Prototipazione Rapida - Parte 3

Cari amici del blog Libera Elettronica, con questo post vorrei introdurre la possibilità, riservata ai lettori fissi, di proporre dei loro articoli a completamento e/o miglioramento di articoli già apparsi in precedenza.

Diamo il benvenuto a +Daniele Poddighe che ci presenterà la sua interpretazione del modo di prototipare rapidamente una scheda elettronica, con il metodo "Toner Transfer"  da lui sperimentato. Daniele, a te la parola e grazie per aver aderito alla community:

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Realizzare PCB con il metodo del toner transfer

Materiale occorrente: una stampante laser con buona risoluzione (1200dpi va bene), ferro da stiro, basetta ramata, FeCl3 (acido), fogli di riviste, file eagle del circuito da stampare.

Procedura: apriamo il file Eagle del circuito,

 

Nel menu display deselezioniamo tutto tranne top (o botton dipende da quale strato volete stampare), pad, vias.

 

Ora andate su "stampa" e assicuratevi di aver spuntato "black" e "mirror" (se state stampando lo strato top, deselezionate quest'ultimo per il botton).

Caricate nella stampante una pagina di rivista con i bordi ben tagliati in formato A4, mandiamo in stampa e, dopo pochi secondi, avremo il nostro circuito stampato con il toner sulla carta (non toccatelo con le dita, i residui di grasso non faranno aderire il toner al rame!).

Ora ritagliamo un pezzo di basetta della dimensione del nostro circuito, con una spugnetta abrasiva strofiniamo con acqua e sapone la superficie in rame per liberarla dall'ossido e renderla ruvida, facciamo asciugare col phon, dopodiché ritagliamo il nostro circuito e appoggiamolo sopra il lato ramato della basetta. Assicuratevi che sia la parte col toner a contatto del rame altrimenti vi si attaccherà a carta al ferro da stiro, accendiamo quest'ultimo e settiamo la temperatura al massimo. Su una superficie resistente al calore applichiamo una leggera pressione sulla carta (se premete troppo il toner fondendo si schiacia e cortocircuiterà delle piste, se premete poco non si attacca, dovrete fare delle prove per trovare la giusta pressione da applicare, se sbagliate ripulite con spugnetta e acetone la basetta e riprovate).

Il ferro va sollevato prima di spostarlo su un'altro punto del circuito atrimenti se strisciate rischiate che slitti la carta danneggiando il lavoro. Dopo circa 2-3 minuti, a seconda della dimensione del vostro circuito, potete spegnere e mettere da parte i ferro da stiro, fate raffreddare la basetta.

Ora mettete il tutto in acqua per una ventina di minuti, a questo punto potete iniziare a strofinare al centro della basetta, sulla carta e con le dita, per portare via piano piano la carta di rivista, abbiate pazienza e procedete lentamente altrimenti rischiate di portare via il toner insieme alla carta!

 

Una volta eliminata tutta la carta fate asciugare e controllate bene le piste, nel caso qualcuna sia interrotta con un pennarello, resistente all'acido, riparate le interruzioni.

Quindi, mettiamo la basetta in un contenitore di plastica dove abbiamo precedentemente versato dell'acido (...a questo punto ogni tanto ricordatevi di agitare un po' la vaschetta e se volete potete riscaldarla a bagnnomaria per accelerare il processo di corrosione), date un'occhiata alle piste a intervalli regolari per verificare il livello di corrosione.

Una volta corroso tutto il rame non protetto dal toner, sciacquate la PCB e con una spugnetta abrasiva e del solvente, rimuovete il toner in modo da portare alla luce il rame (controllate che le piste siano integre, nel caso in cui ci siano comunque interruzioni segnate il punto per fare un ponte oppure ci saldate una resistenza da 0 ohm smd).

Ora fate i fori con una punta adeguata e saldate i componenti, il vostro circuito è completo!

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Ringrazio Daniele per la sua collaborazione e vi invito a contattarmi per pubblicare le vostre idee.

A presto,

Ciro.

Prototipazione Rapida - Parte 2

Avete avuto un idea?

Bene! Realizzatela subito, senza dover attendere le lunghe fasi di sviluppo, produzione e consegna dei Master. Iniziate a provare il vostro circuito, considerandone pregi e difetti e, poi, quando avrete acquisito maggiori informazioni, potrete: inserire lo schema in un CAD Elettronico; produrre la Part List; il set di file Gerber per la masterizzazione del PCB (Printed Circuit Board) e, infine, una volta ordinati e ricevuti tutti i componenti, assemblare la versione finale ...della Vostra idea.

Come starete pensando c'è un bel po di lavoro tra l'idea e il prototipo!

(Prototipo SMT, realizzato in poche ore - Click per ingrandire)

In questo articolo Vi illustrerò una tecnica semplice ed efficace, per realizzare in poche ore il circuito ...e passare subito alla fase di test. Non tutte le idee funzionano già da quello che si definisce "smoke test". Cioè la prima accensione del circuito (Nota: regolate prima il limitatore di corrente del vostro alimentatore!!!).

Vediamo per semplici passi come fare:

• Procuriamoci un supporto ramato, possibilmente in laminato FR4, del nastro adesivo in PVC e un taglierino.

• Creiamo uno schizzo a matita del circuito e, dopo aver letto i datasheet di tutti i componenti, realizziamo uno schema elettrico, tenendo conto del formato (package) dei singoli componenti.

 

(Elaborazione dell'idea, fase notturna!)

Nel frattempo avremo preparato una soluzione concentrata di Cloruro Ferrico e alcune vaschette in materiale plastico di dimensioni adeguate al formato del nostro circuito.

• Disponiamo delle sottili strisce di nastro in PVC sul laminato, pressando accuratamente ogni segmento.
• Immergiamo il laminato nella soluzione di Cloruro Ferrico e, agitando delicatamente, attendiamo il tempo necessario affinché ogni zona di Rame, non coperta dal nastro adesivo, venga rimossa.

 

(Corrosione del Rame in soluzione di Cloruro Ferrico, fase umida!)

• Per preservare nel tempo il circuito, effettuiamo una semplice operazione di stagnatura. Riscaldiamo il laminato con un asciugacapelli e, contemporaneamente, con la punta del saldatore depositiamo un sottile film di lega stagnate (...senza Piombo) sulle piste di rame.

 

(Circuito FR4 stagnato a caldo, fase ludica!)

• Con l'ausilio di una lente di ingrandimento, montiamo i componenti.

 (Montaggio componenti SMD, fase di precisione!)

Fatto? Non ci resta che passare alla fase di valutazione e test del circuito.

 

(Testing strumentale, fase drammatica/esaltante!)

Qui Pianeta Terra, dove c'è sempre tanto da sperimentare e da imparare. A presto.

P. S. Nota importante: non disperdete prodotti chimici nell'ambiente. Non utilizzate Cianuro di Argento per ricoprire il Rame, in quanto, è un prodotto altamente tossico e inquinante. Utilizzate sempre dispositivi di protezione individuali (es. guanti in lattice o PVC, indumenti monouso, occhiali protettivi).