con vetro

Normali portafotografie con vetro e clips per fissare lo stesso al fondo normalmente di cartone spesso. Foto 3.

Basette di rame presensibilizzate

Si presentano con la faccia in rame ricoperta da un adesivo nero per evitare l’esposizione alla luce. Si trovano nei negozi di componentistica elettronica.

Biadesivo

Nastro adesivo su entrambi  i lati nei colorifici.

Fornetto UV

Reperibile ovunque. Su eBay da 12euro in su.

Preferibile con doppio timer 120sec. e continuo. Figura 1 e 2.

Soda Caustica

Per la rimozione del resist esposto alla luce UV.

Negozi componenti elettronici.

Cloruro ferrico

Per l’esportazione del rame esposto alla luce UV.

Negozi componenti elettronici.

Il processo

1 – Disegnare il circuito elettrico con un PC e uno strumento di grafica o meglio un CAD elettronico. Entrambi si trovano in rete freevare.

2 – Una volta realizzato il circuito stamparlo su lucido per proiezione curandone le corrette dimensioni magari facendo un anteprima su carta normale. Attenzione al senso della stampa. I fogli lucidi per Inkjet sono stampabili solo da una parte, quella ruvida, quindi e' bene disegnare il circuito dal lato componenti che stampato e ribaltato sulla basetta diventa lato rame. Regolare il setup della stampante al fine di avere la massima risoluzione e la massima saturazione del nero in B/N.

Per una maggiore definizione del circuito è consigliabile stamparne due con orientamento diverso, uno verticale e l’altro orizzontale, che sovrapposti garantiscono un nero perfetto. L'allineamento delle due stampe e' semplificato se si aggiungono al circuito delle croci di allineamento fissandole poi tra loro con dello scotch. Non preoccupatevi, sembra difficile ma vi garantisco che e' semplicissimo ed il risultato e' a livello professionale.

3 – Ritagliate ora il master ottenuto per adattarlo alla dimensione della basetta che puo' essere abbondante rispetto al master per essere successivamente rifinita.

Il telaio porta basetta

Realizzazione del telaio porta basetta e master. Figura 4.

Il portafotografie misura 10x15 cm. ed e' composto da un fondo normalmente di cartone, da un vetro e da quattro clips di fissaggio. Esistono anche versioni con il plexyglass al posto del vetro. Usate solo quelle con il vetro che garantisce ottima trasparenza e rigidita'.

Si incollano tramite biadesivo quattro pezzi di basetta, 1x 3 cm,  ai lati del cartone portafoto nella posizione delle clips. Questi servono a creare un appogio per il vetro che altrimenti potrebbe muovere il master durante il fissaggio.

Ugualmente si riempie l’interno del telaio con biadesivo senza togliere la pellicola superiore. Questa andrà a compensare il biadesivo messo sotto i quattro pezzi ai lati .

Così facendo abbiamo creato un incavo dove inserire la basetta da esporre e il master.  Il vetro che applicheremo sopra aderirà così perfettamente al gruppo basetta/master trattenuto dalle clips.

 

Il processo continua

A questo punto inserite il gruppo telaio nel fornetto e esponete per quattro minuti. Il tempo dipende dal tipo di basetta. Potete, come al solito, fare test con differenti tempi di esposizione fino a raggiungere il tempo ottimale.

Fatto questo dovete immergere la basetta liberata dal telaio in una soluzione di Soda Caustica con 4 parti di acqua. Anche questo dipende dalla concentrazione dell’acido acquistato.

Io ho sviluppato per 1 minuto con risultato ottimo. Questo processo e' visibile anche a occhio e quando non viene piu' rilasciato resist , specie di nuvoletta nera, lo sviluppo e' terminato. Anche in questo caso alcune prove aiutano a finalizzare il processo.

Risciacquate la basetta e immergetela nel cloruro ferrico fino a completa rimozione del rame indesiderato. Circa 10 minuti.

I tempi variano parecchio in funzione della temperature e della quantita' di rame da togliere.

Dopo il lavaggio e la pulitura con acetone, quelle delle unghie va bene, per togliere il resist non sviluppato potete applicare alcuni alcuni passaggi di Magico Argento della Silverstar per argentare le piste e migliorare cosi' la presa dello stagno. Questo trucco l'ho acquisito su internet; non e' farina del mio sacco. LINK

Importante:

  • Usate bacinelle di plastica per gli acidi.
  • Usate guanti di plastica.
  • Usate pinzette di plastica da fotografo.
  • NON DISPERDETE GLI ACIDI NELLE TUBAZIONI DOMESTICHE, SONO CORROSIVI. VANNO PORTATI IN DISCARICA.

Suggerimenti:

  • Questo sistema permette di realizzare  PCB di medie dimensioni, 10x15 cm, che normalmente son più che sufficienti per scopi hobbistici.
  • Qualora si volesse realizzare PCB più grandi suggerisco di acquistare comunque il fornetto e utilizzando i suoi componenti costruire una scatola che li contenga.
  • Ottimi sono i vecchi scanner piatti che su eBay si trovano a pochi euro, da 10 a 20.

Conclusioni

Quanto illustrato e' chiaramente rivolto agli hobbisti ma rende ottimi risultati anche in presenza di alta densita' di componenti e di componenti integrati . Il master della foto iniziale contiene un Arduino Nano, regolatore serie 78, connettori USb, relay e driver mosfet, due dc-dc conevrter applicati sopra la basetta e componenti vari.

Offre inoltre la possibilita' di produrre piu' basette con lo stesso circuito in quanto il master non viene distrutto.

Lo stesso metodo e' applicabile anche per basette a doppia faccia avendo cura di creare dei punti di allineamneto.

Spero di aver contribuito a risolvere alcuni tra i problemi che piu' affliggono gli hobbisty dell'elettronica.

Buona lavoro a tutti.

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9 Commenti

  1. delfino_curioso delfino_curioso 27 Dicembre 2013
  2. willygroup willygroup 27 Dicembre 2013
  3. Adriano Gandolfo adrirobot 27 Dicembre 2013
  4. Adriano Gandolfo adrirobot 27 Dicembre 2013
  5. willygroup willygroup 27 Dicembre 2013
  6. Marven 28 Dicembre 2013
  7. Carmelo.Bonaventura 1 Gennaio 2014
  8. Luigidv 4 Gennaio 2014
  9. platone58 9 Gennaio 2014

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