Trasforma i tuoi PCB da buoni a ottimi: il trasferimento del toner

Molti di noi realizzano circuiti stampati in casa. Trovo che sia utile avere nella mia borsa dei trucchi per i passaggi intermedi lungo il percorso verso un progetto finito, anche se la versione finita verrà inviata a uno stabilimento di PCB. Quando ho bisogno di una breakout board che si integri con altri strumenti di sviluppo, ad esempio, non c'è niente come essere in grado di creare qualcosa che si integri direttamente. Farlo velocemente e andare avanti con il resto del progetto invece di effettuare un ordine e aspettare per la consegna, mi aiuta a mantenermi nel flusso.

Il trasferimento del toner è di gran lunga il modo più veloce per realizzare un circuito stampato a casa: basta stampare il circuito su una stampante laser, stirarlo sul rame e inciderlo. Quando funziona, è fantastico. In caso contrario, può essere un esercizio difficile capire quale tra una miriade di fattori è disallineato.

Da molto tempo utilizzo un metodo molto affidabile e ripetibile. Recentemente ho modificato leggermente le prestazioni del sistema e ho pensato di condividere ciò che ho ottenuto. Al momento, sono in grado di produrre in modo molto affidabile schede con tracce di 6 mil (0,15 mm) e spaziatura di 8 mil (0,20 mm). Con un po' di attenzione nella post-produzione, 4 mil/6 mil sono del tutto plausibili.

È abbastanza buono per la maggior parte delle mie esigenze di prototipazione, coprendo parti TSSOP con un passo dei pin fino a 0,65 mm e permettendomi di alimentare due tracce attraverso un resistore o condensatore a montaggio superficiale 0805. È alla pari con le case di produzione professionali più economiche, ma posso girare una tavola in circa quindici minuti. Batte l'ordinazione e l'attesa, nel mio libro. Quando ho bisogno di lussi come la serigrafia e la placcatura a foro passante ci sono soluzioni alternative, ma per lo più lesinarò su quelle fino a quando non verrà realizzata la versione finale.

Il segreto? Scienza! O almeno prendendo quello che può essere un numero enorme di variabili e tecniche segrete, riducendole a esperimenti che cambiano una variabile alla volta e quindi ottimizzando lungo quell’unica dimensione. Esistono una serie vertiginosa di tecniche là fuori, e un buon numero di esse funziona solo quando hai esattamente la giusta marca di toner, la carta giusta o il tocco giusto nel maneggiare un ferro da stiro caldo. In breve, non sono riproducibili. Quando la tua configurazione non corrisponde esattamente a quella di qualcun altro, tutte le scommesse vengono annullate. Qui, esporrò un metodo riproducibile e ti mostrerò come calibrarlo.

Molte guide Internet sul trasferimento del toner si concentrano su dettagli che non contano davvero, come il tipo di carta utilizzata per il supporto di trasferimento o il metodo di pulizia del rame prima della stiratura. Questo non vuol dire che non sia necessario pulire prima il rame - lo fai assolutamente - ma solo che non importa come lo fai. Ho usato carta vetrata a grana fine, strofinacci verdi e in questi giorni uso alcune spugne che ho acquistato nel negozio di ferramenta per lucidare i giunti dei tubi prima della brasatura. Seguo con una pulizia di acetone. Il punto è rimuovere l'ossidazione e il grasso dalla superficie. Non mi interessa come.

Allo stesso modo, la scelta della carta transfer è piuttosto ampia. Alterno le pagine di riviste patinate (l'Economist è la mia preferita al momento) e le carte di supporto plastificate su cui si attaccano gli adesivi staccabili. Queste due superfici funzionano in modo completamente diverso; la carta protettiva dell'adesivo si stacca direttamente, mentre la carta della rivista si dissolve in acqua fredda se strofinata con il pollice. Ci sono cose più fantasiose là fuori. La particolarità della carta transfer è che è lucida, quindi non deforma l'immagine, e si stacca facilmente lasciando il toner sul rame. Il resto è comodità.

Infine, la scelta del mordenzante non ha importanza. Uso il cloruro di rame rinfrescato con ossigeno in acido perché è essenzialmente riciclabile all'infinito e odio il fastidio di smaltire le sostanze chimiche tossiche. Le persone usano cloruro ferrico o persolfato di ammonio. Altri usano aceto e sale, oppure lo sputo di drago e le lacrime dei contabili. Alcune persone agitano i liquidi in un serbatoio, altre spruzzano e altre ancora spugnano. Basta che funzioni.

Naturalmente, questi elementi sono assolutamente vitali per realizzare un buon PCB per il trasferimento del toner, ma nessuno di essi è assolutamente insostituibile.