Fotoincisione pcb direttamente con laser

[ross]

Buonasera a tutti,
girando per la rete e cercando un modo per realizzare i circuiti stampati evitando i master tipografici (le classiche pellicole) mi sono imbattuto in questo video.
In sostanza è un photoplotter che invece di incidere la pellicola, stampa direttamente sul c.s.
Qui trovate un'altra realizzazione sfruttando lo stesso principio.
Semplice, no?!

Ross

[turbina]

Grazie della segnalazione, non ci avevo mai pensato, idea straordinaria, ma non è proprio semplice, nemmeno se copi tutto il lavoro, ci sono tante conoscenze in gioco per portare a termine il progetto, diciamo che non è facile scoraggiarsi e non ultimare il progetto

[ross]

Si, conosco i diversi problemi a cui si va in contro se si cerca di costruirlo, non è certamente una passeggiata.

Una soluzione "più semplice" potrebbe essere quella di modificare una stampante laser sostituendo il diodo laser infrarosso con un laser viola (in banda fotosensibile UVA), ovviamente togliendo i rulli e sempre se la meccanica lo permette (se i fogli vengono stampati in piano) .
L'altro giorno, smontando una fotocopiatrice laser a colori ho visto come e dove viene depositato i 4 toner, in sostanza c'è un nastro che si carica elettrostaticamente ed è grande quanto un foglio A4, si potrebbe mettere li sopra il cs presensibilizzato e mandare in stampa poi si va in contro ad un altro problema, le stampanti laser sono molto veloci mentre al cs serve un'esposizione controllata e "lenta", altrimenti sarebbe l'ideale.

[turbina]

Non solo lenta ma forse bisogna ripassare su una stessa linea più volte , questo le stampanti non lo fanno, bisogna necessariamente progettare una nuova scheda di controllo come hanno fatto gli amici dei link che hai indicato

poi c'è il discorso della scala, se hai mai notato che alcune stampanti laser sbagliano la scala anche di 1 mm su 200mm ?
Se per un foglio di carta ok, per un pcb questo non è tollerabile

[ross]

Per il ripasso delle linee ok ma per la scala non ho mai notato queste differenze, fino ad oggi ho visto stampanti laser abbastanza precise ma sono d'accordo con te riguardo la precisione richiesta per i cs.

[turbina]

Io e un mio amico che lavora nel settore delle stampanti offset abbiamo deciso di costruirci un paio di stampanti laser per pcb

Lo sviluppo del pcb e del firmware lo farò io a gennaio 2014 , per il momento stiamo procurandoci i pezzi adatti tra discariche e sfasciatori di macchine da ufficio

[turbina]

Per il momento ho un gruppo laser con uno spin motor BL perfettamente adatto con speed controllabile da 1.000 a 42.000 rpm, con sensore di start_line e ottica. Franco, il mio amico, ancora non ce l'ha.

Invece franco ha una meccanica scanner robustissima e adatta mentre io con 2 scanner non ho ancora trovato la meccanica giusta, la caccia continua...

Ci mancano i laser che troveremo su 2 masterizzatori blue ray , andremo a caccia tra amici e conoscenti...

Domani faccio il test sui motori dei 2 scanner per vedere quanti passi/giro hanno, tanto per farmi un idea...

[elettromirco]

Interessa anche a me laser per pcb.
In casa ho già alcune guide inutilizzate
vi seguo

[ross]

Si, il gruppo laser e lo specchio con motore ce l'ho anch'io, anzi ho due gruppi. Li ho presi da due fotocopiatrici/stampanti, una a colori e una in b/w ma l'emissione di questi laser non va bene, la loro lunghezza d'onda è molto lontana dalla banda UV.

I motori delle fotocopiatrici sono dei brushless e sono pilotati da un integrato a cui è sufficiente dare un clock, start/stop ecc.. L'integrato spesso è un LB11870 della Sanyo, nel datasheet è descritto bene.

Sto facendo anche due calcoli sulle tempistiche che dovrà avere il micro per gestire, anzi per sparare i pixel. Per il momento ipotizzo una risoluzione di 100pixel/mm in ogni asse (2540dpi).

Per il laser occorre un modulo laser UV con lunghezza d'onda che rientra nel range 340-420nm e che ha la possibilità di regolare il fuoco (ho preso le info nel datasheet del Positiv20 della Kontakt Chemie, io uso quello) e per la potenza credo che 100-200mW sono più che sufficienti, male che va si aumentano le ripetizioni di pixel sparati. La settimana scorsa su e-bay ne avevo trovato uno a 28euro, 405nm 200mW con regolazione del fuoco ma ora non mi ritrovo più il link (ho messo un nuovo s.o. su questo pc e il link sta nel vecchio).

Per il trasferimento del file pcb dal pc al micro ho pensato di usare la RS232, dando in pasto ad un Pic16F687 tutta la serie di pixel di una bmp (Circad mi permette di fare i file pdf, g-code e anche bmp senza comprare la licenza, io uso la 5.4d OmniGlyph) codificati con un paio di comandi per l'interpretazione, per ora mi interessa vedere se riesco a fare qualcosa con tutto il materiale che già ho disponibile in lab escluso il laser, poi se va come deve vado avanti con il modulo laser, la meccanica ecc..

La meccanica è molto semplice, uso le guide con le bronzine delle stampanti ink-jet e la cinghia dentata con il gruppo di demoltiplica + motore di uno scanner piano, è sufficiente fare un supportino per bloccare le due guide con il motore da un lato e un altro dall'altro con un tendicinghia.
Una soluzione potrebbe essere anche quella di usare un motore passo passo da 200step/giro che fa ruotare una barra filettata M6, il passo della filettatura è 1mm e pilotando il motore a 1/2passo si ottiene una precisione di 2.5µ e se la risoluzione ipotizzata è 100pixel/mm il motore farà 4 "mezzi step" per pixel. Il problema poi sarà la precisione della barra filettata che andrà misurata facendo girare il motore di N step e misurando lo spostamento, per esempio per 290mm occorrono 116000step quindi basta far fare al motore gli step calcolati e vedere dove arriva.

Ross

[turbina]

Bene, i dati coincidono solo che io mi accontenterò di una risoluzione di 20um

[turbina]

Ah il motore bipolare dello scanner ha 96step/round , non ho testato l'altro motore unipolare ma penso sia lo stesso, la cinghia è passo 2mm e fa 2 denti per giro motore, la risoluzione a mezzo step è quindi 0.0208333333, quindi sul software bisogna mettere anche quà un fattore di correzione come ha fatto Tixiv

[ross]

Credo di optare per la barra filettata M6, così non mi occorrono correzioni strane ma solo far fare 4 step per pixel in asse X con un motore passo passo unip da 200passi/giro, in sostanza una risoluzione di 10µm.

Ross

[turbina]

I processori sono nati per fare i conti, io voglio usare più roba possibile di recupero minimizzando le lavorazioni

[Franco99]

Credo di optare per la barra filettata M6, così non mi occorrono correzioni strane

Le barre filettate M6 hanno un passo nominale di 1 mm.

Sulla mia micro fresatrice CNC Proxxon MF70 (link) dove i motori sono
impostati per il mezzo passo (400 passi per giro) e le viti sono ricavate da
normali barre filettate M6, con la prima serie di viti ho dovuto impostare il
software a 403,15 passi per millimetro mentre con la seconda serie di viti
ho dovuto impostare il software a 399,6 passi per millimetro. La calibrazione
degli assi è stata fatta con questo metodo: LINK
Per semplificarmi la vita, le viti degli assi X e Y sono state realizzate utilizzando
una singola barra filettata da un metro così che il passo è uguale per i due assi.
La precisione sugli assi è essenziale per realizzare dei PCB altrimenti
i piedini degli integrati non combaciano con i fori o con le piazzole.

Saluti,

Franco

[ross]

Le barre filettate M6 hanno un passo nominale di 1 mm.

Sulla mia ..

La risoluzione di 2.5µ è la risultante di un calcolo, facendo lavorare il motore passo passo da 200step/giro a 1/2 passo abbiamo 400 step/giro, la barra filettata M6 ha il passo pari a 1mm e quindi 1/400=0.0025mm
In questo post ho già scritto alcune problematiche a cui si va incontro, poi quando si faranno i primi esperimenti sicuramente ci saranno altri particolari non previsti da risolvere.
E' normale che il movimento degli assi dev'essere il più preciso possibile.
La barra filettata verrà usata solo per l'asse X, quello più lungo, perché l'asse Y è realizzato dalla "spazzolatura" del laser, ovvero in quanti gradi di rotazione si colpisce lo specchio in relazione all'altezza del gruppo laser-specchio dal pcb da fotoincidere.

Per quanto riguarda l'uso di un microcontrollore/processore sono d'accordo con Turbina, più si usa roda da recupero e meglio è.

Saluti
Ross