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:
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Programma di cad elettronico |
Io uso DESIGNSPARK che è gratuito ma ne esistono tantissimi altri. |
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Stampante Inkjet |
Qualsiasi stampante Inkjet. |
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Fogli Lucidi per proiezione |
Normali Lucidi A4 per proiezione stampabili inkjet |
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Portafotografie 10x15 con vetro |
Normali portafotografie con vetro e clips per fissare lo stesso al fondo normalmente di cartone spesso. Foto 3. |
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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. |
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Biadesivo |
Nastro adesivo su entrambi i lati nei colorifici. |
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Fornetto UV |
Reperibile ovunque. Su eBay da 12euro in su. Preferibile con doppio timer 120sec. e continuo. Figura 1 e 2. |
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Soda Caustica |
Per la rimozione del resist esposto alla luce UV. Negozi componenti elettronici. |
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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.
Finalmente si torna a parlare di realizzazione di circuiti stampati in casa, un argomento a mio vedere davvero avvincente per l’hobbysta!
Mi ci diverto da molto tempo e concordo su quanto esposto nell’articolo. Se posso portare la mia esperienza, suggerisco a chi può di usare comunque una stampante laser piuttosto che inkjet su lucido, dal momento che l’inchiostro può comunque creare sbavature durante il passaggio del foglio attraverso i rulli della stampante (mi ci sono giocato parecchi master e cartucce di inchiostro in questo modo).
Altro suggerimento che, se l’autore mi consente, vorrei aggiungere a chi si cimenta in questa attività è di evitare l’uso dei fogli lucidi opachi (per intenderci quelli che vengono usati in sartoria per la realizzazione dei modelli): almeno per mia esperienza occorre sempre stampare due volte lo stesso foglio e sovrapporlo per avere il master perfettamente opaco alla luce ultravioletta del bromografo nei punti dove si trovano le tracce del master. Problema che, anche in questo caso, si può ridurre utilizzando una stampante laser jet piuttosto che inkjet.
Ringrazio invece l’autore per la dritta sui tempi di sviluppo legata alla fine del rilascio del resist nella soluzione: invece di guardare a tale aspetto, ho sempre utilizzato dei tempi fissi, purtroppo spesso con conseguenze negative.
L’argentil, o il Magico Argento, sono poi una mano santa contro le piazzole a cui non aderisce bene lo stagno durante la saldatura 😉
Ottimo approccio da maker, complimenti!
Ciao
Io¹ per i circuiti monofaccia uso con assoluta soddisfazione carta fotografica (di bassa qualità) o patinata (vecchi residui della mia prima inkjet), stampante laser e ferro da stiro.
Per i doppia faccia è un po’ difficile sovrapporre perfettamente i due lati.
Ho provato una volta con la carta apposita (blu) ma probabilmente avevo il ferro da stiro troppo caldo e si è fuso tutto il foglio 😀
¹ – (nonostante possegga anche un bromografo autocostruito)
Ciao luigi
Un altro sistema per realizzare i circuiti stampati, questo non lo avevo ancora letto, personalmente uso quello dei fogli blu stampando con una laser.
Ma visto i tuoi risultati mi sembra il sistema funzioni altrettanto bene.
Vedendo la foto della tua scheda dell’alimentatore da 8V, ti consiglio di aumentare il diametro delle piazzole, e dove è possibile di ridurre la punta per forare al diametro di 0,8mm.
Io utilizzo un trapano Dremmel montato su una colonna “workstation”che fa diventare in pochi secondi il multi utensile in un trapano a colonna, che permette fori ben centrati.
In questo modo eviti che durante la saldatura la pista si distacchi dal supporto.
Ottimo poi il suggerimento del Magico Argento della Silverstar per argentare le piste, credo che lo prenderò anch’io.
Saluti
Adriano
Ciao willygroup
Personalmente uso da anni esclusivamente il sistema dei fogli blu e come vedrai le mie schede prodotte sul mio sito http://www.adrirobot.it, sono di discreta fattura.
http://www.adrirobot.it/arduino/voltmetro_amperometro/Arduino_voltmetro-amperometro.htm
Come hai detto tu il problema è certamente la temperatura, e forse ancora di più il tempo che è lasciato a contatto con la piastra ramata.
Personalmente quando preparo il master ne stampo due copie, così se una viene male, posso cancellare il tutto e riprovare.
Il tempo dipende da molti fattori, una tra i quali la dimensione della basetta, più è grande più lungo deve essere il tempo.
Di solito con il ferro da stiro impostato sul “Lino” una trentina di secondi sono più che sufficienti.
Poi conviene compiere una prima “stiratura” di una ventina di secondi, e verificare il risultato ed eventualmente continuare ancora per qualche tempo.
Occorre poi lasciare raffreddare il tutto completamente e poi asportare delicatamente la pellicola, se alcune piste non hanno aderito, occorre che la piastra ramata sia perfettamente pulita, si può correggere le piste con un pennarello indelebile.
Saluti
Adriano
Grazie, immaginavo fosse un problema mio 🙂
Bellissimo! ben fatto! complimenti.:D
Per le prime basette ho utilizzato il pennarello per circuiti stampati, ricordo che venivano fuori delle piste orrende ed enormi ma, all’epoca non esisteva il problema “spazio tra le piste” quindi andava benissimo. Poi con l’avvento dei circuiti integrati ho dovuto prendere in considerazione i trasferibili ed i circuiti hanno iniziato a prendere un’estetica più professionale. Infine c’è stato l’avvento delle basette presensibilizzate con il fotoresist e lì sono iniziati i veri problemi perchè utilizzando una stampante inkjet (All’epoca erano molto meno precise) lasciava trasparire troppa luce attraverso le piste che risultavano tutte “bucherellate”. Quando poi finalmente ho acquistato la laser… ho messo da parte l’elettronica perchè le priorità erano cambiate. 😀
Questo progetto mi tornerà utile molto presto, visto che avrò un bel po’ di circuiti da stampare. Grazie! 🙂
Ciao
Mario
Complimenti per la guida è fatta veramente bene.
Ciao Adriano,
anch’io uso un trapano Dremel 4000 che funziona benissimo per lo scopo.
L’alimentatore di cui parli e’ un primo esperimento non avendo altro da proporre come foto. Ti assicuro che si ottengono ottimi risultati anche con piste strette, quelle per intenderci che Design Spark definisce “Small Signal”. Ora sto studiando un piano su viti senza fine per il taglio delle piastre sempre con Dremel.
Grazie
Ciao
Luigi
è bello che nonostante tutto si parli ancora di autocostruzione, in un epoca che se ci avvicina alla GBC ( caro e vecchia glorioso Gian Bruto Castelfranchi … editore )è meglio comprare tutto gia fatto, considerando che una resistenza la si paga 10 centesimi ! sob