Materiale e attrezzatura del laboratorio

Ogni studente dispone di un cassetto, numerato e assegnato in base al numero del registro, che contiene gli attrezzi di laboratorio. Gli studenti sono responsabili del materiale loro assegnato e tutti gli attrezzi.

Quando si prende il proprio cassetto:

• controllare sempre che ci siano tutti gli attrezzi elencati nel foglio incollato nel fondo del cassetto
• che gli attrezzi siano sistemati correttamente (vedi figura sopra) e non danneggiati

Quando si termina l'attività di laboratorio gli attrezzi devono essere riposti correttamente. L'assistente di laboratorio verifica periodicamente il contenuto dei cassetti.

La figura seguente mostra tutti gli attrezzi contenuti nel cassetto.

Da sinistra a destra:

• pinzetta metallica per componenti
• forbici
• tronchesino per tagliare la parte eccedente dei reofori
• pinza per piegare/sistemare i reofori
• pompetta succhiastagno (si arma spingendo fino in fondo lo stantuffo, premendo il pulsante scatta la pompa che aspira lo stagno)
• cacciavite piccolo e grande a punta piatta
• supporto per schede/basette (terza mano)
• spugna per pulire il saldatore
• saldatore (controllare sempre che la punta sia pulita)
• spellafili

La punta dello stagnatore (o saldatore) va pulita periodicamente. Una punta pulita ha un aspetto grigio e lucido, una sporca è nera ed con un deposito scuro sulla sua superficie. Lo sporco che si forma sulla punta è dovuto agli ossidi che si formano durante la saldatura. Una punta sporca non raggiunge una temperatura adeguata e produce saldature difettose.

Per pulire la punta è sufficiente una spugna inumidita in acqua distillata. La pulizia va fatta praticamente ad ogni saldatura toccando la spugna. Prima di cominciare a saldare e prima di riporre il saldatore è bene pulire la punta dopo aver sciolto una goccia di stagno (il flussante contenuto nella lega di stagno aiuta ad eliminare l'ossido presente sulla punta).

Per pulire una punta molto sporca e scrostare l'ossido che non si riesce ad eliminare in altro modo si può usare una spazzola metallica.

Il saldatore può essere riposto nella scatola anche caldo ma deve essere sistemato “come si deve”; in particolare non deve toccare parti in plastica.

Per saldare si usa una lega di stagno. Oggi si usano leghe senza piombo che non sono tossiche ma fondono a temperature leggermente maggiori rispetto a quelle con piombo. La saldatura un po' più difficile.

Ogni studente ha in dotazione un saldatore da 220V nel proprio cassetto. Otre a questi sono presenti delle stazioni saldanti con una base dove è possibile regolare la temperatura con precisione e dotati di accessori.

Per imparare a saldare occorre un po' di esercizio. All'inizio è facile fare saldature con troppo (o troppo poco) stagno, con troppo (o troppo poco) calore e con residui di ossido (è scuro e si comporta da isolante). In questi casi il risultato è un cattivo (o incerto) contatto elettrico, che porta a comportamenti imprevedibili del circuito, e una debole connessione meccanica. Una buona saldatura ha un aspetto lucente, forma a cono e assicura un buona connessione meccanica.

Procedura corretta per saldare:

• la basetta può essere fissata sul supporto o appoggiata sul banco
• il saldatore deve essere efficiente, pulito e ben caldo
• inserire i componenti (prima quelli bassi, poi quelli alti) nei fori e divaricare i reofori per immobilizzarli
• toccare con la punta del saldatore la piazzola e il reoforo, poi avvicinare lo stagno
• lo stagno si scioglie sulle parti da saldare e si libera del fumo (è il flussante contenuto nella lega di stagno che reagisce con gli ossidi eliminandoli)¹⁾
• 2-3 secondi di contatto col saldatore sono sufficienti; se ci vuole di più vuol dire che qualcosa non va (ossidazione basetta o stagnatore) e comunque si rischia di staccare le piazzole
• una buona saldatura deve avere un aspetto liscio e lucente, con lo stagno distribuito uniformemente intorno al reoforo, e con una forma a cono, non a goccia (in questo caso si ha una saldatura fredda e che fa un cattivo contatto con la basetta)
• se la saldatura non riesce bene si può tentare di riprenderla o, ancora meglio, rifarla dopo aver rimosso lo stagno con la pompetta (o con la calza di rame o con la pompa della stazione dissaldante)

Riassumendo con una figura:

La procedura è descritta nel dettaglio anche in questo fumetto.

Nel video seguente si vede il risultato di una saldatura corretta e di una fatta con troppo o troppo poco stagno.

La basetta va posizionata sopra un supporto di legno. Di solito si fora con punte da 0,8 mm. Diametri maggiori si usano per quei componenti che richiedono punte da 1 mm o 1,25 mm o se si riutilizzano componenti dissaldati sui cui reofori è presente un residuo di saldatura. La punta si fissa con una chiave che serve ad allargare e stringere il mandrino.

Nei fori di fissaggio si usa una punta da 3 mm.

E' indispensabile l'uso degli occhiali protettivi, anche per chi porta occhiali da vista. Può capitare che una punta del trapano si spezzi o che schegge di rame “saltino” durante la foratura.

Il 90% degli istituti tecnici usa la tecnica di fotoimpressione e asportazione di rame con soluzione acida che usiamo al Pascal ²⁾. Le alternative sono la fresatura con macchine a controllo numerico o l'uso di soluzioni non tossiche rigenerabili.

Si parte da piastre presensibilizzate formate da:

• uno strato di bachelite o vetronite
• un sottile strato di rame (pochi micron)
• un sottile strato di pellicola fotosensibile

Procedimento:

• si stampa su carta il master del circuito stampato da produrre
• si posiziona il master sopra la basetta la si mette nel bromografo per sottoporla all'azione dei raggi ultravioletti (UV)
• si espone la basetta per un tempo di esposizione che dipende dal tipo di master (carta o fogli trasparenti); in questa fase i raggi UV attraversano il master in corrispondenza delle parti bianche del foglio e colpiscono la pellicola fotosensibile nelle zone dove andrà eliminato il rame
• con una soluzione di soda tiepida si elimina la pellicola colpita dai raggi UV esponendo il rame sotto di essa
• si elimina il rame esposto col un acido come il cloruro ferrico
• si elimina tutta la restante pellicola fotosensibile con una paglietta (dovrebbe condurre ma la togliamo lo stesso per facilitare la saldatura)

Dopo queste operazioni si esamina il circuito stampato per verificare la presenza di piste tagliate o rame in eccesso. Per verificare la conduzione si usa il tester come ohmetro (o il test di continuità). Piccoli errori possono essere corretti con saldature o asportando meccanicamente, o con la punta del saldatore caldo, il rame in eccesso.

Ogni studente ha un sacchetto di plastica con un'etichetta che riporta nome e classe che contiene il materiale utilizzato (basetta, componenti). Al termine dell'ora rimettere tutto le sacchetto; indicare nome e classe nell'etichetta quando si inizia un nuovo progetto.

Chi vuole può portare a casa la scheda finita pagando il costo dei componenti.

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