Electrónica•Ingenia

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viernes, 16 de marzo de 2012

Realización de PCB por insolado

Bueno este es mi primer Post de mi blog, siempre había tenido ganas de tener un lugar para poder recoger todo relacionado con mi afición.
Y para empezar fuerte con ello, nada mejor que un tutorial. En este caso de como realizar una PCB artesanal en nuestra propia casa, y ¿porqué no decirlo?,… Lo más profesional posible dentro de las limitaciones que tenemos.
Bueno lo primero que tendremos que tener en cuenta serán los materiales que necesitaremos y como se tendrán que utilizar los mismos.
                 1.-  Un diseño de una PCB (fotolito) que lo podemos haber hecho nosotros con algún software de diseño de PCBs o algún fotolito bajado de Internet. Para aquel que quiera utilizar algún software libre para la realización del esquemático y del PCB, puede usar kiCAD o Designspark PCB, este último muy interesante por ser de la empresa de componentes RS-AMIDATA, además ambos poseen una gran comunidad activa en la web. 
Tendremos tener cuidado de imprimirlo teniendo en cuenta la escala.
Una vez lo tengamos siempre es muy aconsejable imprimirlo en un folio para comprobar el tamaño de la misma y que esta esté a la escala correcta. Para ello yo siempre coloco algunos componentes encima para ver si realmente encajan o no en los Pads.

Verificar la escala del fotolito colocando los componentes sobre el papel impreso
Una vez lo tenemos todo comprobado pasamos al siguiente paso, la preparación de la PCB.

                 2.Yo las PCBs que utilizo son de la marca BUNGARD fotosensibilizadas. En este proyecto la utilizaré de dos caras tipo FR4 de 0.8mm. Aunque en otras ocasiones, más que nada para prototipos propios, uso unas con un grosor de 0.5mm por que son más fáciles de cortar.
Tipos de placas fotosensibles y de topitos Bungard que tengo.
Lo primero que tendremos que hacer es transportar las medidas del fotolito a la PCB y yo aconsejo de siempre  cortar la PCB por lo menos medio centímetro más grande por cada lado para que después sea más fácil de trabajar con ella.

La manera que utilizo yo para cortar las PCBs y que es la más sencilla, y he utilizado varias (sierra, una caladora, el dremel,…), y no es más que utilizar un cutter.

Estas son las herramientas que necesitaremos para preparar las PCBs.

Herramientas para cortar las PCBs.
Lista de herramientas:

  •  Un cutter.
  • Una lima o lija fina para metal
  • Un plancha de metal ( en mi caso una plancha de aluminio de un gabinete.)

Una vez tengamos marcado en la PCB el corte que tenemos que realizar (arriba se puede apreciar en la PCB que tengo hecha una linea en medio por donde tengo que cortarla) cogemos la PCB y sobre un madera a modo de mártir y colocamos la placa de metal justo en la linea de corte. Y pasaremos el cutter con mucho cuidado la primera vez apoyándolo contra la plancha de metal a modo de guía.
Colocar la placa de metal a modo de guía.
Pasamos el cutter con cuidado presionando la PCB varias veces.

Pasando dos o tres veces ya por la linea ya no tendremos que tener tanto cuidado ya que la cuchilla no se saldrá del surco de la PCB. El primer corte siempre lo tendremos que dar por la cara del cobre ya que al darle la vuelta si esta es de una cara se verá perfectamente el corte transparentado en la fibra de vidrio.
Cuando hayamos pasado el cutter varias veces por ambas caras solo habrá que hacer fuerza con las manos y quebrar la PCB por el corte.
Una cosa que hay que tener en cuenta es que las PCB es de fibra de vidrio y al quebrar, los bordes quedan con muchos “flecos” que tendremos que retirar con la lima o la lija, pasando suavemente por los filos.
Cantos de la PCB con multitud de fibras resultantes de partirlas en dos.
También es bueno quitar una pequeña rebaba que queda en el cobre después de pasar el cutter. Esto es importante ya que si se lo dejamos, a la hora de poner el fotolito contra el cobre de la PCB, quedará un espacio y el fotolito no se pegará a él, dando resultado a que esa parte de la PCB nos quedará velada.
                 3.Preparación del fotolito. Yo para la realizar el fotolito de la PCB utilizo papel para transparencias (de las que se usan para hacer presentaciones) especiales para impresora láser y, valga la redundancia, una impresora láser.
Si por lo que sea no encontráis papel de transparencias podéis utilizar papel vegetal o de cebolla, a mi también me ha dado muy buenos resultados y la calidad es prácticamente la misma. También podéis tener en cuenta que hay papeles de transparencias especiales para impresoras de chorro de tinta, o incluso en cualquier papelería o copistería os la pueden imprimir.
Yo actualmente el que utilizo es esta marca la verdad es que va bien, pero el anterior que tuve era bastante mejor.
Papel de transparencias.
Y para aprovechar mejor el papel lo tengo cortado en distintos tamaños. Según sea el tamaño de la PCB cojo un papel u otro, la verdad es que es bastante práctico.

Papel cortado por tamaños.
Yo utilizo una impresora láser Brother ML-2035 y la verdad es que me va muy bien. Los fotolitos una vez impresos e incluso antes evitar tocarlos por donde vaya el dibujo de la PCB ya que la misma grasa que tenemos en nuestros dedos puede hacer que el toner no se fije bien o incluso se corra.
                 4.- Lo siguiente es preparar la insoladora. La placas fotosensibles tienen un barniz sensible a la luz. Y para ello necesitamos una fuente de luz intensa con la que poder pasar el negativo a la placa. Yo la verdad es que nunca he comprado ninguna insoladora y las únicas profesionales con las que me he topado ha sido en el Instituto. también es cierto que he realizado por lo menos 5 modelos distintos de insoladora hasta llegar al que tengo actualmente.
Insoladora casera.
Esta insoladora yo la distribuyo por varias tiendas de electrónica aquí en Sevilla y la verdad es que tienen muy buena aceptación  en cuanto a calidad-precio. No hay que olvidar que una insoladora profesional de idénticas características o incluso inferiores puede rondar los 250-300€ y yo esta la vendo prácticamente por la mitad.
Una vez que tenemos la insoladora y el fotolito impreso podemos usar la misma superficie para alinear el fotolito (en mi caso por que la PCB es de doble cara) ayudándonos de la luz de la misma. Si se fijáis se puede apreciar que tengo impreso cuatro círculos en las esquinas del fotolito, y no es mas que un sistema para alinear el fotolito inferior con el superior, y comprobar cuando se pone la PCB que el fotolito no se ha movido.

Se puede apreciar en la siguiente foto como he recortado los fotolitos. Le he hecho unos chaflanes en la parte superior e inferior para facilitar después la sujeción al cobre. La sujeción del mismo se puede hacer con fiso cuidando de no ponerlo encima del dibujo.
Colocación del fotolito en la PCB.
Una vez que lo tenemos todo colocado pasamos a insolar la placa. Durante todo el proceso hay que tener mucho cuidado de no velar la placa exponiéndola a luz directa durante mucho tiempo.
La duración del insolado varia entre fabricantes de PCB, insoladoras empleadas y tipo de papel empleado en el fotolito. Yo en mi caso en menos de 5 minutos ya tengo la placa insolada. No hay que olvidar que mi insoladora posee 4 tubos PLL de 24W, lo que hacen un total de 96W de luz.
Durante el proceso de insolado yo lo hago es preparar los líquidos para realizar el revelado y atacado de la PCB.
                 5.- Preparación del revelador y ácido para atacar la PCB. Estos son los productos químicos que utilizo para el proceso.
  • Sosa caustica en perlas.
  • Agua fuerte o salfumant.
  • Agua  oxigenada de 110 vol.
  • Alcohol de quemar o Acetona.
  • Agua del grifo.
Productos químicos.
Lo primero que tengo que advertir es el uso responsable de estos productos químicos, ya que lo que vamos a hacer es un revelador con una disolución en agua de sosa cáustica y un ácido (muy corrosivo) con la mezcla de el agua oxigenada y salfumant. Esta ultima mezcla desprende muchos gases tóxicos que tendremos que evitar inhalar usando una mascarilla y haciéndolos en un lugar muy ventilado.
Para tratar con los líquidos y proteger mis manos utilizo guantes de látex que se pueden encontrar en cualquier farmacia.
Lo primero que tendremos que hacer es conseguir tres cuencos o cubetas donde haremos las mezclas y sumergiremos la PCB.
En uno de los cuencos pondremos agua del grifo, en otro el revelador hecho con la sosa caustica y en el ultimo el ácido.
                 5.1.- Preparación del Revelador.
Yo lo que hago es: En una botella de plástico echo unas 2 cucharadas de sosa caustica y como 250ml de agua. Esto se tiene que agitar muy bien y cuando lo hagáis podréis comprobar que la botella se calienta por la reacción de la sosa. En una cubeta  echamos agua, suficiente para cubrir la PCB. En ese momento cogemos la botella y vertemos un chorreoncito en el agua que echamos en la cubeta. Aconsejo echar poco ya que si vemos que cuando echamos la PCB  y la sosa no actúa en la placa podemos verter un poco más.
                 5.2.- Preparación del Ácido.
Esto es un poco mas sencillo. Según lo grande que sea el cuenco que hayamos buscado para hacer el ácido tendremos que hacer mas o menos cantidad para cubrir la PCB. Las cantidades son las mismas de SALFUMAN y de agua Oxigenada y la mitad mas de agua.
Seria una parte de SALFUMAN, una parte de agua oxigenada y una parte y media de agua. Con esta mezcla el atacado de la placa es bastante rápido ( 1min. o 2 min.).
Este es el aspecto que tiene las tres cubetas con los líquidos ya hechos. Cabe destacar que la de en medio esta marrón porque el revelador ya lo había usado antes de hacer la foto. El color marrón se lo da el barniz fotosensible que cubre la PCB y es quitado por la sosa.
Cubetas con los líquidos. De izquierda a derecha: Agua, revelador y ácido.
Lo mismo pasa con la de más a la derecha que es verde. La verde es del ácido y esta de ese color por que ya había hecho una placa antes de hacer la foto.
Una vez que el tiempo de insolado ya haya acabado, quitamos la cinta adhesiva con mucho cuidado de no tocar donde este el circuito. Todo esto ahí que hacerlo sin que le de mucho la  luz a la misma para que no se vele.
Y la metemos en la cubeta del revelador. y movemos suavemente la cubeta para que se mueva bien el líquido por toda la PCB.

En la imagen de arriba se acaba de introducir la PCB en el revelador y en la imagen de abajo ya se empieza a observar el circuito en el cobre.
En ese momento es cuando hay que sacar al PCB rápidamente del revelador e introducirla en la cubeta de agua.

 Una vez que ya la hayamos introducido en el agua nos la llevamos al grifo y la sumergimos debajo. Con un chorrito flojito de agua pasamos los dedos descubiertos por la PCB para quitar el barniz sobrante. Ahí que tener en cuenta no arañar con anillos o con lo que sea la PCB.
 
En este paso ya se puede observar todo el circuito fácilmente en la superficie del cobre. Si observamos que alguna pista esta borrada o dañada podemos rehacerla con un rotulador permanente.
 Y ahora al ácido.

Una vez el ácido se haya comido todo el cobre sobrante la sacamos y la metemos en el agua. Este es el resultado después del atacado.


Se puede observar el color de los guantes!!!! HAY QUE TENER MUCHO CUIDADO CON LOS LÍQUIDOS!!!!!
Observemos la calidad del atacado de la PCB.
Ahora lo que resta es recortar la PCB y hacer los taladros. Yo lo que utilizo es un dremel y distintas brocas ( 0,5mm, 0,8mm y 1mm)

Ya lo único que falta es tener paciencia y algo de pulso para hacer todos los taladros.
Espero os sirva este mini tutorial y me comentáis lo que sea. Un saludo!!!


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7 comentarios:

  1. ufff pues si que te has currado el tutorial!! la cosa es que yo las realizó con percloruro ferrico y el atacado es mas lento.

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  2. Muy buen tuto Candido. Yo utilizo casi el mismo sistema, con algunas variaciones. Por ejemplo para cortar la placa utilizo una caladora montada en una mesa, resulta muy practica. Ya pondre algunas fotos en TodoPic.

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    Respuestas
    1. Gracias, yo he tenido varias maneras de cortas las PCBs: caladoras, sierra de cinta, radial, cutter, dremel,... Pero creo que voy a comprar en Leroy Merlin una cizalla para cortar planchas de madera de parqué. Cuando estudiaba teníamos en clase una de un metro y la verdad es que era una gozada.

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  3. hola, y como haces el metalizado de orificios?

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    Respuestas
    1. Hola, pues no los metalizo. Si la PCB es de doble cara pues lo sueldo por las dos caras y si ha vías pues igual con un hilo de cobre de 0.5mm o 0.6mm y lo sueldo por ambas caras.

      Siempre he querido comprar unas máquinas remachadoras para metalizar los pads pero su alto precio y la pereza de remachar mas de 200 taladros en placas medianas me quita las ganas!!

      Gracias por leerme!! Un saludo!!

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  4. Buenas,

    ¿Donde puedo comprar una insoladora como la del artículo?

    Muchas gracias.

    Un saludo.

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  5. Hola

    Yo tambiém uso las pcb bungard. Pero cuando las termino quedan manchones negros y me queda muy mal. Sabras que estoy haciendo mal.

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