MODULO II

1. ELABORACION DE CIRCUITOS IMPRESOS MEDIANTE EL METODO
DE SERIGRAFIA
ELEMENTOS NECESARIOS
Para encarar la realizaron de un PCB, deberemos tener a mano una serie de
elementos que resultan indispensables para dicha tarea.
Necesitarás una plancha como ésta.
En primer lugar, necesitamos una impresora láser o una fotocopiadora. Como
veremos más adelante, el tóner de la impresión es el que formara las pistas de
nuestro PCB, así que el dibujo de las pistas que podemos realizar con algún
programa especializado, como Eagle o cualquiera de los que usan los integrantes
hobbystas, o hasta con el mismísimo Microsoft Paint incluido en todas las
versiones de Windows.
La impresión debe ser láser.
Luego debe ser impreso con una impresora de tecnología láser. Si no disponemos
de una, podemos usar cualquier impresora, y luego llevar el impreso a una
fotocopiadora y hacer una copia. Las fotocopias también son hechas mediante
tóner, por lo que mediante este procedimiento nos haremos de un original para
nuestro PCB.
También deberemos comprar en una tienda especializada en componentes
electrónicos (donde compramos los demás componentes para nuestros circuitos)
una placa de PCB virgen, del tamaño adecuado para nuestro proyecto. Estas
placas generalmente se consiguen fabricadas en pertinax o sobre fibra de vidrio.
Cualquiera de las dos sirve. Prestar atención a que tenga solo una de sus caras
cobreadas, salvo que queramos hacer un circuito impreso de doble faz.
También compraremos un cuarto litro de percloruro férrico (o cloruro férrico, el
nombre puede variar de un lugar a otro, pero se trata de la misma substancia), que
es el elemento que atacara la superficie de cobre, para eliminar todas las partes
que no necesitamos.
El cloruro férrico, listo para usar.
Para acondicionar la placa virgen vamos a necesitar algún polvo limpiador y un
poco de lana de acero, de los mismos que se utilizan para lavar los cacharros de
cocina, que utilizaremos para dejar bien limpia y desengrasada la superficie de la
placa.
Deberemos tener a mano alguna hoja de papel ilustración, como explicaremos
más adelante.
Por último, necesitamos algunas herramientas o accesorios, como ser una
agujereadora, con una broca de 1.00 mm y otra de 0.75 mm, un recipiente plástico
en el que entre nuestra placa, uno metálico en el que entre el recipiente plástico,
una sierra de cortar metales y una plancha, de las usadas normalmente para
planchar nuestra ropa.
Un motor tool para hacer los huecos en la baquelita.
IMPRESIÓN DEL CIRCUITO
Una vez que tenemos listo el dibujo de nuestro circuito impreso, ya sea que lo
hayamos realizado nosotros en el ordenador o que lo hayamos bajado de Internet,
debemos transferirlo al papel.
En este punto, debemos tener en cuenta un par de consejos para que el resultado
final sea óptimo. En primer lugar, la escala del dibujo debe ser la adecuada para
que cuando vayamos a montar los componentes en nuestro PCB, las medidas
coincidan. Por ejemplo, la separación estándar entre dos pines consecutivos de un
circuito integrado es de 0.1 pulgada (2,54 mm). Si nos atenemos a esto, no
tendremos problemas.
En segundo término, como veremos más adelante, al transferir el dibujo del papel
al cobre la imagen quedara invertida, como si la viéramos en un espejo, así que
debemos tener esto en cuenta al dibujarlo en el ordenador para no terminar con
una imagen invertida en el PCB. No es conveniente imprimir nuestro circuito con la
opción de economía de tóner activada, ya que necesitamos una buena cantidad
de tóner en la copia, dado que es el que se va a transferir al cobre.
Si nuestra impresora no es láser, como dijimos antes, llevaremos nuestra
impresión a una fotocopiadora y haremos una copia de ella, cuidando que la
escala sea exactamente 1:1 (no todas las fotocopias son idénticas al original) y
que la copia no presente rayas o cortes, ya que de ser así, estas imperfecciones
se transferirán al PCB. Si no estamos conformes con la calidad de la fotocopia,
hagamos sacar otra hasta que veamos que no tiene defectos.
Respecto del papel a utilizar, los mejores resultados los he obtenido utilizando
papel ilustración, que es un papel de una calidad mayor al de resma común, con
un grano más fino y ligeramente satinado. Respecto a este punto, lo mejor es
hacer algunas pruebas hasta encontrar el adecuado antes de comprar grandes
cantidades de papel.
TRANSFERENCIA AL COBRE
En esta etapa del proyecto, deberemos transferir el tóner del papel al cobre, para
lo cual utilizaremos el calor que nos brindara la plancha.
Una vez cortada la placa virgen a las medidas de nuestro PCB con la sierra de
cortar metales, comenzaremos la limpieza concienzuda la placa de circuito
impreso virgen, para que quede libre de suciedad, grasa, etc. Utilizaremos para
ello una esponja de brillo, que debe ser lo más fina posible para que no queden
rayas. Algún agente químico puede resultar útil, como por ejemplo un limpia
metales y un trapo en lugar de la esponja de brillo. Podemos probar distintos
métodos, de acuerdo a los elementos que tengamos a mano. Mientras llevamos a
cabo esta tarea, podemos aprovechar a enchufar la plancha para que vaya
tomando temperatura.
Esponja de brillo.
Una vez que el cobre está limpio, alinearemos sobre el PCB el papel con la
impresión que hemos hecho, con las pistas hacia el cobre (debemos ver la parte
sin imprimir), de manera que cuando apliquemos calor, el tóner se funda y se
transfiera al cobre.
Con la plancha bien caliente, y con cuidado de no mover el papel (puede ser una
buena idea agarrarlo por detrás del PCB con alguna cinta adhesiva) “planchamos”
la hoja durante uno o dos minutos, aunque este tiempo puede variar de acuerdo al
tipo de tóner y la temperatura exacta de la plancha, con lo que casi todo el tóner
habrá pasado de la hoja de papel a la cara de cobre del PCB.
Para remover el papel del PCB deberemos sumergir todo en agua del grifo
durante unos 5 o 10 minutos (depende del tipo de papel), y luego con los dedos
iremos desmenuzando el papel hasta eliminarlo por completo del PCB. En este
momento deberíamos tener la placa con el dibujo listo. Solo resta asegurarnos que
todas las pistas y nodos se hayan calcado correctamente, y que no hayan
quedado pedacitos de papel que puedan evitar la acción del percloruro, dando
lugar a cortocircuitos en nuestro PCB terminado.
El papel comienza a desmenuzarse.
La placa libre de papel...
Ayudamos con los dedos o un trapo.
...y ya cortada, lista para el siguiente paso.
ELIMINADO EL COBRE SOBRANTE
El proceso que llevaremos a cabo a continuación tiene como fin eliminar todas las
zonas de cobre que sobran de nuestra placa virgen, es decir, las que no están
cubiertas por el tóner.
Para ello, pondremos algo de agua en el recipiente metálico que mencionamos al
principio de la nota, y dentro del ponemos el recipiente plástico con el percloruro.
Ponemos todo el conjunto en una hornalla de la cocina, a fuego mínimo, como
para que el agua caliente a unos 40 o 50 grados el percloruro que se encuentra en
el recipiente plástico. Esto hará las veces de un catalizador positivo, provocando
que el percloruro ataque con mayor velocidad las zonas de cobre desnudo.
Ponemos la placa dentro del percloruro, y esperamos unos 5 o 10 minutos hasta
que el cobre que esta sin cubrir desaparezca. A veces, da buen resultado mover
suavemente la placa durante este tiempo, para evitar que el percloruro que ya se
combino con el cobre se deposite sobre la placa y actúe como un “aislante” que
evita el contacto del PCB con el percloruro sin combinar.
Ponemos la placa dentro del percloruro.
Hay que esperar a que actúe...
Usamos algo no metálico para moverla
Ya no queda cobre por eliminar.
Esta operación no reviste peligro, pero por las dudas conviene llevarla a cabo en
un lugar ventilado para no aspirar los vapores del percloruro férrico, y por
supuesto evitar salpicaduras, ya que si bien el percloruro es inocuo para la piel,
puede manchar permanentemente la ropa. Un vez que terminamos este proceso,
lavamos todo con abundante agua.
Lavamos el PCB con abundante agua.
El percloruro que utilizamos podemos guardarlo para otra placa, ya que en
general, y dependiendo de la superficie del PCB realizado, se puede emplear
varias veces. Cuando notemos que el tiempo necesario para acabar el trabajo es
demasiado largo (25 o 30 minutos) será el momento de comprar otro bidón de
percloruro.
Con la placa ya libre de percloruro, utilizamos nuevamente la lana de acero con el
polvo limpiador para remover todos los restos de tóner que hay sobre el PCB, y ya
deberíamos tener nuestro PCB casi listo, restando solamente efectuar los agujeros
para los componentes.
El PCB limpio, listo para agujerear.
Para agujerear la placa, usaremos el taladro y las brocas, cuidando de que los
agujeros queden centrados sobre los pads del PCB, y que el diámetro de los
mismos sea el adecuado para los terminales de los componentes que usaremos.
Agujeros demasiado grandes o pequeños impedirán que el resultado final sea
prolijo.
PCB agujereado, lado cobre...
...y lado componentes.
El liquido sobrante deberemos guardarlo bien tapado, en un lugar fresco y si es
posible que no esté expuesto a la luz del sol directa, para evitar que se degrade
prematuramente.
2.
CIRCUITOS
FOTOGRAFICO.
IMPRESOS
ELABORADOS
CON
EL
PROCESO
El método fotográfico para la elaboración de circuitos impresos se lleva a cabo a
partir de un fotolito negativo, ya sea de un dibujo manual en papel o de un diseño
por computadora impreso.
Material a utilizar:
-
1 frasco de revelador (COPIREV-200B).
1 frasco de sensibilizador (COPILAC-206).
2 vidrios de 20×20×0.5 cm.
1 pincel suave.
2 clips.
1 bola de fibra metálica.
1 botella de cloruro férrico.
2 palitos de madera.
Los pasos para el empleo de este método son:
Paso 1.
Limpiar perfectamente la tablilla de circuito impreso con fibra metálica, agua y
jabón en polvo. No tocar después la superficie de cobre con los dedos, (dejar
secar perfectamente).
Paso 2.
En un cuarto oscuro aplicar sensibilizador con un pincel de cerdas finas a la
tablilla, de manera uniforme hasta formar una capa que cubra toda la tablilla. Dejar
secar y luego aplicar una segunda capa y dejarla secar. Vaciar la cantidad
suficiente de revelador en un recipiente No metálico y preparar otro recipiente con
agua jabonosa.
Paso 3.
Colocar el negativo encima de la tablilla cuidando que no quede al revés, situarlos,
situarlo entre los dos cristales y colocar los clips.
Paso 4.
Exponer la tablilla al sol por un minuto aproximadamente.
Paso 5.
Meter la tablilla al cuarto obscuro, desmontarla de los cristales y retirar el negativo.
Paso 6.
Sumergir la tablilla en el líquido revelador con los palitos de madera, cuidando no
raspar la superficie de cobre de la misma, y meterla en un recipiente con agua
jabonosa agitando la tablilla.
Paso 7.
Retirar la tablilla del líquido revelador con los palitos de madera y meterla en el
recipiente con agua jabonosa agitando la tablilla.
Paso 8.
Encender la luz o salir del cuarto obscuro y limpiarla con un chorro de agua y dejar
secar. Revisar el estado de las pistas plásticas en la superficie de la tablilla y si es
necesario retocar las que lo requieran.
Paso 9.
Se procede a realizar la corrosión del cobre en las tarjetas procesadas.
Una vez trazadas las tarjetas se procede a bañar las mismas en Cloruro Férrico,
con lo cual la acción corrosiva del cloruro férrico actuará sobre las superficies
descubiertas de la tinta metálica, obteniendo así el Circuito impreso. Para obtener
el Circuito Impreso en la versión de Cobre, se procede a eliminar la tinta metálica
de la tarjeta que protegió de la corrosión al Diseño, una técnica rápida y limpia es
mediante un doble baño: Primeramente en Thinner y posteriormente en Agua. Con
la realización de los pasos anteriores se obtiene una tarjeta de circuito impreso de
Calidad y Presentación aceptables.