PCB etching

Dopo vari tentativi con diversi tipi di depliant pubblicitari, riviste e pubblicazioni, ho trovato decisamente molto adatta allo scopo la carta di un catalogo pubblicitario (di apparecchiature elettroniche) che avevo in casa da tempo. Qui anche voi dovete provare, sperimentare e vagliare, con un pò di esperienza e pazienza capirete quale tipo di carta è la iù adatta al nostro scopo. Deve sicuramente essere leggera (sottile), non plastificata e non troppo colorata, che si macera facilmente in acqua. Cercate di far coincidere la stampa del vostro circuito con una parte del foglio di rivista che sia con meno testo possibile (soprattutto se colorato). Il lato del circuito stampato, così come lo vedete uscire dalla stampante, deve essere lo stesso rispetto al quale avente disegnato/progettato il circuito stesso con Fritzing (o qualsivoglia programma di PCB design). Cioè deve coincidere con quello che vedete sul lato componenti, come se guardaste la vostra scheda finita 'dall'alto'. Questa maschera di stampa infatti 'lavorerà' la piastra ramata sul lato 'copper', cioè 'sul retro' della scheda finale. Io conosco Fritzing e questo esporta gli svg già predisposti per questo tipo di lavorazione, quindi non avete bisogno di fare nulla riguardo il 'flipping' o inversione speculare dell'immagine. Stampate tranquilli così come vi viene proposto dall'svg. Anche per le dimensioni in scala reale non ci sono problemi di sorta, Fritzing creerà il file svg correttamente dimensionato. E' buona norma comunque, almeno le prime volte, fare una stampa di prova su carta comune A4 per verificare le dimensioni del nostro circuito e la sua correttezza di scala.

Trattate con cura il foglietto appena stampato e cercate di non toccarlo con i polpastrelli, in modo da evitare di depositare particelle di grasso sul toner.

Deponete ora il vostro prezioso foglietto in luogo sicuro e procedete.

Preparazione della piastra ramata

Personalmente preferisco tagliare a misura la piastra ramata preventivamente rispetto all'incisione, altri lo fanno dopo.

Una volta tagliata a misura la scheda con un piccolo seghetto da metallo ed aver smussato per bene i bordi, si procede con la preparazione della superficie ramata, su cui applicheremo in seguito il disegno del nostro circuito. L'ideale, per quanto riguarda la pulizia della superficie ramata, è detergere con un tessuto imbevuto di trielina o sgrassatori liquidi, prima del successivo trattamento superficiale. Personalmente ho verificato che questo passaggio, a meno che la piastra sia effettivamente e visibilmente 'sporca' e/o ingrassata ovviamente, si possa anche saltare. La 'lavorazione' invece che risulta essenziale, ed è anche uno dei momenti più importanti per la riuscita del lavoro, è quella della 'opacizzazione' della superficie ramata della piastra. Perchè il toner aderisca bene (e venga quindi trasferito completamente) alla superficie di rame occorre che questa superficie sia resa ruvida ed al tempo stesso ne venga eliminata ogni traccia di lacca o lucido protettivo che viene depositato sulla stessa in fase di produzione industriale. L'utensile più semplice ma al tempo stesso estremamente efficace a questo scopo è la classica spugnetta abrasiva giallo/verde da cucina. Purchè abbia la parte abrasiva verde adeguatamente dura ed efficace (insomma, meglio che sia 'di marca')

Trattate piuttosto energicamente la superficie ramata raschiando con movimenti circolari e spostandovi in modo da rendere uniforme e completa la 'raschiatura'. Non abbiate paura di esagerare nell'abradere, l'importante e che la superficie appaia, a fine lavorazione, opalina, con leggeri solchi (certo non va incisa come i solchi di un vinile ...), insomma, graffiata in modo uniforme. E attenzione agli angoli, che risultano spesso quelli meno abrasi.

Pulite con panno asciutto e non toccate il rame con i polpastrelli!

Applicazione della maschera di stampa

Ora potete posare il foglietto della vostra stampa laser (ovviamente con il lato stampato rivolto alla superficie ramata ...) sulla piastra appena preparata. Occorre impedire che, durante la prossima fase di trasferimento temico, il foglio si muova rispetto alla piastra. A tal fine è più che opportuno fermare il foglietto alla piastra mediante quattro piccoli pezzetti di nastro adesivo (di carta!).

Ora siamo pronti per il trasferimento termico vero e proprio. Già, ho dimentica di dirvi che sarebbe stato meglio accendere il ferro da stiro prima ... giusto per guadagnare un pò di tempo, ma si tratta di poco comunque ...

Trasferimento termico della maschera

E' ora di far entrare in azione il nostro ferro da stiro. Il ferro dovrebbe essere possibilmente a piastra riscaldante 'piena', intendo senza i fori con relativi incavi tipici dei ferri a vapore, per garantire la massima omogeneità della temperatura su tutta la superficie della basetta ramata. Va bene lo stesso un comune ferro a vapore (ovviamente faremo attenzione a non azionare mai il pulsante relativo ...). Io ho avuto la fortuna di trovare nello sgabuzzino di casa un vecchio ferro da stiro di tipo 'portatile', come si usava ai tempi dei nostri genitori (che non potevano fare a meno di stirarsi le camicie anche in viaggio o in vacanza ...).

Il ferro va fatto riscaldare al massimo della temperatura (quella per la lana, per intenderci) e va usato, come ora vedremo, in due fasi distinte anche se consecutive. Posate la basetta da trattare sopra un tavolo robusto ma non direttamente, interponete uno spessore resistente alla temperatura e sufficiente a proteggere il tavolo dal calore che si trasmetterà inevitabilmente dalla piastra. Io uso un tagliere in legno da cucina, un libretto spessotto per compensare le non uniformità del tagliere ed infine una tavoletta di faesite (come quelle che fanno da base per i quadretti a giorno). Il tavolo deve essere robusto perchè applicheremo una certa forza di compressione sopra il ferro per farlo aderire bene alla basetta da lavorare.

Non poseremo la piastra rovente del ferro da stiro direttamente sulla basetta di rame coperta dalla nostra maschera di carta! Rischiamo di bruciarla. Io interpongo tra piastra del ferro e basetta un pezzo di vecchio tessuto in cotone (fodera di cuscino) piegato in due. Si può vedere la mia condizione 'operativa' nell'immagine qui a sinistra.

Dicevamo di due fasi distinte ma assolutamente consecutive per riscaldare la basetta:

1. la prima consiste nel premere energicamente il ferro sulla nostra basetta stando rigorosamente fermi e curando di porre il ferro in modo da coprire completamente la superficie della basetta, il che è possibile ovviamente solo se la superficie della piastra del ferro è uguale o superiore alla superficie della basetta ... e si tratta della maggior parte dei casi. Se avete a che fare con basette più grandi allora considerate di duplicare la fase successiva
2. la seconda, immediatamente consecutiva e senza staccare il ferro dalla basetta, consiste nell'allegerire la pressione sul ferro ed operare dei movimenti circolari, tipici dello stiraggio, del ferro in modo da distribuire quanto più possibile uniformemente il calore del ferro su tutta la basetta.

I tempi di queste due operazioni variano a seconda delle dimensioni della basetta, del tipo di tessuto che avete interposto tra ferro e basetta e della quantità di tracce da trasferire rispetto alle zone vuote. In linea di massima, per una basetta di circa 10x5 cm mediamente 'annerita' si parla di 1.30' per fase (più o meno 30"), per un totale di 3'. Anche qui occorre provare e riprovare ma una volta capito l'effetto si farà in fretta a modificare i tempi nelle diverse situazioni. In linea di massima è meglio esagerare un pò piuttosto che scarseggiare.

Se i tempi di trasferimento del toner saranno troppo brevi avremo una basetta che molto probabilmente perderà alcuni tratti di tracce perchè il toner non avrà aderito bene sulla superficie ramata. Se i tempi saranno troppo lunghi sarà probabile che il toner si 'dilati' occupando anche parti che volevamo lasciare libere per l'incisione (sbavature).

Con tempi corretti otterremo la perfetta adesione del toner (che non è altro che 'plastica in polvere' aderente alla carta di stampa) sulla basetta di rame, 'incollato' per riscaldamento.

A questo punto togliamo ferro e tessuto interposto e lasciamo raffreddare la basetta fino a che raggiunge indicativamente la temperatura ambiente (alcuni la mettono in frigo per fare prima ...). Ora immergiamola in una bacinella piena d'acqua intiepidita e lasciamola a bagno per almeno mezz'ora. Più è lungo il tempo di immersione in acqua e più ci faciliteremo il successivo lavoro di 'sfogliamento'. L'immersione prolungata in acqua ammorbidirà il substrato cartaceo che dovrà essere rimosso nella fase successiva.

Rimozione dello strato cartaceo