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Vecchio 21-02-11, 23:17   #1
AndreaB
Utente Junior
 
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Data di registrazione: Sep 2007
Ubicazione: Pisa
Messaggi: 345
Predefinito Realizzazione dei circuiti stampati o PCB

Prevedo che tra non molto inizieremo a vedere pubblicati alcuni schemi di radiotelescopi e questo significa che bisogna essere pronti ad affrontare tutta una serie di problematiche realizzative pratiche.
In previsione di questo ho deciso di affrontare la questione dei circuiti stampati con un breve e semplice tutorial.
Mi occupo di elettronica da diversi anni ma non voglio salire in cattedra, vorrei solo condividere con voi una serie di informazioni per la realizzazione di circuiti stampati con una tecnica semplice ed efficace che permette di ottenere risultati eccellenti.

Affrontiamo il discorso partendo dal presupposto di avere già a disposizione il disegno delle piste in rame e rimandiamo la trattazione dello sbroglio ad un secondo momento.
I circuiti stampati o PCB, acronimo di Prited circuit Board, costituiscono un supporto meccanico/elettrico per i componenti elettronici e consentono di ridurre al minimo indispensabile il numero dei collegamenti esterni aerei (cavi).

Esistono vari tipi di supporto a seconda del loro impiego e quello più comunemente utilizzato è composto da una serie di strati di fibra di vetro disposti ortogonalmente e tenuti insieme da resine termoresistenti chiamato fiberglass o vetronite
dello spessore di circa 4/6 mm e un laminato di rame dello spessore di 35 o 70 micron applicato su una o su entrambe le facce.
Per applicazioni particolari, ad esempio per correnti elevate, la lamina di rame potrebbe essere anche superiore a 100 micron.

In alta frequenza vengono usati materiali ceramici o a base di silicone che offrono maggiore affidabilità nel mantenere costante la rigidità dielettrica, gli spessori possono essere di 1/2 mm o anche meno .
In questo caso la lamina di rame può avere spessori variabili.( si tratta di supporti realizzati a livello industriale e di difficile reperibilità per gli hobbisti )

Per iniziare e per semplicità prenderemo in considerazione la realizzazione di circuiti stampati con la vetronite a singola faccia utilizzando la tecnica nota come lo "stira e ammira" che potrebbe sembrare uno scherzo ma non lo è .

Forse il risultato al primo tentativo non sarà il massimo ma con un minimo di pratica riusciremo a realizzare dei circuiti stampati dall'aspetto quasi professionale .

Il procedimento, a grandi linee, consiste nello stampare per mezzo di una stampante laser ( occorre modificare le impostazioni di stampa affinché si depositi più toner possibile ) il disegno su un foglio di carta patinata .
Trasferire il toner depositato sulla carta patinata sul lato in rame del PCB per mezzo del ferro da stiro.
Immergere il PCB in una soluzione corrosiva, le parti del rame ricoperte dal toner verranno protette dall'azione del sale corrosivo e le altre saranno rimosse .

Materiali occorrenti :
  • disegno del circuito stampato su file o comunque su carta trasferibile su file tramite scanner
  • carta patinata, esistono anche appositi fogli blu chiamati press n peel relativamente costosi, basta la carta dei calendari o delle riviste purché non plastificata
  • stampante laser
  • ferro da stiro
  • basetta di vetronite ramata a singola faccia ( reperibile presso i negozi di materiale elettronico o in un famoso sito di aste on line )
  • nastro adesivo di carta ( quello degli imbianchini o dei carrozzieri )
  • cloruro ferrico, una soluzione corrosiva per circuiti stampati ( reperibile presso i negozi di materiale elettronico o in rete sempre sul noto sito di aste in forma liquida o in grani da sciogliere in acqua )
  • spazzolino da denti anche vecchio
  • un recipiente plastico o in vetro delle dimensioni un piatto da cucina ( dimensioni non critiche purché possa contenere la basetta ramata ) con i bordi alti almeno 5/10 cm
  • carta abrasiva fine grana 200 / 300
  • trapano da bricolage ( dreemel o altri ) con mandrino in grado di serrare una punta per ferro del diametro di un millimetro, meglio se a colonna, le punte di quelle dimensioni si rompono facilmente.
Nel prossimo intervento analizzaremo la procedura passo passo aiutandoci anche con foto o disegni.

Ultima modifica di AndreaB : 22-02-11 11:36.
AndreaB non in linea   Rispondi citando
Vecchio 23-02-11, 08:19   #2
astrotecnico
Utente
 
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Ubicazione: Perugia
Messaggi: 951
Predefinito Re: Realizzazione dei circuiti stampati o PCB

astrotecnico non in linea   Rispondi citando
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Vecchio 23-02-11, 10:12   #3
aldebaran24
Utente Junior
 
Data di registrazione: Mar 2008
Messaggi: 58
Predefinito Re: Realizzazione dei circuiti stampati o PCB

che coincidenza...
il mio lavoro è produrre DRY FILM!!!
aldebaran24 non in linea   Rispondi citando
Vecchio 27-02-11, 12:13   #4
AndreaB
Utente Junior
 
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Data di registrazione: Sep 2007
Ubicazione: Pisa
Messaggi: 345
Predefinito Re: Realizzazione dei circuiti stampati o PCB

Ciao Aldebaran24, sono felice di registrare la presenza di un professionista del settore .
Ti invito ad intervenire in ogni momento che riterrai opportuno , ogni tuo contributo può rappresentare un valore aggiunto alla discussione .
Ovviamente auspico l'intervento di chiunque senza remore .
AndreaB non in linea   Rispondi citando
Vecchio 27-02-11, 22:01   #5
bongi02
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Data di registrazione: Sep 2007
Ubicazione: Ciampino (RM)
Messaggi: 10,219
Predefinito Re: Realizzazione dei circuiti stampati o PCB

Giusto per dirvi che il cloruro ferrico lo possiamo tranquillamente sostituire con una soluzione molto facile da preparare e molto efficace composta da acido muriatico al 10-15%, quello che si usa per pulire casa, con acqua ossigenata a 130 vol. un ferramenta ben fornito la possiede. Circa 3€ / litro.

Si trova anche in farmacia ma è molto più costosa e possono arrivare anche a chiedere il certificato medico ...

Per le quantità si può sperimentare, ma io di solito verso in una bacinella acido muriatico fino a che la piastra da incidere non sia ben coperta (diciamo 1/2 cm di liquido sopra), poi verso l'acqua ossigenata lentamente fino ad ottenere la velocità di incisione desiderata.

Comunque mi ricordo che un buon dosaggio di partenza può essere 100cc di acido muriatico e 15cc di acqua ossigenata.

E' un metodo assolutamente pulito ed anche molto rapido.

Ovviamente ho anche un file su cui avevo scritto qualche appunto sull'argomento, ma al momento non riesco a ritrovarlo.
Se spunta fuori ve lo passo.
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bongi02 non in linea   Rispondi citando
Vecchio 27-02-11, 22:55   #6
Ignazio68
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Ubicazione: Avigliana (TO)
Messaggi: 11
Predefinito Re: Realizzazione dei circuiti stampati o PCB

Argomento interessantissimo, dove si apprende sempre!
Da poco mi sono avvicinato alla tecnica "stira e ammira", ho "tribolato" un pochino ma devo dire che i risultati alla fine ottenuti non sono affatto male.
Ho realizzato dei circuiti che utilizzano componenti smd e tutto ha funzionato a dovere.
Ho qualche timore nell'utilizzo della tecnica muriatico-ossigenata per l'incisione, Bongi02, come smaltisci i residui della corrosione? Genera gas la reazione, lo fai all'aperto?
L'ultima volta che ho adoperato il solforico-ossigenata era 5 lustri fà, ricordo super veloce ma fatta in lab scolastico e con cappa di protezione...
Però, se funziona bene e non è più pericolosa del percloruro che sto esaurendo, al prossimo giro di circuiti stampati la provo.

Ciau!

Ignazio
Ignazio68 non in linea   Rispondi citando
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Vecchio 28-02-11, 05:48   #7
bongi02
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Predefinito Re: Realizzazione dei circuiti stampati o PCB

Occhio !!!
Non acido solforico, ma muriatico (cloridrico) !!!

La reazione genera ovviamente gas di cloro e porta del rame nella soluzione acquosa.

Io lo faccio regolarmente nel bagno di casa con la finestra aperta (per pura precauzione, non incidiamo Kg di rame !).

Ripeto che la soluzione è pulita e non pericolosa (a meno di versarsi l'acqua ossigenata a 130 vol direttamente sulle mani !) e può essere tranquillamente smaltita diluendola nell'acqua.

Se proprio vuoi star tranquillo metti su un paio di guanti di lattice o simili e via.

Il cloruro ferrico, sporca moltissimo, ai miei tempi avevo mezza casa macchiata di giallo con grande gioia dei familiari e spesso le dita si macchiavano dello stesso colore.

Poi è una soluzione da smaltire come rifiuto speciale.

Saranno almeno 25 anni che l'ho bandito da casa mia.
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Vecchio 28-02-11, 22:02   #8
AndreaB
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Predefinito Re: Realizzazione dei circuiti stampati o PCB

Come giustamente dice Bongi02 si può usare anche una miscela di acido cloridrico e acqua ossigenata nelle dosi indicate, che tra l'altro risulta essere molto efficace .
Per l'acqua ossigenata eviterei quella a 130 volumi, troppo pericolosa, ma ne cercherei anche di meno potente, 40 o 60 vol. funziona bene lo stesso.
Basta rivolgersi ad un parrucchiere conosciuto e farsene dare un flacone di quella che usa per schiarire i capelli .
Ovviamente il cloruro ferrico è molto più sicuro anche se come già detto macchia indelebilmente tutto quello che tocca .
L'acido cloridrico è perfetto pure per rigenerare il cloruro ferrico esausto e a tal scopo inserisco un link dove viene spiegato il procedimento

http://www.qsl.net/iz7ath/web/02_bre...r/index_it.htm

Ricordiamoci che con certe sostanze bisogna sempre usare ogni precauzione possibile e, cosa molto importante, assicurarsi di non lasciare mai certi prodotti alla facile portata dei bambini .
AndreaB non in linea   Rispondi citando
Vecchio 01-03-11, 13:15   #9
bongi02
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Predefinito Re: Realizzazione dei circuiti stampati o PCB



E comunque un paio di guanti non fa mai male !

Spezzo un'altra lancia a favore della miscela acido muriatico/acqua ossigenata.
La soluzione rimane perfettamente limpida e trasparente durante il processo, anche se ovviamente si colora di verde smeraldo per il rame che va in soluzione.
Questo consente di controllare accuratamente l'incisione mentre la basetta è nella soluzione.
Cosa impossibile con il cloruro ferrico.

Per quanto riguarda la concentrazione dell'acqua ossigenata, va bene anche quella al 3,6 % che si usa per disinfettare.
Quello che cambia è ovviamente il rapporto tra i liquidi che in quest'ultimo caso è 100 cc di acido muriatico e 130 cc di acqua ossigenata !
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Vecchio 02-03-11, 22:29   #10
AndreaB
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Predefinito Re: Realizzazione dei circuiti stampati o PCB

Proseguiamo analizzando nei dettagli il procedimento per la realizzazione dei circuiti stampati




All'indirizzo :
http://it.fotoalbum.eu/IZ5DKM/a586668
troverete un album con le varie immagini che scandiscono i vari passaggi.

immagine 1A è solo un esempio senza nessuna applicazione pratica ma contiene alcuni elementiche che consentiranno di valutare qualità e la risoluzione del lavoro finale .

Importante nota: quando condividiamo il disegno di un circuito stampato dobbiamo inserire sempre alcune indicazioni riguardanti le dimensioni e la vista che potrà essere lato rame o lato componenti.
Prelevando l'immagine dal WEB o da un libro , facendo una prova di stampa, assicurarsi che le dimensioni corrispondano.
Se le dimensioni ( in questo caso mm 50*50 vista lato rame ) non corrispondono dovremo ridimensionarla con un programma di grafica preoccupandoci di mantenere le proporzioni.
Una volta ottenute le dimensioni indicate bisognerà trasformarla in vista speculare
( questo perché nella fase di trasferimento termico sulla faccia ramata si ribalterà
nuovamente fino ad avere il disegno originale vista rame )

In questo caso ho inserito la vista speculare immagine 1 B ed è questa che dovremo stampare sulla carta patinata .
La stampante deve essere impostata per il maggiore contrasto possibile , disattivando
l'opzione risparmio toner .

Dopo la stampa immagine 2 passando le dita sul foglio possiamo percepire il lieve rilievo del toner .
Usiamo tranquillamente un foglio di carta patinata con delle scritte o disegni, questi non si trasferiranno .

Preparare la basetta ( normalmente il supporto di vetroresina ramato per stampati viene chiamato anche così ) tagliandola delle dimensioni necessarie o anche leggermente più grande di alcuni millimetri e pulirne la superficie con la carta abrasiva immagine 3 fino a renderla completamente lucida .

Appoggiare la basetta sulla carta appena stampata con il lato rame rivolto verso il disegno immagine 4 e con il nastro ancorarle insieme
in modo serrato immagine 5 .

A questo punto bisogna trasferire il toner sul rame usando il ferro da stiro, ovviamente
acceso, impostato sulla temperatura per la seta e quindi non troppo caldo.
Passare il ferro sulla basetta immagine 6 con la carta rivolta verso l'alto e, esercitando una pressione media, effettuare dei movimenti circolari su tutta la superficie .
E' bene tenere la piastra del ferro a contatto con la carta per 5 o 6 secondi, staccarla per farla raffreddare e proseguire a intervalli successivi per evitare che l'eccessivo calore possa far staccare il nastro sul lato opposto.

Dopo una decina di passate il toner dovrebbe essersi trasferito completamente .
Attendere circa un minuto e immergere in acqua fredda la basetta con la carta immagine 7 .

Dopo alcuni minuti sarà possibile staccare agevolmente la carta dalla basetta immagine 8 .

Potrebbero, anzi sicuramente, rimanere delle fibre di cellulosa immagine 9 che
toglieremo con lo spazzolino da denti bagnato ripetutamente con acqua fino a lasciare solo il disegno pulito e senza sbavature immagine 10 .

A questo punto immergere la basetta nella soluzione corrosiva immagine 11
per una basetta di queste dimensioni bastano circa 300ml di liquido .

Lasciare la basetta per il tempo necessario alla completa rimozione del rame non protetto ricordandosi di agitare ogni tanto immagine 12 .

A corrosione avvenuta togliere la basetta dalla soluzione e risciacquare sotto un getto di acqua corrente, asciugare e asportare il toner usando la carta abrasiva .
Il risultato finale dovrebbe corrispondere nei minimi particolari al disegno iniziale immagine 13 .

Notare la definizione dei bordi pista e, al centro in diagonale, la pista sottile molto
vicina a quella più grande.

Forse la prima volta potremmo non ottenere un risultato ottimale ma con un poco di pratica sicuramente riusciremo ad acquisire precisione e efficacia .

Spero di essere stato chiaro e comprensibile ma se ci fossero dei dubbi o la necessità di appofondire alcuni particolari chiedete pure .

PS Ho scelto di utilizzare lo strumento dell'album immagini che rende difficoltosa la lettura ma a causa di una connessione estremamente lenta non sarei riuscito a completare la stesura del testo e l'inserimento dei collegamenti diretti alle immagini .
AndreaB non in linea   Rispondi citando
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