The Green Robotics Age

Bromografo e Circuiti Stampati

Bromografo

Il Bromografo è una scatola con la parte superiore di vetro nel cui interno ci sono due o più lampade a luce ultravioletta che servono per impressionare la basetta sensibile a questa luce. La scatola può essere in legno o in qualsiasi altri materiale (io ho usato un vecchio scanner di quelli vecchi e alti) facile da lavorare. Al suo interno vengono poste le lampade a distanza regolare tra di loro e distanti dal vetro superiore almeno 5 cm. La distanza dal vetro e quindi la quantità di luce che arriva alla basetta, determinerà il tempo di esposizione per una buona venuta del master. Un tempo di esposizione che varia tra 2 e 5 minuti va benissimo. Tempi troppo corti non permettono una corretta esposizione del CS. Io, con il mio bromografo espongo per 4 - 4,5 minuti le basette in bachelite della Opitec (marcate NS) e per circa 2 - 2,5 minuti le basette in vetronite (marcate DS) acquistate in un negozio di componenti elettronici.

Basette Presensibilizzate (DS)

Sono basette in rame a singola o doppia faccia con applicato sul lato rame uno strato di soluzione fotosensibile che viene impressionato come una lastra fotografica dalla luce ultravioletta che proviene dalle lampade del bromografo. Di norma ci vogliono fino a 2 minuti di esposizione se usati con un master trasparente in acetato, ma il tempo di esposizione può aumentare sensibilmente se si usano come master dei fogli meno trasparenti (ad esempio carta da fotocopie). Io sono arrivato ad un tempo ottimale di 3,5 - 4 minuti con carta da fotocopie e 2 - 2,5 minuti con fogli lucidi da disegno. Alcune basette di bachelite invece hanno bisogno di 3,5 minuti con i lucidi perche' meno sensibili (ma la cosa e' positiva in quanto l'esposizione e' meno problematica). Bisogna comunque dire che la grana della carta da fotocopie è grossolana e può dare qualche problema. Chi vuole può comprare lastre ramate semplici da spruzzare poi con una bomboletta di fotoresist (liquido fotosensibile) ma di questo non ho esperienza.

Master

Il master non è altro che un foglio lucido con sopra stampato il disegno del CS che si vuole ottenere. Generalmente si usa un foglio di acetato su cui viene stampato il layout del circuito da sviluppare. Per la stampa può andare bene una stampante laser a 300dpi (piste da 1mm in su). Per piste piu' fine e' preferibile una stampante da 600dpi o meglio da 1200dpi.
Succede con una certa frequenza che l'acetato non sopporti le alte temperature della stampante ed esca da questa con vistose arricciature o peggio, rimanga incastrato tra i rulli della stampante con il rischio di rovinarla. Se questo dovesse succedere far eseguire alla laser uno o più cicli di pulizia immediatamente, così da togliere il più possibile i pezzetti di acetato ancora fuso dai rulli trasportatori dei fogli.
Per evitare questo qualcuno usa la carta comune da fotocopie e devo dire che funziona discretamente ma è necessario allungare abbastanza il tempo di esposizione della basetta presensibilizzata. Io ho usato e consiglio vivamente i fogli lucidi da disegno che hanno una buona trasparenza (sono traslucidi come la carta da forno) ed anche una ottima resistenza al calore (non sono di acetato). Inoltre permettono di avere gli stessi tempi di esposizione ottenibili dall'acetato.
Ci tengo a dire questo perchè nei miei "viaggi" in Internet alla ricerca di soluzioni per la realizzazione dei circuiti stampati ho sempre trovato hobbisti che usano i fogli lucidi in acetato fatti apposta per le stampanti laser. Queste persone a detta loro non hanno mai avuto problemi. Io ci credo, ma dopo aver comprato a caro prezzo in una copisteria i fogli di acetato che loro usano per fare lucidi, ho avuto l'amara sorpresa di riuscire a fare solo due master, dopo di che il terzo foglio si è inceppato nella mia laser. Qualcuno potrà obiettare che la mia laser non è buona o è vecchia, ma non è così. E' una laser di ultima generazione che stampa anche molto bene. Inoltre lo stesso problema lo ho avuto al lavoro (fortunatamente senza conseguenze gravi) con una stampante di rete professionale da parecchie migliaia di euro.
Perchè allora agli altri funziona?
Io suppongo due cose: La prima è che alcuni di questi tutorial siano "fake" e cioè copiature di altri tutorial (e ne ho trovati tanti in giro, anche copiati senza alcuna fantasia) e quindi senza personale esperienza dell'autore. La seconda è che per una fortunata coincidenza l'autore abbia trovato i fogli giusti per la laser o meglio la laser giusta per i fogli acquistati. Che cosa intendo? Nella mia vita lavorativa ho usato diverse laser, a partire dalle prime da 100-150 dpi fino alle più recenti da 1200 dpi e quello che ho notato è che le prime laser scaldavano molto meno di quelle recenti e questo si notava dal fatto che i fogli uscivano quasi per niente arcuati. Adesso invece i fogli escono abbastanza arcuati in tutte le laser, incluse quelle da parecchie migliaia di euro che uso al lavoro.
Per concludere quindi o trovate una laser che scalda poco, oppure usate i lucidi da disegno che sicuramente non vi si squaglieranno nella stampante (e se succede una volta poi succederà per sempre, come è successo a me).

Acidi per lo sviluppo e l'incisione

Occorrono due soluzioni per la preparazione dei CS:

Il liquido di sviluppo che è una soluzione formata da 8-10 grammi di soda caustica (Niagara) diluiti in 1 litro di acqua calda. Questo è il rapporto migliore che ho trovato dopo aver sbagliato diversi sviluppi eliminando completamente lo strato di fotoresist per eccesso di soda caustica o impedendo lo sviluppo per difetto di soda caustica. Con queste proporzioni lo sviluppo avviene in circa un minuto. La soda va versata in acqua calda per evitare che formi un grosso grumo e che quindi non si sciolga. Per sicurezza mettete la soda nella bottiglia già riempita di acqua calda e poi agitate per qualche minuto fino a che la soda non si sarà sciolta. E' necessario però pesare la soda con una bilancia elettronica che abbia un basso errore percentuale per pesature sotto i 100 grammi. Potete trovare (e non ve lo dicono) bilance elettroniche con un errore percentuale sotto i 100 grammi che va da 1% fino al 5%. Attenti quindi a leggere le caratteristiche tecniche prima di acquistarla e non fatevi trarre in inganno da marchi noti.
Il liquido da incisione che è percloruro ferrico che si compra già fatto oppure in bustine da diluire nell'acqua secondo le dosi indicate dal fabbricante.

Esecuzione

Andiamo per punti, così sarà più facile seguirli.

Preparare il master con un programma CAD tipo EAGLE o FIDOCAD e stampare in scala 1:1 su foglio lucido con una stampante laser. Per non sprecare un foglio intero di lucido io divido in 2 il foglio, predispongo la stampa per un formato A5 ed infilo lo stesso nel vano "foglio singolo / buste" della laser.
Ritagliare il foglio lungo i bordi lasciando un "sovrappiù" di 3 millimetri che servirà per applicarvi lo scotch che lo terrà ancorato alla basetta ramata.
Ritagliare un pezzo di basetta ramata presensibilizzata che sia più grande di circa 3-5 millimetri del master che abbiamo già preparato.
Togliere la pellicola protettiva dalla basetta e applicarci sopra il lucido che fisseremo alla basetta con dei pezzetti di nastro adesivo trasparente badando di non invadere la zona disegnata.
Mettere la basetta sul bromografo con la faccia fotosensibile rivolta in giù verso le lampade UV.
Accendere il bromografo per il tempo necessario all'esposizione (di norma 2,5 minuti).
Spegnere il bromografo e togliere la basetta.
Togliere dalla basetta il foglio di carta lucida ed inserirla in una bacinella in plastica con il liquido di sviluppo (acqua e soda).
Agitare la bacinella. Vedremo che come per magia apparirà il disegno del circuito stampato e l'acido diventerà più scuro. A questo punto usando un guanto tipo da chirurgo agitare la basetta nello sviluppo e carezzarla delicatamente per togliere il liquido scuro dalla superficie e velocizzare lo sviluppo oppure usare un pennello per pittura. Questa operazione dura da 1 a 2 minuti. Non eccedete nel tempo di sviluppo, ad un certo punto vedrete che non verrà prodotto liquido scuro perchè la reazione è finita.
Togliere la basetta e sciacquarla con acqua fredda.
Gettare la soluzione facendo scorrere molta acqua per non far stagnare la soluzione nelle tubature (è corrosiva).
Mettere la basetta in una bacinella con cloruro ferrico per l'incisione. La temperatura della soluzione deve essere superiore a 18° altrimenti la reazione non avviene (la temperatura ideale è tra i 25 ed i 40 gradi). Volendo se è inverno si può scaldare la bottiglia dell'acido su un termosifone una mezzora prima dell'uso. Agitare la bacinella ed operare come per lo sviluppo. Vedrete che pian piano il rame verrà inciso ed appariranno le piste di rame.
Togliere la basetta dall'acido e lavarla in acqua fredda. L'acido potra essere rimesso nella bottiglia in quanto è ancora buono per altre incisioni. Attenzione che questo acido macchia la ceramica del lavandino che andrà subito lavato bene con sapone in polvere e/o viakal o simili e risciacquato con acqua fredda.
Pulire la basetta con una spugna abrasiva e sapone per togliere il fotoresist ed asciugare.

A t t e n z i o n e ! ! !

Non guardare mai la luce ultravioletta, ne esporsi ad essa perchè può provocare gravi irritazioni agli occhi ed alla pelle.

Laccatura

Una volta inciso il CS, per evitare che le piste si ossidino, è bene spruzzarlo con una passata di lacca per circuiti stampati. E' una ottima protezione contro gli agenti atmosferici e non impedisce la saldatura dei componenti. Non è quindi necessario proteggere le piazzole durante la laccatura. Con una bomboletta si possono laccare molti Circuiti Stampati.

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