Prima di iniziare con le mie esperienze, vorrei spiegare brevemente il principio base e alcuni termini tecnici che si usano normalmente in questo campo. Non mi dilungherò molto, anche perché la mia conoscenza si limita solo alla lettura di articoli apparsi sporadicamente su riviste dedicate all'elettronica consumer e a quattro chiacchiere fra amici.
Le schede ramate che si utilizzano normalmente nella produzione di circuiti stampati casalinghi sono delle semplici basette di vetronite ricoperte da un lato (nel caso di circuiti a singola faccia) da uno strato uniforme di pochi micron di rame. La produzione del circuito consisterà proprio nell'asportare questa ricopertura solo là dove non abbiamo previsto il passaggio di una traccia del circuito. La tecnica utilizzata è molto simile a quella impiegata in fotografia: la luce, emessa da una particolare sorgente luminosa e fatta passare attraverso il negativo, va ad impressionare un cartoncino presensibilizzato.
Nel nostro caso il cartoncino è formato dalla scheda ramata su cui è stato steso uno strato uniforme di photoresist. Questa sostanza è sensibile alla luce ultravioletta (e quindi ai raggi solari) nel senso che, dopo un'opportuna esposizione, diventa facilmente attaccabile da alcuni tipi di acidi. Tempo fa l'applicazione dell'emulsione fotorivelatrice era un'operazione che si faceva in casa con risultati scadenti, in quanto la stesura deve essere molto omogenea. Oggi, invece, esistono in commercio delle schede ramate presensibilizzate ricoperte da una pellicola adesiva che le proteggono dalla luce indesiderata. Tenute in un ambiente non troppo caldo né umido, tali schede possono conservare perfettamente le proprietà chimiche originali del photoresist anche per piú di due anni.
Le sorgenti di luce che permettono di impressionare l'emulsione fotorivelatrice possono essere le piú disparate. Si può cominciare con una lampada alogena da 500-1000W, passare attraverso esperimenti con lampade al mercurio e lampade di Wood, per approdare a lampade UV vere e proprie. Ciò che cambierà sarà soltanto il tempo di esposizione.
Continuando con il paragone fotografico, il termine destinato a designare il negativo nel nostro contesto è master. Questo può essere prodotto utilizzando un pennarello indelebile, dei trasferibili, una macchina fotocopiatrice o una stampante, l'importante è che risulti il piú opaco possibile nelle zone dove passano le piste in rame e trasparente in quelle dove non vogliamo che passino (dette di interconnessione).
Dopo aver impressionato la scheda attraverso il master, è necessario passare allo sviluppo dell'immagine. Questa fase permette di asportare il photoresist dalle zone di interconnessione delle piste utilizzando della soda caustica disciolta. Solitamente si preparano delle soluzioni da 10g di soda diluita in un litro d'acqua, ma in commercio si possono trovare anche delle buste contenenti tutto l'occorrente per ottenere degli ottimi risultati in questo delicatissimo passaggio della produzione del circuito.
Al termine dello sviluppo la scheda potrà essere esposta alla luce senza piú alcun timore. Ciò che si rende necessario, ora, è di asportare il rame. L'operazione, che prende il nome di incisione, viene svolta utilizzando un altro acido e piú precisamente il cloruro ferrico. Oltre ad avere un basso costo, questa sostanza presenta un'alta tolleranza al rame disciolto che lo rende idoneo a piú riutilizzi. Il processo chimico è piuttosto lento se realizzato in condizioni normali. Ci sono, però, alcuni trucchi che permettono di ottenere un'azione piú rapida e incisiva. Si tratta sostanzialmente di portare il cloruro ad una temperatura il piú alta possibile ed aumentare il contenuto di aria nella reazione.
Dopo aver pulito per bene la piastra, è opportuno applicare una lacca isolante che permetta di proteggere il circuito dal fenomeno dell'ossidazione a cui è soggetta per via degli inevitabili ossidi di metallo rimasti sulla superficie del rame.
La preparazione è quasi giunta al termine. L'ultima lavorazione consiste nella foratura delle piazzole che permetterà di inserire e saldare i componenti del circuito. A questo proposito è bene tener presente il materiale di cui è composta la scheda. La vetronite, infatti, consuma molto velocemente le punte tradizionali, obbligando l'uso di punte speciali e di un trapano che sia in grado di effettuare piú di 15.000-17.000 giri al minuto. Sfortunatamente non ricordo piú il materiale di cui sono costituite le punte, ma se chiedete al vostro negoziante lui lo saprà di certo e voi ve ne accorgerete per il costo sensibilmente elevato.