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L’impiego dei circuiti stampati sono necessari per
avere un circuito pulito senza dover collegare fili volanti pasticciati
o componenti saldati uno sopra l’altro. Un circuito realizzato volante se rispetta i
collegamenti precisi in riferimento allo schema elettrico avrebbe comunque esito
positivo per quanto riguarda il funzionamento ma se si ricorre a circuiti
complessi o si vuol dimostrare un
minimo di professionalità è obbligato l’uso di circuiti stampati con metodo
manuale o a fotoincisione. |
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Precauzioni |
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Per effettuare i circuiti stampati si deve obbligatoriamente usare una o due sostanze da maneggiare con cautela; si tratta del Percloruro ferrico (acido corrosivo per rame) e Soda caustica ( per lo sviluppo) se si usa il sistema a fotoincisione. Quando si lavora con queste due sostanze è consigliabile usare dei guanti in gomma per non avere contatto con la pelle; non stropicciarsi gli occhi dopo averli utilizzati , attenzione a schizzi e maneggiateli con cautela. Il Percloruro ferrico si può mettere in una vaschetta di plastica per usarlo quando necessario ; sono anni che uso sempre il solito. La soda caustica da preparare in una bacinella in plastica, dopo qualche giorno perde la concentrazione originale per cui andrà preparata di nuovo, vedete voi. |
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Materiali
occorrenti |
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Carta Millimetrata | Carta Lucida | Trasferibili | Film trasparente |
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METODO MANUALE | |
Per effettuare circuiti stampati in modo manuale è necessario avere : | |
Album di carta millimetrata | |
Album di carta lucida | |
Foglio di carta calcante | |
Pennarello per circuiti stampati (tipo Decon – dalo 33) oppure in | |
alternativa usare trasferibili (tipo R41) o nastrino (tipo Mecanorma Electronic) ; materiale disponibile in negozi di componenti elettronici. | |
Vetronite o bachilite (dove viene realizzato il circuito stampato) | |
reperibile in negozi di componenti elettronici. | |
Acido (tipo Perclouro ferrico) reperibile in negozi di componenti | |
elettronici, venduto in palline gialle da sciogliere in acqua o taniche già pronte all’uso. | |
Trapano a colonna utile alla foratura del circuito stampato per l’alloggio | |
dei componenti. | |
METODO a FOTOINCISIONE | |
Questo sistema rende i circuiti
più precisi e più piccoli perché il layout del circuito viene
fotografato come nel disegno con il vantaggio di disegnare piste con ingombri
minori non realizzabili con il sistema a pennarello. Si possono utilizzare anche i trasferibili della serie
R41 da applicare su un foglio di acetato ma si può avere inconvenienti nel caso
di correzioni e ritocchi. L’ideale sarebbe avere installato un software nel PC
per fare in automatico lo sbroglio dallo schema elettrico allo sviluppo delle
piste (se ne trovano anche in rete vedi CIRCAD
) altrimenti si ricorre al sistema di copia
del circuito (lato piste) per
essere ritoccato e aggiustato con programmi di fotoritocco per mezzo del PC. Spesso nelle riviste di elettronica si trovano
stampati a grandezza naturale. E’ fondamentale prima di procedere allo sviluppo controllare ingombri particolari come integrati connettori ecc..
E' necessario: |
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Vetronite da fotoincisione ; se ne trovano a singola – doppia faccia con | |
diversi tipi di esposizione e si deve sapere se sono Negative (piste del circuito bianche) o Positive (piste del circuito nere) ;reperibili in negozi di componenti elettronici. | |
Film Trasparente (trasparent Film per stampanti a getto di inchiostro) | |
reperibili in negozi di computer | |
Acido (tipo perclouro ferrico) reperibile in negozi di componenti | |
elettronici venduto in palline gialle da sciogliere in acqua o taniche già pronte all’uso. | |
Soda caustica a scaglie venduta nei negozi di ferramenta. | |
Bromografo reperibile in negozi di elettronica o autocostruito. | |
Trapano a colonna utile alla foratura del circuito stampato per l’alloggio | |
dei componenti. |
Preparazione e incisione con metodo manuale |
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SINGOLA FACCIA | ||
Prendere lo schema elettrico dal circuito da effettuare controllando la lista dei componenti e i loro ingombri. Preparare
un foglio di carta millimetrata ed applicare con dello scotch al bordo superiore
un foglio di carta lucida. Aprendo
e accoppiando i due fogli si devono unire perfettamente nella solita posizione. Nella
carta millimetrata andranno disegnati i componenti del circuito elettronico con
i loro ingombri reali e nella carta lucida (con la trasparenza sottostante dei
componenti disegnati) le piste di collegamento. |
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E’
consigliabile disegnare pochi componenti per volta ed incominciare a realizzare
lo sbroglio delle piste nella carta lucida; questo per semplificare lo sbroglio
di tutto il progetto. |
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la
vetronite dovranno essere disegnate con dimensioni maggiori e quindi è
fondamentale lasciare spazio adeguato tra una pista e l’altra . Per
l’ ingombro di componenti particolari come integrati connettori eccetera è
consigliato riportare nel foglio millimetrato le reali dimensioni per mezzo dei
trasferibili R41 (reperibili in negozi di componenti elettronici) e di seguito
tracciare l’ingombro delle piazzole con lapis sul foglio lucido posizionato
sopra in trasparenza. Spesso
i componenti o le piste disegnate andranno cancellate per semplificare lo
sbroglio o comunque per rientrare nelle dimensione della scheda prestabilita. |
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Una
volta completato lo sbroglio del circuito con tutte le piste in riferimento allo
schema elettrico e disegnato tutti componenti nel foglio millimetrato si può
procedere a calcare il disegno del foglio lucido sopra la vetronite. Tagliare
un pezzo di vetronite con dimensioni uguali al progetto e posizionare sopra
(parte rame) carta calcante fissandola con dello scotch. |
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E’
conveniente per prima controllare se la vostra carta calcante riporta in maniera
visibile il disegno delle piste sopra il lato rame. Prendere
la vetronite e piazzarla sopra la carta lucida dalla parte dove si è disegnato
le piste ( si deve calcare al rovescio) precisamente sopra al progetto disegnato
e fissare bene ai lati con dello scotch. A
questo punto ribaltare il foglio lucido con sotto carta calcante e vetronite per
calcare tramite il passaggio del lapis tutte le piste precedentemente effettuate
ma dalla parte opposta. |
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Una
volta eseguito questa operazione togliere lo scotch e la carta calcante in modo
da vedere il disegno delle piste ricalcate sulla vetronite al rovescio. Il
passaggio successivo sarà quella di rendere il disegno calcato resistente
all’acido e questo si può farlo tramite trasferibili (tipo R41) oppure
pennarello apposito (tipo Decon – dalo 33) oppure nastrino apposito (tipo mecanorma electronic)
. |
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La
prima operazione è quella di disegnare le piazzole degli integrati , che e
conveniente effettuarle con
trasferibili R41 (anche per la precisione dei fori)
e di seguito adoprare ad esempio il pennarello per ripassare tutto il circuito
impresso dalla carta calcante. Per
le parti di massa che richiede una quantità eccessiva di inchiostro è
sufficiente mettere del nastro isolante ; questo per risparmiare l’uso del
pennarello (costa una decina di euro). Una
volta finito il disegno delle piste si deve far asciugare almeno 20 minuti (con
il calore di una stufa fa molto prima) e controllare accuratamente che non ci
sia dei punti di unione involontari confrontando con il disegno sul foglio
lucido. Se
si sono verificati degli errori ; piste unite per sbaglio oppure imprecisione
nel disegno col pennarello è sufficiente graffiare la parte indesiderata con
qualcosa appuntito per riportare alla luce il rame sottostante. L’operazione
successiva è quella di immergere la scheda con il circuito disegnato
nell’acido (perclouro ferrico)
al fine di eliminare il rame non protetto
dall’inchiostro. Si
può immergere completamente dentro l’acido oppure far galleggiare la
scheda sopra l’acido (si deve far cadere la vetronite in modo uniforme e
parallela alla soluzione acida da circa 1 cm). Quest’ultimo
sistema è vantaggioso per il motivo che il rame corroso cade verso il fondo
della vaschetta e una volta raggiunto il tempo di corrosione si vede in
trasparenza il disegno, avvertendoci che la nostra scheda è ormai pronta
(dipende dalla soluzione acida e dalla temperatura, solitamente 45-60 minuti). Se
la scheda da realizzare è piuttosto grande è consigliabile bagnare con acqua
corrente la parte da sviluppare; questo per non permettere che si formino bolle
d’aria al centro e quindi una parte di circuito non realizzato. Se
preferite immergere completamente nell’acido la vostra scheda l’esito del
risultato sarà comunque uguale , solo che ci vorrà più tempo soprattutto se
la soluzione è già stata usata più volte. La
scheda depositandosi nel fondo della vaschetta si mischierà con il rame
depositato dalle vecchie incisioni. In
seguito prendere la scheda bagnata dall’acido (è conveniente con dei guanti
in gomma) e lavarla sotto l’acqua corrente per eliminare completamente le
tracce di acido. Prendere
del Vim e della paglietta metallica per eliminare l’inchiostro sopra le piste
al fine di riportare il
rame alla luce. Asciugare
con dello scottex per completare il vostro circuito stampato. Il
processo successivo è quello di forare tutte le piazzole della scheda tramite
un trapano montato su colonna con i fori che richiedono i componenti
(soprattutto di 1 mm ). |
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DOPPIA FACCIA |
Il
procedimento è uguale a quello della singola faccia, solo che risulta
difficoltoso far coincidere le piazzole della faccia sopra con quella sotto. Si
deve procedere ad effettuare completamente la faccia sopra sia il disegno che il
procedimento nell’acido mascherando la parte sottostante con del nastro
isolante . Una
volta effettuato le piste della faccia sopra, forare solo due piazzole estreme
negli angoli che hanno collegamento con piazzole sotto; questo è utile come
riferimento per posizionare la carta lucida precedentemente disegnata e calcare
la faccia sotto, facendo attenzione a non confondere la parte da calcare. Una
volta ricalcato la faccia sotto si deve effettuare tutti i fori nelle piazzole
della faccia sopra. Con
questo sistema ho preparato la faccia sotto per essere ripassata con pennarello
o trasferibili ; i fori già presenti mi
danno il riferimento per centrare le piazzole faccia sotto con quella sopra. Preparato
anche la faccia sotto si può immergere nell’acido mascherando con del nastro
isolante la faccia sopra precedentemente realizzata. Dopo
un po’ di pratica verranno effettuati con precisione anche i circuiti stampati
a doppia faccia. |
Preparazione e incisione con sistema a Fotoincisione |
TEMPI DI ESPOSIZIONE |
Inevitabile
dire che bisognerà fare alcune prove per ottenere dei buoni risultati. Ricordo
che il bromografo dovrà avere i vetri puliti e i master stampati al max
della densità; si può sovrapporre 2 lucidi se la stampante non è al Top. Servirà
solo un minimo di precisione per l’accoppiamento. Per
trovare il tempo di esposizione corretto è consigliabile creare un Master
Test (lucido) particolare, che sarà utile a conoscere le dimensioni minime
delle piste ,distanze d’isolamento, densità
trasparenza del master creato piuttosto che l’efficacia delle schede
presensibilizzate utilizzate. Si
deve creare un master con molte linee parallele di vario spessore e varie
distanze di isolamento (vedi
foto).
Fondamentali
saranno le linee verticali presenti nella parte superiore ed inferiore del
master dove deve essere riportato i tempi singoli di esposizione (sopra) e i
tempi totali del test (sotto) Mi
spiego… una volta creato il Master Test ed applicato sulla basetta da
esporre (non si deve avere un minimo di spostamento, magari applicare dello
scotch), procurarsi un pezzo di
carta stagnola (anche un cartoncino nero) ed appoggiarlo sopra in modo di
coprire la parte sinistra lasciando esposto solo la prima finestra test
(60-240 sec.) Accendere
il bromografo e lasciare in esposizione precisamente per il tempo indicato
60 sec. Facile
pensare che l’operazione successiva sarà quella di far scorrere la
stagnola a sinistra per esporre la finestra successiva per il tempo
indicato. Finale..
avrò la basetta con una esposizione eccessiva sul lato destro e
insufficiente a sinistra. Dopo
il trattamento di sviluppo con soda caustica ,a voi la scelta di valutare la
foto intermedia migliore, conoscendo finalmente il miglior tempo di
esposizione indicato in basso della scheda test. |
PROCEDIMENTO per lo SVILUPPO |
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Attenzione: Queste indicazioni sono di Riferimento per Schede sensibili da 1,5 mm (con pellicola nera) singola faccia positiva. Ogni tipo di scheda presensibilizzata ha il suo tempo di esposizione e modi di preparazione diversi.
Stampare l’immagine del circuito in Positivo (le piste sono nere) in un foglio trasparente per stampante a getto di inchiostro (Trasparency Film da inserire nella stampante nel verso giusto). Non conosco il vostro tipo di stampante ma è necessario stampare il circuito in maniera di avere le parti nere più scure possibili in modo da non far filtrare la luce ultravioletta. La luce invece deve filtrare in maniera sufficiente nelle parti rimaste trasparenti. Impostare la stampante con tonalità scuro al
max
e qualità stampa migliore.
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A) |
Togliere la pellicola nera protettiva; posizionare l’immagine nel (senso |
giusto) del circuito sopra la vetronite fotosensibile con il peso di un vetro. Sia il vostro master che il vetro a contatto devono essere puliti; un piccolo pelo o un avanzo di pane e salame .... creerebbe un cortocircuito. |
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B) | Lasciare sotto l’esposizione della luce ultravioletta esattamente per il |
tempo Test di esposizione. |
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C) |
Al termine dell’esposizione immergere il circuito in una bacinella |
precedentemente preparata con 1 Litro di acqua e 10 grammi di Soda Caustica (dipende dal tipo di scheda fotosensibile) | |
D) |
Cominciare subito a stropicciare sopra il circuito con dello scottex |
(sempre immerso nella soluzione) fino a evidenziare il rame indesiderato (quello che dovrà essere eliminato). Non lasciare troppo il circuito nella soluzione altrimenti il disegno delle piste si rovinerà. |
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E) | Completata l’operazione immergere la scheda sotto l’acqua corrente |
di una fontana. |
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F) |
Asciugare la scheda con dello scottex ed immergere nell’acido per Rame |
(Perclouro ferrico) per circa 45 - 60 minuti, (dipende dalla concentrazione). Se il circuito è piccolo va bene anche farlo galleggiare sopra l’acido |
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G) |
Infine togliere dall’acido , pulire bene sotto acqua corrente e per mezzo |
di una paglietta di acciaio e del Vim togliere completamente la pellicola protettiva sopra le piste del circuito. |
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H) |
Asciugare e procedere alla foratura delle piazzole. |
Piste stampate su lucido |
Scheda ultimata |
Circuito completato |
Circuiti di prova |
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Spesso per effettuare circuiti di prova semplici che richiedono ad esempio l’uso di un integrato , preferisco perfezionarli su un scheda test dove tutti i | ||
piedini sotto esame vengono riportati in grande come visibile in figura. Almeno
che non si lavori su componenti per
alta frequenza , (i componenti volanti ne pregiudicherebbero il funzionamento),
questa scheda test garantisce l’operazione di saldatura e dissaldatura senza
pasticciare eccessivamente. Se si realizza più circuiti di questo genere muniti di zoccoli per alloggiare gli integrati più comunemente usati, si rendono i circuiti |
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testati e definitivi per realizzarli in bella copia |
Circuito a grandezza naturale |
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con i sistemi di incisione sopra descritti. |