Realizzare un circuito stampato

Scrivo qui un resoconto delle operazione da me effettuare per realizzare il circuito stampato per il braccio meccanico. La tecnica adoperata è quella comunemente definita “stira e ammira”, che è anche quella più semplice, economica e veloce da mettere in pratica.

Materiale occorrente

  • PC con Fritzing installato
  • stampante laser
  • basetta di rame non presensibilizzata con fotoresist
  • acetone
  • cotone idrofilo
  • paglietta metallica da cucina sottile (o carta vetro sottile)
  • ferro da stiro (o laminatrice a caldo)
  • pagina in carta patinata di una rivista
  • vaschetta d’acqua
  • spazzolino (o gomma da cancellare)
  • pennarello indelebile a punta fine
  • taglierino
  • acqua ossigenata
  • acido cloridrico
  • acqua distillata
  • guanti di lattice

Disegno

Disegnato con Fritzing

Il disegno l’ho realizzato con Fritzing , un pcbcad multipiattaforma e opensource dall’interfaccia user-friendly e semplice da usare. Purtroppo è ancora in beta e alcune delle funzionalità più avanzate causano crash sistematici, inoltre molte delle funzionalità presenti in programmi professionali, come EAGLE, non sono ancora state implementate. Tuttavia fra i suoi pregi annovera un’ ampia libreria, usufruibile semplicemente trascinando i vari componenti nell’area di lavoro, un’editor per ampliare/modificare la libreria, la possibilità di scaricare componenti addizionali dal sito ufficiale, l’autorouting (lo sbroglio automatico delle piste), la verifica della correttezza dei collegamenti (ancora instabile), l’inserimento di un piano di massa e, soprattutto, la completa gestione del passaggio da breadboard a pcb, passando per lo schema elettrico.

Mi è bastato trascinare le varie componenti all’interno della finestra “PCB”, fare gli oppurtuni collegamenti, aggiungere un piano di massa dal menu Routing -> Ground Fill ed esportare il master dal menu File -> Esporta -> For Production.

Master

Stampato con la mia fedele Samsung ML-2160

Dopo aver passato qualche minuto a controllare gli eventuali errori (senza fretta), si può procedere alla stampa del master sulla carta patinata al massimo della risoluzione (possibilmente 1200×1200 dpi) e con quanto più toner possibile (disabilitando la modalità per il risparmio di toner). Molte stampanti laser, compresa la mia, si inceppano se alimentate con carta troppo sottile come quella delle riviste. Il trucco sta nell’incollare la carta patinata su un normale foglio di carta da ufficio, facendo attenzione a non distribuire la colla in prossimità delle zone da stampare.

Dopo la stampa si può ritagliare il master e passare alla fase successiva.

Transfer

Il toner è stato trasferito sulla basetta con un comune ferro da stiro

La prima cosa da fare è quella di infilarsi un paio di guanti, in modo da non lasciare ditate sul rame.

Prima di passare al trasferimento, però, occorre pulire per bene la basetta ramata, prima strofinandola con una pagliettina da cucina (o con carta verto fine), poi sgrassandola strofinandola con del cotone idrofilo imbevuto di acetone. Successivamente asciugare e lasciare evaporare i residui di acetone.

Preriscaldare la basetta di rame lasciandola sotto il ferro da stiro alla massima potenza per circa un minuto, poi con i guanti (per non scottarsi) adagiare la basetta bollente sul master con molta precisione. Il toner si scioglierà parzialmente incollando carta e rame, rendendo inutile il fissaggio con nastro adesivo di carta.

Poi stirare per 2-3 minuti con il master rivolto verso il ferro da stiro.

Passato questo tempo, bisogna raffreddare il tutto in una bacinella di acqua fredda, che tra l’altro ammorbidirà la carta, facilitando la successiva operazione di rimozione, in cui ci si può avvalere di uno spazzolino da denti o di una gomma da cancellare.

Incisione

Risultato

Prima di passare all’incisione occorre correggere gli eventuali errori dovuti al traferimento, come collegamenti saltati, da ripassare con un pennarello indelebile a punta fine, o corto circuiti da cancellare grattando via il toner con il taglierino.

Poi prendere assolutamente le dovute precauzioni (le sostanze chimiche da usare sono tossiche) come proteggere mani, vie respiratorie, occhi e vestiti.

Versare in una bacinella in ordine l’acqua distillata, l’acido muriatico/cloridrico e l’acqua ossigenata/perossido d’idrogeno, in proporzioni 90/8/2. Queste proporzioni sono calcolate supponendo di avere l’HCl e l’H2O2 purissimi. Per calcolare le reali quantità ci basta dividere tali numeri per la rispettiva concentrazione. Nel mio caso, disponendo di HCl al 30%-33% e di H2O2 al 3,6%, ho versato 25 ml (831.5*100) di HCl, 55 ml (23,6*100) di H2O2 e i restanti 20 ml (100-25-55) di acqua distillata.

Immergere la basetta con il rame rivolto verso il basso e aspettare per qualche minuto. Il rame non protetto dal toner dovrebbe progressivamente ossidarsi e corrodersi. Quando l’arancione del rame smette di vedersi si può sciacquare abbondantemente sotto l’acqua corrente e poi rimuovere il toner con la pagliettina e l’acetone.

Commenti