Realizzare circuiti stampati con una FABtotum
Guida: Procedura di fotoincisione di PCB singola faccia con FABtotum e Laser Head.
La realizzazione di circuiti stampati, utilizzando il metodo della fotoincisione con la FABtotum Core, necessita dei seguenti materiali e dispositivi:
• FABtotum Core (o versioni precedenti)
• Laser Head
• Piastra di rame fotosensibile (per l’esempio attuale con fotoresist positivo)
• Idrossido di sodio (NaOH)
• Acido ferrico (FeCl3)
• Guanti in lattice
• Vaschette e pinze di materiale non metallico
La procedura va eseguita in un luogo ben ventilato e indossando un camice da lavoro. Il processo prevede le seguenti fasi:
1. Estrazione del MASTER ARTWORK dal software di CAD elettronico
2. Conversione del MASTER ARTWORK con un formato compatibile per l’applicazione FABtotum per i PCB
3. Caricare il MASTER ARTWORK sull’applicazione online per i PCB
4. Incidere il PCB con la FABtotum e la Laser Head
5. Inviluppo della scheda
6. Foratura, taglio e montaggio dei componenti
L’estrazione del MASTER ARTWORK per comodità viene fatta in formato immagine, questa opzione è disponibile per la maggior parte dei CAD elettronici. Nel software utilizzato per l’esempio l’esportazione del MASTER ARTWORK è in formato .bmp:
Si sceglie la massima risoluzione 600 DPI e si selezionano solo i layers per l’incisione, ovvero il “bottom copper” ed il “board edge”:
E’ importante tenere conto della larghezza del PCB. L’immagine ottenuta è la seguente:
Nel caso di scheda multi PCB, con un semplice editor di immagine (ad esempio Paint) si può fare una mini pannellizazione come la seguente immagine, considerando ovviamente la larghezza corrispondente:
Il prossimo passo consiste nel convertire l’immagine appena esportata, in un formato compatibile con l’applicazione FABtotum per i PCB, il formato è .jpeg. Questa operazione deve essere eseguita con un editor di immagine con maggiori funzionalità. In questo esempio si utilizza il software open source GIMP.
Nell’immagine sottostante si vede come esportare l’immagine nel formato .jpeg.
La fase successiva è il caricamento dell’immagine .jpeg nell’applicazione online che genera il g-code per l’incisione con la Laser Head:
Dopo aver caricato l’immagine bisogna avere l’accuratezza di inserire la larghezza finale del PCB nel campo “width”:
Si sceglie il profilo, nel caso in esame “PCB engraving SMT hi-fidelity, Positive Photoresist [PCB copper ciad]”, e si genera il g-code:
Ottenuto il g-code, questo va caricato nella FABtotum; la scheda fotosensibile va posizionata sull’Hybrid Bed e l’estremità della Laser Head a 2 mm dalla scheda. Il lavoro parte (sempre) dall’angolo sinistro frontale (guardando la FABtotum). Il processo di incisione deve avvenire il più possibile in assenza di luce per una migliore qualità.
Completato il processo di incisione la scheda va immersa in una vaschetta contenente una soluzione composta da acqua e idrossido di sodio, con una percentuale compresa tra il 5% ed il 10%. In qualche decina di secondi l’idrossido rimuoverà il fotoresist superfluo (non sottoposto al processo di fotoincisione), lasciando inalterato il MASTER ARTWORK del PCB:
La scheda va lavata con acqua e asciugata.
La fase successiva è l’immersione della scheda nell’acido ferrico, allo scopo di rimuovere il rame non facente parte del MASTER ARTWORK, andando a creare cosi, solo le piste e le piazzole. La quantità di acido ferrico da usare deve essere tale coprire appena la scheda. La durata del processo di corrosione del rame dipende dalle dimensioni della scheda e solitamente impiega decine di minuti:
La scheda va nuovamente lavata ed asciugata, e pulita con l’acetone:
Fatto ciò si procede prima al taglio, poi alla foratura ed infine al montaggio dei componenti: per la foratura si può utilizzare la Milling Head, ma noi oggi ci fermiamo qui!
