Fabricación de circuitos impresos, metodo de la insoladora

Arduino RTC giltesa.com

Como vimos en el método de la plancha, hay varias formas para realizar circuitos impresos. Otra de esas formas es mediante el método de insolación. Este método es en cierto modo parecido al anterior pues se trata igualmente de tapar con algo el cobre que queremos proteger, haciendo así que el desprotegido pueda ser corroído por el ácido.

Para ello se usan unas placas de fibra de vidrio o baquelita algo distintas, realmente son como las del método de la plancha con la salvedad de que estas tienen una capa de barniz sensible a la luz UV que protege las caras de cobre. También podemos adquirir este barniz por separado para aplicarlo por nosotros sobre la placa, sin embargo a la hora de aplicarlo hay que hacerlo de forma muy homogénea, de lo contrario al exponer la placa a la luz UV no todas las zonas quedarían igual de expuestas que otras..

Como mencionaba, con la luz UV conseguimos que ese barniz sea debilitado, y que posteriormente pueda desprenderse completamente en el proceso de relevado, la cual la podemos obtener de tubos fluorescentes actinicos, leds UV e incluso con la luz solar. Lo ideal es usar una insoladora, ya sea adquiriendola en el mercado o fabricándola nosotros mismos.

fluorescente actínico Led UV

Aparte de lo mencionado también necesitaremos un nuevo material, se trata de transparencias para impresora. Estas transparencias son folios transparentes los cuales una de sus caras es porosa y es sobre la que deberemos de imprimir el circuito eléctrico.

 

Materiales necesarios:

  • Placa de baquelita o de fibra de vidrio con emulsión positiva.
  • Cutter y/o sierra pequeña.
  • Lija o lijadora de grano fino.
  • Impresora inyección/láser con tinta/tóner negro.
  • Transparencias para la impresora, las adecuadas a nuestra impresora inyección/láser.
  • Insoladora.
  • 2 cubetas de plástico del tamaño del PCB.
  • Medidor de líquidos.
  • Agua del grifo.
  • Sosa caustica.
  • Ácido clorhídrico (agua fuerte / salfuman / reductor del ph 22~25%).
  • Peróxido de hidrógeno de 110 volúmenes (agua oxigenada de 110 vol.).
  • Bicarbonato sódico.
  • Cepillo con cerdas de nylon (cepillo de dientes).
  • Papel de cocina.
  • Mini Taladro y brocas de diferentes tamaños para los orificios de los componentes.
  • Soldador y estaño/estaño liquido.

Preparado de la placa:

Cuando desempaquetemos la placa observaremos que la cara o caras de cobre, que a su vez están cubiertas del barniz, están tapadas por una lamina de cartulina opaca que no deja pasar la luz, esto es así debido a que la propia luz solar durante un tiempo prolongado puede desensibilizar el barniz e inutilizarnos la placa, por lo que deberemos de guardarla siempre tapada y trabajar con ella sin luz solar directa.

Lo primero sera recortar la placa de fibra de vidrio o baquelita que necesitemos para el proyecto, para ello tomamos medidas y la cortamos con cuidado para no levantar el barniz cuando estemos cortándola, además en el caso de cortarla con una dremel o sierra de calar tendremos que tener cuidado de que la placa no se caliente en exceso pues eso podría estropear el barniz.

PCB con insoladora sierra 

Una vez cortada la placa deberemos de limar los laterales con una lija o lijadora de grano fino para quitar las imperfecciones.

Preparación del fotolito:

El fotolito es la transparencia con el esquema eléctrico impreso que nos permite imprimir las zonas que necesitemos y dejar el resto en blanco, o en este caso transparente, para que así la luz UV pueda traspasarlo.

Por alguna razón mi impresora láser imprime bien en folios pero no conseguí que lo hiciera perfecto en la transparencia, quizas tenga que limpiarla o algo. El caso es que finalmente lleve el psd a una tienda de fotocopias y salio perfecto.

Fotolito PCB Arduino RTC

Para su realización deberemos de usar algún software encargado para ello, en este caso con Fritzing aunque tampoco es su principal fuerte, una vez tengamos el esquema lo importaremos a PDF listo para imprimir, en caso de que necesitásemos retocarlo podemos hacerlo desde el Photoshop abriendo el PDF como si de una imagen se tratase, al hacerlo nos creara un lienzo con las medidas exactas de impresión y una vez terminada la modificación solo tendremos que imprimirlo.

También debemos de tener en cuenta que la impresión ha de ser en modo espejo, ya que necesitamos que el lado impreso este en contacto con el cobre para que no haya ningún posible margen entre el cobre y la tinta que permitiese colarse la luz donde nosotros no queremos y por consiguiente nos estropease la placa.
Es mu aconsejable que la placa tenga algún tipo de texto para saber por que lado la estamos viendo y también alguna marca que nos delimite la parte del circuito impreso y el resto de la transparencia, esto nos sera muy útil durante el centrado del fotolito con habitación a oscuras.

Fotolito y PCB

Insolación:

Con la placa y el fotolitos preparados ya podremos pasar al insolado, para ello emparejamos la placa y el fotolito en la posición correcta, los ponemos sobre el cristal y cerramos la tapa para que comience el insolado.
El proceso dura unos 7 minutos aunque el tiempo varia dependiendo del barniz, las candelas de la luz UV, etc.

PCB insoladora PCB insoladora

Revelado:

El revelado se compone de 1 litro de agua templada 18~35º (no nos sirve fría o la sosa no actúa) y 12 gramos de sosa caustica, esta mezcla se degrada a las pocas horas así que no podemos guardarlo hecho. Cuando lo tengamos preparado sumergiremos la placa con el lado de cobre y barniz cara arriba de forma que no pueda rayarse con la base del recipiente de plástico. En el caso de que nuestra placa sea de doble cara deberemos de idear algún método para que esto no suceda, por ejemplo con tubo de pecera cortado en trozos y rajado de lado a lado de forma que introduzcamos la placa por la brecha y el resto de tubo nos de un margen para que no se raye la placa.

El tiempo de revelado se comprende entre 30 y 60 segundos, veremos que el barniz expuesto a la luz UV comienza a oscurecerse y poco después a desprenderse. Tenemos que tener cuidado de no exponer la placa en exceso a esta solución o el resto de barniz podría comenzar a desprenderse, si esto ocurriese nos quedaría una placa inservible o perfecta para el método de la plancha.

Al terminar el revelado lavaremos la placa con abundante agua y ya la tendremos lista para el atacado.

Revelado del PCB con sosa caustica Revelado del PCB con sosa caustica Revelado del PCB con sosa caustica

Atacado:

El atacado se encarga de corroer el cobre que esta desprotegido. Las proporciones de cada liquido pueden variar dependiendo de varios factores como marca de la placa, de los líquidos, etc. En este caso en concreto se ha usado 50ml de agua, 25ml de ácido clorhídrico  y 25ml de dióxido de hidrógeno (2:1:1).

Debemos de tener especial cuidado al tratar con estos líquidos, al igual que la sosa caustica del revelado, pues son muy corrosivos.

Con la mezcla lista comenzaremos el atacado sumergiendo la placa y moviendo el recipiente para crear un pequeño oleaje que acortara el tiempo del proceso. Una vez se desprenda todo el cobre y queden las vistas bien definidas podremos sacar la placa  para enjuagarla con abundante agua e incluso sumergirla en mezcla de agua y bicarbonato sódico que frenara completamente cualquier resto de ácido que pudiese quedar.

Atacado del PCB con acido Atacado del PCB con acido

Para acabar debemos de eliminar el barniz que cubre las pistas. La mejor forma es insolar la placa sin el fotolito para después sumergirlo en sosa caustica además de ayudarnos de un cepillo para rascar la superficie.

Insolado del PCB Segundo revelado del PCB con sosa caustica PCB semiterminado

Resultado final:

Uno de los grandes problemas del cobre es lo altamente oxidante que es, por eso si no lo protegemos se nos oxidara en apenas unos días y luego nos costara más soldar los componentes ya que el estaño no agarrara tan bien. Para solucionarlo podemos o bien barnizar la placa nada mas fabricarla y soldarle todos los componentes, o estañarla completamente, en este caso se ha usado la segunda opción y se ha empleado estaño liquido que s esparce mejor aunque llena la placa de flux pegajoso que habla que limpiar xD

También hay que tener cuidado a la hora de añadir texto, en este caso quedo inlegible, para la proxima debera de tener un tamaño mayor y en negrita.

Al final de todo el proceso la placa quedo así : )

Agujereado del PCB Estaño liquido Resultado final del PCB

Más información aquí, y aquí un mirror en pdf de la página.

7 comentarios en “Fabricación de circuitos impresos, metodo de la insoladora

  1. Hola Giltesa, me he hecho una insoladora con leds uv, pero, despues de insolar una placa cuyo fotolito esta muy bien impreso, al revelar aparecen las pistas a los pocos segundos, pero antes de que desaparezca el barniz y aparezca el cobre, se empiezan a borrar tambien las pistas. ¿Tienes idea de por que puede ser? Muchas gracias y un saludo.

    1. Hola Salva,

      Eso sucede porque la luz UV traspasa el tóner del fotolito. Prueba a imprimirlo dos veces y a ponerlos uno encima del otro sobre el PCB, de ese modo el negro sera mas oscuro y no dejara pasar la luz.

      Saludos.

Escriba aquí su comentario