CÓMO HACER PCB´s

INTRODUCCIÓN

Las placas de circuito impreso son súmamente útiles. Su uso ha permitido el desarrollo de toda la electrónica en general a un menor precio y en tamaños muy reducidos.

La opción anterior era el cableado, sumamente costoso no sólo por los cables en sí, sino por los altos costes de fabricación. El tamaño de los primeros ordenadores era mostruoso y tenían menos funciones que una eurocalculadora.

Si se necesita hacer una PCB rápidamente y sin que sea necesaria gran precisión, visite el "método tosco para hacer PCBs".

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MATERIALES NECESARIOS

Aparte de la placa virgen, se necesita:

Máscaras

Es una transparecia que tiene dibujado el circuito impreso que se va a trasnferir a la placa. Lo que está en negro lueog serán las pistas de cobre. Se requiere placa positiva.

El método habitual consiste en diseñar el circuito con un programa de CAD (Protel, OrCad,...), hacer el diseño de la PCB e imprimirlo. En casos muy simples (PCBs para filtro pasivos en altavoces) se puede hacer con un rotulador de alcohol directamente, o trozos de cinta aislante, o papel... , pero no es recomendable.

La mayoría de las impresoras no imprimen bien en acetato (mucho mejor que el papel cebolla), por lo que es necesario imprimir en papel y sacar una fotocopia en acetato. Las fotocopiadoras viejas son las mejores para esto, ya que emplean más tinta y el dibujo es más opaco así.

En algunos casos puede ser recomendable repasar los trazos en negro con un rotulador de alcohol, para eliminar los puntitos en blanco que quedan por acumulación de la tinta.

Es muy importante no colocarla al revés. Este es un fallo muy común.

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Insoladora:

La laca se corrompe con la luz ultravioleta C. Con cualquier fluorescente o con el sol se puede hacer. El sol es un método rápido y barato, pero es muy poco controlable, aparte de tener demasiada energía, y en muchas ocasiones traspasa la máscara.

Hacer una insoladora es muy fácil, sólo se necesita un fluorescente cualquiera. De esta manera se pueden controlar los tiempos de exposición y poder obtener resultados óptimos.

En todo caso, se debe procurar que los rayos caigan perpendiculares sobre la placa.

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Revelador.

Se puede usar metasilicato de sodio o sosa cáustica. Es mucho más barata la segunda.El metasilicato de sodio lo venden en tiendas de electrónica como revelador de placa positiva, y la sosa, en tiendas de productos químicos, droguerías...

Se trata de eliminar la capa de laca expuesta y dejar el cobre al descubierto. En la laca no expuesta se detiene la sensibilización y se puede exponer a la luz sin riego a que se corrompa.

  • ES NECESARIO UTILIZAR GUANTES DE GOMA Y GAFAS PROTECTORAS.
  • A PESAR DE UTILIZAR GUANTES, PUEDEN TENER POROS. DEBEN UTILIZARSE PINZAS DE PLÁSTICO PARA MANIPULAR LA PLACA Y PROCURAR NO INTRODUCIR LOS DEDOS EN LA MEZCLA.
  • SE DEBE HACER EN UNA CUBETA DE PLÁSTICO.

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Ataque químico

Se pueden emplear varios productos, dependiendo de la precisión necesaria, y del coste.

Los más habituales son el ácido clorchídrico con ácido sulfúrico y peróxido de hidrógeno, y el cloruro férrico.

CLORURO FÉRRICO

El cloruro férrico disuelto al 40% p/v es bastante pesado, pero es con el que se obtienen resultados más precisos. De todas maneras, sólo recomiendo usarlo en caso de que se tengan muchas pistas de 10/1000 " o menos (temerario), y con separaciones de 15/1000" o menos.

Es necesario calentarlo, es lento, huele mal, mancha todo con unas horribles manchas marrones que no se van nunca y es más caro. Se vende en tiendas de productos químicos.

  • ES NECESARIO UTILIZAR GUANTES DE GOMA Y GAFAS PROTECTORAS.
  • A PESAR DE UTILIZAR GUANTES, PUEDEN TENER POROS. DEBEN UTILIZARSE PINZAS DE PLÁSTICO PARA MANIPULAR LA PLACA Y PROCURAR NO INTRODUCIR LOS DEDOS EN LA MEZCLA.
  • SE DEBE HACER EN UNA CUBETA DE PLÁSTICO

Hay que tener cuidado con las pinzas para no rallar la superficie de la placa, y eliminar la laca de donde debe estar.

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ÁCIDO Y PERÓXIDO DE HIDRÓGENO

El otro producto, que suena a algo terrible, realmente lo es. Es rapidísimo, sobre todo dependiendo de la pureza de los líquidos. Desprede gases tóxicos.

  • NO DEBE UTILIZARSE EN RECINTOS CERRADOS.
  • DEBE HABER VENTILACIÓN. NO VALE CON UNA VENTANA ABIERTA, DEBE HABER CORRIENTE DE AIRE AL EXTERIOR.
  • ES NECESARIO UTILIZAR GUANTES DE GOMA Y GAFAS PROTECTORAS.
  • A PESAR DE UTILIZAR GUANTES, PUEDEN TENER POROS. DEBEN UTILIZARSE PINZAS DE PLÁSTICO PARA MANIPULAR LA PLACA Y PROCURAR NO INTRODUCIR LOS DEDOS EN LA MEZCLA.
  • SE DEBE HACER EN UNA CUBETA DE PLÁSTICO

Che.es advierte de los posibles riegos y no se hace responsable de accidentes de ningún tipo.

Hay que tener cuidado con las pinzas para no rallar la superficie de la placa, y eliminar la laca de donde debe estar.

Se puede prescindir del ácido sulfúrico. Los otros dos productos son tan fáciles de encontrar como el salfumán (ácido clorhídrico al 23%) y el agua oxigenada (peróxido de hidrógeno 10 volúmenes, 3%) Con este agua oxigenada el proceso es muy lento, aparte de que acaba saliendo caro. Es mejor comprar agua oxigenada de 110 volúmenes. Se vende en tiendas de productos químicos.

  • SÓLO DEBE UTILIZARSE PARA ATAQUES QUÍMICOS, NO VALE PARA LOS USOS HABITUALES DEL AGUA OXIGENADA QUE VENDEN EN FARMACIAS.
  • EVITAR TODO CONTACTO CON LA PIEL, MUCOSAS, ROPA, ETC..
  • DEBE GUARDARSE LEJOS DEL ALCANCE DE TODO EL MUNDO. CUALQUIER CONFUSIÓN PUEDE TENER CONSECUENCIAS MUY GRAVES.
  • ES NECESARIO UTILIZAR GUANTES DE GOMA Y GAFAS PROTECTORAS.
  • A PESAR DE UTILIZAR GUANTES, PUEDEN TENER POROS. DEBEN UTILIZARSE PINZAS DE PLÁSTICO PARA MANIPULAR LA PLACA Y PROCURAR NO INTRODUCIR LOS DEDOS EN LA MEZCLA.
  • SE DEBE HACER EN UNA CUBETA DE PLÁSTICO.

Es fácil suponer que si el agua oxigenada normal ya quema todo lo que encuentra, y está diluida al 3% y es muy estable, esta que está mucho más concentrada y es mucho menos estable, puede ser demoledor.

Cuesta menos de 6 euros el litro y cunde mucho. El salfumán cuesta menos de 2 euros el litro.

La mezcla es bastante libre, toda la gente que conozco usa proporciones diferentes. Es cuestión de probar.

No se puede almacenar en un recipiente cerrado (botella, garrafa,...) la mezcla, sigue reaccionando y puede explotar. La mezcla es altamente corrosiva. No debe tirarse por el desagüe, al menos si se pretende seguir teniendo desagüe. Debe consultarse en algún centro de reciclaje o recogida de residuos local. No deben mezclarse NUNCA el reveladr y el ácido.

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Acetona

Para limpiar la laca que queda después del ataque, se puede utilizar acetona. Si no se va a taladrar o utilizar la placa en un tiempo, puede dejarse hasta ese momento como protección. Se vende en tiendas de productos químicos, en ferreterías y casi en supermercados.

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Limpiametales

Para eliminar todo el óxido de la placa se necesita un producto para limpiar metales. El algodón o el Sidol van bastante bien. No se pueden usar los limpiadores específicos para plata, no funcionan.

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Taladro.

Si se dispone de un taladro de pie, mejor. Los taladros se hacen uno a uno. Con una máscara se marcan los agujeros, y con el taladro se hacen.

No todos los taladros admiten brocas de 1mm o menos. Debe tener velocidad regulable, y debe taladrase a baja velocidad. 1000 rpm son demasiadas.

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Proceso:

La placa suele ser de fibra de vidrio aunque también la hay de baquelita. Recomiendo usar sólo fibra de vidrio, es más dura, no se rompen las esquinas ni al serrar ni por su uso y se taladra con más precisión. Es más cara.

Va protegida con una capa de plástico opaco.

Se debe cortar antes de todo el proceso, en caso de que sea necesario. Con una sierra de metal se hace perfectamente. Conviene hacerlo con el cobre hacia arriba para no machacar la placa con la mesa y las vibraciones.

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INSOLACIÓN

En la cara del cobre (aunque puede ser de dos caras) lleva la película de cobre, habitualmente 0,35mm de espesor, y una laca fotosensible.

Esta laca, al contacto con la luz se degrada. Por eso todos los preparatorios deben hacerse a oscuras o con una bobilla roja, como en los estudios de fotografía.

Los tiempos de exposición varían dependiendo de la distancia, del fabricante, de el fluorescente,... lo mejor es hacer pruebas con trozos pequeños, pero varía entre 3 y 15 minutos.

Se coloca una máscara con el circuito a transferir encima de la laca, se insola y luego se revela. Tras la insolación se puede observar que la placa expuesta ha cambiado ligeramente de color.

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REVELADO

Es un poceso rápido, en un minuto ya se puede ver perfectamente el circuito sobre la laca.

El revelado se hace introduciendo la placa en el líqudo revelador. Es rápido, como con las fotografías. Tras el revelado, la laca expuesta desaparece y queda el cobre al descubierto. Las zonas no expuestas permanecen con laca encima.

Hay que tener cuidado con las pinzas para no rallar la superficie de la placa, y eliminar la laca de donde debe estar.

Una vez que se ha revelado es necesario lavarla con agua, para eliminar los restos del revelador.

Es un proceso muy curioso. El dibujo va apareciendo léntamente, la laca expuesta pasa de ser transparente a ser de color granate, como en la primera fotografía.

Después de un minuto, el dibujo se va difuminando porque la laca corrompida pasa a disolverse en el revelador.

Luego, al mover el recipiente se ve cómo se desvanece el dibjo a medida que sale del líquido, como se ve en l foto de la derecha.

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ATAQUE QUÍMICO

Ahora se hace el ataque químico. Se pueden utilizar muchos productos, diferentes en precio, tiempo y precisión. El objetivo es eliminar el cobre que no es útil. Esto se hace introduciendo la placa en una cubeta con el agente químico que ataca al cobre.

En este caso hemos utilizado ácido con peróxido de hidrógeno. Recomiendo preparar las cantidades antes de nada, y utilizar simepre las mismas proporciones.

Arriba a la derecha se ve como tenemos la placa ahora (derecha) y cómo debe quedar (izquierda).

Se introduce la placa a atacar en un recipiente de plástico. Primero se hecha el ácido y luego el peróxido de hidrógeno.

El agua oxigenada activa la reacción. Con el ácido sólo es muy lento o no se produce ataque. Si se hecha demasiada, empieza a hervir y salpicar todo. Debe tenerse mucho cuidado con los gases.

El tiempo ideal de ataque es entre 10 y 15 minutos. Se obtiene resultados precisos sin dar tiempo a que se levante la laca fotosensible.

Si se hace más rápido, normalmente habrá zonas que no se ataque y otras que se ataquen demasiado, y si se hace más lento, se puede levantar la laca.

Pasado un tiempo que depende de la concentración de la mezcla, empiezan a salir burbujas. El cobre se oxida muy rápidamente y se vuelve marrón oscuro. El óxido de cobre se empieza a disolver en el ácido y da un color verde al ácido.

Es un proceso relativamente rápido, sobre todo al final, cuando puedes literalmente ver cómo el cobre va desapareciendo.

Al final, un resultado curioso. Tras atacar completamente la placa, el ácido es completamente verse, con un color muy vivo. Cuando hechas agua para rebajar la mezcla y que sea menos peligrosa una salpicadura, el ácido se vuelve azul claro, muy intenso.Esto es por el distinto pH

Es algo curioso. Hemos añadido una página con slide show de todas las fotografías relevantes del ataque.

VER LAS DEMÁS FOTOS.

En ésta última fotorafía se ve al trasluz que no ha quedado ni un rastro de cobre entre las pistas.

Tras el ataque hay que lavarla con abundante agua, para eliminar cualquier resto del ácido.

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TALADRADO

Tras el ataque, cuando la placa está bien seca se pede empezar a taladrar.

Para ello, se fija una máscara sólo con los taladros en la PCB, con cinta aislante o algo así.

Se deben hacer todos los agujeros uno a uno. Es una tarea un poco pesada, pero siempre se pueden hacer descansos...

Tras una PCB de 150 agujeros te empiezas a plantera usar componentes SMD, que se sueldan directamente sobre la placa, sin pasar los a través de un agujero.

Las brocas de 1.25mm y menos se parten con una facilidad asombrosa. No es como las de 5mm y más, que se pueden volver a afilar muy fácilmente, estas no.

No utilizar NUNCA el percutor. Será el fin de la broca, y se puede dañar la placa.

Las brocas más baratas son las de 1.5 mm. De ahí para arriba el precio sube porque llevan más material, etc... pero de 1.5mm para abajo, el precio sube proque son más difíciles de fabricar. Una broca de 0.6mm puede costar algo menos de 2 euros, aunque normalemte cuesta mucho menos.

A la derecha se vé el aspecto de la placa taladrada.

Conviene recordar que no todos los agujeros son del mismo ancho, ero es una buena costumbre hacer los agujeros granes en pasos de 1mm o así, promero con la de 1mm, luego con la de 2, y así hasta el número deseado.

De esta manera que evita que la placa sufra estrés mecánico, o dicho de otra manera, que se parta, que se corten las pistas...

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LIMPIEZA

Después de esto hay que eliminar la laca con acetona.

Se limpia muy fácilmente, sólo con pasar un pañuelo o un trapo impregnado en acetona ya se puede ver el color del cobre.

Aquí se pretendía que se viese porqué era necesario limpiar el cobre con limpiametales, pero la foto no está muy clara.

El caso es que después de quitar la laca, el cobre está ligeramente oxidado, y esto es un serio problema a la hora de soldar Todos los productos que he usado dejan restos, así que luego hay que frotar con un papel o un trapo para limpiar bien y que no quede nada que impida soldar al cobre.

 

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Cómo hacer PCBs - PCPfiles en www.pcpaudio.com