A lo largo de este artículo aprenderemos a desarrollar placas de
circuito impreso para nuestros proyectos, utilizando para ello
elementos de fácil adquisición, y que tendrán un acabado muy
profesional. Sobre ellas montaremos los componentes de nuestros
proyectos de electrónica, y si somos prolijos, resultaran casi
indistinguibles de uno comercial.
Emplearemos el método conocido como "Método de la plancha",
pues se utilizar una plancha convencional, de las empleadas para
planchar la ropa, para transferir el toner de una impresión láser o
fotocopia a una placa de circuito impreso virgen.
Una plancha comun sirve para nuestro proposito
Elementos Necesarios
Para encarar la realizaron de un PCB, deberemos tener a mano una serie de elementos que resultan indispensables para dicha tarea.
En primer lugar, necesitamos una impresora láser o una
fotocopiadora. Como veremos mas adelante, el toner 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 impresion debe ser laser para que se deposite tonner en el papel glossy
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 toner, 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.
Solucion de sal acida que ataca el cobre
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 mas adelante.
Por ultimo, 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 minitorno es ideal para augerear, sino tambien puede servir una mecha de 1mm pegada al eje de un motor de cc con poxilina :D
Impresion 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.
Circuito impreso en papel
En segundo termino, como veremos mas 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 tinta activada, ya que necesitamos una buena cantidad de
toner 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 mas 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 toner 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 el polvo limpiador y la lana de
acero, que debe ser lo mas 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 lana de acero. 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.
Limpiar la superficie con virulana antes de planchar y despues del acido
Una vez que el cobre esta 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
toner 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 toner y la temperatura
exacta de la plancha, con lo que casi todo el toner 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.
Secuencia que muestra como sale la placa despues de haberla planchado y puesto en remojo para sacarle el resto de papel. Con este proceso queda lista para meterla en acido.
Eliminando 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 toner.
Para ello, pondremos algo de agua en el recipiente metálico que
mencionamos al principio de la nota, y dentro de el 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.
En esta secuencia de fotos se puede apreciar como se manipula la placa con algun elemento plastico y se puede ver como en el transcurso del tiempo la sal acida ataco al cobre lo suficiente como para limpiar de cobre toda la placa exepto las pistas transferidas con el tonner.
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, nos puede manchar permanentemente la
ropa. Un vez que terminamos este proceso, lavamos todo 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
toner que hay sobre el PCB, y ya deberíamos tener nuestro PCB casi
listo, restando solamente efectuar los agujeros para los componentes.
PCB ya augereada y vista desde ambos lados.
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.
En este video se puede ver como se saca el papel y se deja listo para meter al acido
Consejos Finales
Para terminar, vamos a mencionar algunos consejos para que nuestro
trabajo resulte más prolijo y satisfactorio.
Para dibujar el PCB en el ordenador, se puede utilizar programas
comerciales de uso general, como Corel Draw, Autocad, o incluso el
sencillo Paint, siempre cuidando de que las dimensiones de los objetos
que dibujemos sean las correctas.
No es mala idea imprimir en un papel común una copia y sobre
ella “medir” los componentes para ver si las distancias entre pines son
las adecuadas. Existen programas específicos para la realización de
PCB, como PCBWizard, Pad2Pad, FreePCB o Spicycle, algunos de ellos
disponibles en forma gratuita.
De todos modos, si nuestro proyecto no es muy complejo, se
puede realizar el diseño del PCB tranquilamente sin necesidad de
software especializado. Por ultimo, cundo hagamos nuestros dibujos,
podemos “pintar” los espacios que quedan entre componentes o entre
pistas, para que sea menor la superficie que debe atacar el percloruro.
Esto hará que el tiempo necesario para llevar a cabo la tarea sea
menor, y que el percloruro nos sirva para un mayor número de placas.
El liquido sobrante deberemos guardarlo bien tapado, en un
lugar fresco y si es posible que no este expuesto a la luz del sol
directa, para evitar que se degrade prematuramente.
Gracias gente de uControl por compartir esta nota con nosotros!
