Metodi di realizzazione di circuiti
stampati per uso hobbystico
ARI Sezione di Ivrea 13 Aprile 2007
Relatore : Augusto Michelini I1VOH
Argomenti trattati
• Panoramica sui metodi di realizzazione di circuiti
stampati “home made”.
• Presentazione del software Circad per il disegno
di schemi elettrici e di circuiti stampati
• Presentazione di un metodo rapido ed efficace
per la realizzazione dei C.S.
• Esercitazione pratica con la realizzazione di due
tipi di circuiti stampati: RX YU1LM , WARBLER
Perché realizzare un circuito
stampato?
• Migliore affidabilità della realizzazione del
nostro circuito (stabilità elettrica e
meccanica).
• Migliore riproducibilità (piccole serie)
• Migliore risultato estetico
• Migliore manutenibilità del prodotto finale
• E’ facile e divertente
Fasi di lavorazione
per la realizzazione di un c.s.
• Preparazione del supporto ramato (FR4)
tramite operazioni di pulitura e
decapaggio
• Preparazione ed applicazione della
“maschera” protettiva
• Erosione
• Eliminazione della maschera
• Taglio e foratura
Metodi conosciuti per la
realizzazione dei c.s.
• Si differenziano sostanzialmente per la
tecnica con la quale viene realizzata ed
applicata la maschera sul supporto ramato
• Considereremo solo le tecniche a portata
di mano di un hobbysta.
Tecniche per la realizzazione della
maschera
• Disegno a mano libera o con l’ausilio di
normografo direttamente sul supporto per
mezzo di un opportuno pennarello o penna ad
inchiostro indelebile e resistente all’acido.
Vantaggi: economico , non necessita di
attrezzature particolari
Svantaggi: metodo lento e faticoso specie per
circuiti complessi,non permette la
ripetibilità,risultati di scarsa qualità
Tecniche per la realizzazione della
maschera
• Disegno diretto sul supporto tramite
l’utilizzo di appositi trasferibili
Vantaggi: metodo abbastanza
economico,risultati migliori del metodo
precedente
Svantaggi : metodo lento e faticoso, non
permette la ripetibilità , scarsa reperibilità
del materiale (trasferibili speciali)
Tecniche per la realizzazione della
maschera
• Metodi fotografici (fotoincisione)
Vantaggi: Risultati di ottima qualità , ottima
ripetibilità
Svantaggi : metodo molto critico
(fotosensibilizzazione, esposizione e sviluppo),
necessita di apparecchiature di un certo costo
(bromografo) , esecuzione lenta e complessa ,
necessità di realizzare il master tramite
fotolitografia e quindi non autonomamente,
scarsa reperibilità e alta deperibilità dei materiali
(fotoresist).
Tecniche per la realizzazione della
maschera
• Tecnica della “stiratura”
Vantaggi : permette ottimi risultati ,ripetibilità,
costo molto basso, realizzazione rapida ,
facile reperibilità del materiale , completa
autonomia
Svantaggi : necessita di un personal
computer e di una stampante laser
Realizzazione del disegno del c.s.
• Digitalizzazione tramite scanner di un
disegno presente su una rivista
• Utilizzo di un disegno già in formato
elettronico (pdf,gif,jpeg, bmp etc.)
• Realizzazione del disegno tramite un
programma di grafica (Corel Draw
,Paintshop etc.)
• Realizzazione del disegno tramite CAD
dedicato (Eagle,PCB123,CirCad98, etc.)
Breve presentazione di CirCad98
• E’ freeware (non si paga)
• Permette disegno dello schema,del circuito
stampato e della meccanica (pannello) con un
unico strumento
• Gira su tutte le macchine a partire da Windows
95
• E’ veloce e abbastanza affidabile
• E’ facile ed intuitivo da usare
• E’ molto diffuso tra i radioamatori.
• Permette la realizzazione di librerie
personalizzate di componenti
Fasi di esecuzione delle tecnica
della “stiratura”
1.
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8.
Stampa del disegno della maschera
Preparazione del supporto ramato
Preparazione della fase di stiratura
Stiratura
Eliminazione della carta
Erosione per via chimica
Eliminazione della maschera e pulizia
Taglio e foratura
Materiale necessario
• Carta patinata per stampa fotografica per
stampanti inkjet a bassa grammatura
• Supporto di vetronite ramata
• Personal Computer + stampante laser
• Ferro da stiro (lasciate stare quello della
moglie!!!)
• Detersivo sgrassante (VIM,Cif, etc.) e
paglietta di ferro fine
Materiale necessario
• Acido cloridrico
• Acqua ossigenata
• Bacinella di plastica di dimensioni atte a
contenere la basetta
• Acqua corrente
• Solvente nitro
• Bambagia o straccio di cotone
• Squadra in acciao,cutter,trapanino elettrico con
punte da 0.6-1.5mm
• Occhiali e guanti protettivi e magari un
grembiule per non rovinare i vestiti con l’acido
Stampa del disegno della
maschera
• Il disegno della maschera deve essere effettuato
in modo speculare rispetto al disegno che si
intende ottenere e stampato con una stampante
laser
• Si deve utilizzare un tipo di carta che permetta
un facile distacco del toner dalla carta una volta
che dopo la stiratura esso avrà aderito al
supporto ramato : personalmente utilizzo carta
patinata per stampa fotografica su stampanti
inkjet della grammatura più leggera.
Stampa del disegno della
maschera
• Alcuni utilizzano la carta patinata di alcune
riviste settimanali (???)
• Per circuiti stampati molto complessi e con
piste piccole e ravvicinate è necessario
utilizzare i più costosi “fogli blu” (2.5
euro/foglio)
Preparazione del supporto ramato
• Taglio di una basetta di vetronite di
dimensioni un po’ superiori a quelle dello
stampato finale (utilizzo di una squadra da
fabbro e cutter)
• Eliminazione dello sporco e degli ossidi
presenti sulla superficie ramata tramite
l’utilizzo di un buon detersivo sgrassante e
di una comune paglietta di ferro molto fine
• Asciugatura
Applicazione del foglio con il
disegno sulla basetta ramata
• Appoggiare il foglio con il lato con il
disegno a contatto con la superficie
ramata
• E’ preferibile fissare il foglio con alcuni
pezzi di nastro adesivo
• Verificare l’allineamento del disegno con la
basetta
Fase di stiratura
• Appoggiare la basetta con il foglio verso
l’alto su di una superficie piana
• Appoggiare sopra il tutto un ulteriore foglio
di carta (A4 da fotocopiatrice)
• Accendere il ferro da stiro predisposto per
una temperatura per la stiratura a vapore
• Appoggiare il ferro da stiro sul foglio di
carta e iniziare lentamente a “stirare”
Fase di stiratura
• Questa fase dura circa 5 minuti e deve
permettere al toner presente sul nostro
foglio stampato di sciogliersi e di aderire al
supporto di rame.
• Insistere con il ferro su tutte le zone del
circuito magari usando non solo la parte
piana ma anche la costa del ferro stesso
per esercitare una maggiore pressione
Fase di distacco della carta
• Al termine attendere alcuni minuti il
raffreddamento del tutto
• Porre la piastra ramata con il foglio “appiccicato”
in acqua fredda per una decina di minuti
• Separare delicatamente il foglio dalla piastra
ramata : il toner rimarrà attaccato al rame e la
carta si separerà da esso
• E’ anche possibile eliminare eventuali residui di
carta strofinando delicatamente la basetta con i
polpastrelli.
Piano di massa
• Volendo mantenere un piano di massa
sulla faccia opposta è consigliabile
proteggerla con un foglio di plastica
adesiva
Erosione
•
Porre la piastra così preparata in una
soluzione di un composto chimico atto ad
erodere il rame non mascherato
1. Percloruro ferrico (costoso , poco
reperibile e difficilmente smaltibile)
2. Soluzione di acido cloridrico e perossido
di idrogeno (acqua ossigenata)
(economico , di facile reperibilità ,
facilmente smaltibile nel WC)
Eliminazione del toner
• A fine erosione lavare con abbondante
acqua la piastra
• Con un batuffolo di ovatta imbevuto di
acetone o solvente nitro eliminare il toner
dal circuito stampato
Taglio e foratura
• Rifilare la piastra portandola alle
dimensioni desiderate ,consigliato l’utilizzo
di un cutter e di una squadra in acciaio
• La foratura può avvenire a mano con
punte da 0.6-1.5mm o per i più fortunati
con trapanino a colonna
Esercitazione pratica
•
Realizzeremo qui stasera due circuiti
stampati allo scopo di stimolare i presenti
alla autocostruzione
DR2D : Ricevitore a conversione diretta con eliminazione
della banda laterale indesiderata di YU1LM : disegno
scaricato dal web.
Warbler : RXTX 80m per PSK31 di NN1G :
disegno realizzato con CirCad98 da I1VOH