Manual para hacer PCBs

2ª Edición, con explicaciones, teorías y experiencias

Índice

1. Impresión del Circuito

1. Insolación

   1. Luz Ultra Violeta

   2. Sol

   3. Luz negra, Insoladoras

   4. Bombillas normales

   5. Fotolito

   6. Liquido Revelador

   7. Cuarto oscuro

   8. Realización de la Insolación

   9. Material

2. Serigrafía

   1. Bastidor, Sablón o Marco

   2. Malla, Voile o gasa

   3. Foco Alógeno

   4. Emulsión fotosensible

   5. Tiempo de insolación

   6. Otros utensilios necesarios

   7. Realización de la Serigrafía

   8. Materiales

3. Plancha

   1. Impresión y papel

   2. Realización Métodos

   3. Materiales para plancha

4. Dibujado a mano alzada

   1. Rotulador

   2. Esquema en papel

   3. Realización del calcado

   4. Materiales para Dibujo

2. Atacado del Cobre

2.1 Realización del atacado

Los que tengáis prisas y no queráis leer, ir a los apartados con el Titulo “Realización” en cada sección, pero sería aconsejable leer todo y así se os despejaran muchas dudas y curiosidades.

1. Impresión del Circuito

Para poder hacer las pistas de un circuito primero hay que dibujarlo en la placa, pasar el esquema del circuito del papel o de la pantalla del ordenador a la placa con el cobre, esto se puede hacer de baria maneras, por insolación, por planchado, serigrafía o dibujándolo a mano alzada, es posible que haya alguna manera más que yo desconozca pero estas cuatro son las más conocidas y las más usadas según creo yo.

1. Insolación

La insolación es la técnica de aplicar luz Ultra Violeta (Luz Negra) a los circuitos que tiene un barniz foto sensible o sensibilizado que reacciona a dicha luz.

1º la placa debe traer un barniz foto sensible, si no, también se puede aplicar con un espray que se vende, también en bote y aplicable con brocha o se lo puede fabricar uno mismo, es algo que yo no he utilizado y no le tengo mucho interés pero puede ser una buena solución para reutilizar placas que ya no tienen o que se les a estropeado el barniz fotosensible, tanto la placa y el espray se consiguen en tiendas de Electrónica.

El Barniz foto sensible lo hay positivo y negativo, pero el más conocido y usado al menos en los PCBs es el positivo, cuando recibe la luz UV reacciona y al meterlo en el liquido revelador, la parte que ha recibido la luz se desprende y la que no lo ha recibido se vuelve de color negro o del color que sea el barniz y se endurece, esta es la parte que luego formara las pistas y todo el cobre que deba quedarse en la placa y la parte que el liquido revelador quito, será la parte del cobre que elimine el acido.

2º para hacer la foto sensibilización nos hará falta luz Ultra violeta, que puede venir del Sol o de bombilla (luz negra)

3º para hacer las pistas, los pads y todo lo que formara el cobre necesitas un fotolito

4º para poder ver el dibujo tendrás que meterlo en líquido revelador, igual que el que se utiliza para las fotos en blanco y negro

5º cuarto oscuro donde poder hacer la insolación y el rebelado, como en la fotografía solo se puede usar la luz roja durante el proceso

Esta es la forma correcta de insolar, observar fotolito la tinta entre el fotolito y el cobre

Esta es la forma incorrecta, la tinta encima del fotolito

1. Luz Ultravioleta

Como dije anterior mente esta luz solo se puede conseguir del Sol y de las bombillas que emitan este tipo de luz

Bueno esto ya no es del todo cierto, puesto que las tecnologías avanzan muy deprisa y hoy en día hay varias formas de hacer o emitir luz UV-A, UV-B, UV-C, como con bombillas de ahorro, fluorescentes, diodos Leds o diodos Laser y seguramente los científicos trabajen con mas tipos de emisores de luz UV para experimentos y demás historias, lo que esos otros medios ya no son tan comerciales y/o conocidos y aunque alguno sea comercializado, seguramente sean bastante caros al menos al principio, una vez que dicha tecnología avanza se comercializa y usa mas el precio baja, como ocurrió con los leds y los láseres

Se denomina radiación ultravioleta o radiación UV a la radiación electromagnética cuya longitud de onda está comprendida aproximadamente entre los 400 nm (4x10-7 m) y los 15 nm (1,5x10-8 m). Su nombre proviene de que su rango empieza desde longitudes de onda más cortas de lo que los humanos identificamos como el color violeta. Esta radiación puede ser producida por los rayos solares y produce varios efectos en la salud.

Descubrimiento

El descubrimiento de la radiación ultravioleta está asociado a la experimentación del oscurecimiento de las sales de plata al ser expuestas a la luz solar. En 1801 el físico alemán Johann Wilhelm Ritter descubrió que los rayos invisibles situados justo detrás del extremo violeta del espectro visible eran especialmente efectivos oscureciendo el papel impregnado con cloruro de plata. Denominó a estos rayos "rayos desoxidantes" para enfatizar su reactividad química y para distinguirlos de los "rayos calóricos" (descubiertos por William Herschel) que se encontraban al otro lado del espectro visible. Poco después se adoptó el término "rayos químicos". Estos dos términos, "rayos calóricos" y "rayos químicos" permanecieron siendo bastante populares a lo largo del siglo XIX. Finalmente estos términos fueron dando paso a los más modernos de radiación infrarroja y ultravioleta respectivamente.

Redactar y preparar bien

Rayos actínicos

En castellano, actínico significa relativo al actinismo, y actinismo es según la definición de la Real Academia: 1. m. Acción química de las radiaciones electromagnéticas, en especial las luminosas.

Descripción

Por extensión los rayos actínicos son aquellos que provienen de la luz solar y tienen efectos específicos sobre la materia, con este nombre (rayos actínicos), se conoce a la franja del espectro solar que corresponde al azul, violeta y ultravioleta, y que Niels Ryberg Finsen “descubrió” a partir de los hallazgos de Emile Duclaux (1840-1904) sobre la capacidad destructora de los rayos ultravioleta aplicados a colonias de bacterias.

En un principio Finsen se dedicó a estudiar si esa capacidad (destructora del espectro ultravioleta) era real en los tejidos vivos y comprobó que la luz, después de concentrarla, ejercía también un efecto benéfico en los pacientes. Comprobó que con la luz del sol o con la que se obtenía mediante la concentración de luces eléctricas, podía eliminar tanto a las bacterias en cultivo como a las que se desarrollaban sobre la piel, a partir de sus experimentos, estableció que este efecto “curativo” se debía a las propiedades de la luz y no a sus efectos térmicos. A partir de este hallazgo ideó una lámpara eléctrica de arco voltaico, conocida como luz de Finsen o lámpara de Finsen, para el tratamiento de varias afecciones cutáneas.

La luz de Finsen se obtiene al hacer pasar la luz solar o la que se obtiene por un arco voltaico a través de una solución amoniacal de sulfato de cobre que absorbe los rayos amarillos, rojos e infrarrojos del espectro. Consta ésta de rayos violetas y ultravioletas.

Aplicación de rayos concentrados con la luz de Finsen artificial. [Ueber die Bedeutung der chemischen Strahlen des Lichtes für Medizin und Biologie. Leipzig, Vogel, 1899. [Biblioteca y Museo Histórico médicos. Universidad de Valencia. España]

2. Sol

Se hace mediante la exposición al sol por un tiempo entre 30 segundos y un minuto y medio aproximadamente, debe de hacerse con día soleado y despejado, al medio día en las franja oraría en la que el sol este lo mas vertical posible a la placa, porque si no ciertos rallos de luz UV pueden colarse por debajo del fotolito y por tanto estropear las pistas o las zonas de cobre que no queremos quitar con el acido.

Con un día soleado y despejado la insolación se hace perfectamente en un minuto

Es uno de los métodos más rápidos y baratos si no es el más. Si lo haceis al atardecer necesitareis mas tiempo 1:20 ó 1:30 y siempre lo mas perpendicular posible al Sol

Yo lo hago con un cuadro o marco de una foto mediano o grande, quito lo que es el propio marco y me quedo con el cartón o contrachapado de atrás y con el cristal, pongo encima del cartón la placa a insolar, encima el fotolito y por último el cristal, lo sujeto todo con unas pinzas grandes de papelería y lo tapo con un cartón o algo opaco para que la luz indirecta no haga mucha reacción en la fotosensibilización, lo pongo perpendicular al sol, lo destapo 1 minuto exacto y de ahí directamente al liquido revelador

Esta técnica la conoce bien mi amigo CEX del foro Endorasoft, a mí antes no me gustaba seria por el miedo a la novedad y lo desconocido por qué ahora, después de practicar con este tipo de técnica, me ha gustado bastante, si ya de por si la insolación es un poco que no sabes lo que va a pasar hasta que rebelas la placa, con el sol todavía tenemos menos control, como todos sabemos el Sol no siempre emite la misma cantidad de luz ni de radiación, entre ellos la Ultravioleta, a demás de que también de pende de los impedimentos en el espacio y en la atmosfera de la tierra para llegar dicha radiación de luz Ultravioleta, pudiendo ser en los días mas favorable menor el tiempo de exposición y en los días menos favorables mayor el tiempo de exposición, pero es algo que nosotros nunca sabremos, porque no se puede ver con los ojos y tampoco disponemos de los instrumentos necesarios para saber esta información, por lo que lo hace todo mucho mas aleatorio.

Aunque es bueno conocer esta técnica, porque siempre nos podrá servir para salir de un apuro.

3. Luz negra, Insoladoras

La luz negra la podemos obtener de Fluorescentes, bombillas, bombillas de ahorro de energía y desde hace unos cuantos años y cada vez mas de los Leds.

El tiempo de exposición es directamente proporcional a los Watios, Lúmenes y distancia entre el foco de la luz y la placa, cuantos mas watios menos tiempo y cuantos menos watios mas tiempo, cuantas más distancia más tiempo y cuanta menos distancia menos tiempo aunque con la distancia también puede afectar el haz o el radio de luz que incide en la placa.

Las Insoladoras, las podemos comprar o nos la podemos fabricar. Si no tenemos problemas de dinero, si no queremos complicarnos la vida o no somos apañados con las manualidades, lo mejor es comprar una insoladora.

Ahora bien, si queremos algo económico, algo que se adapta a nuestros gustos, circunstancias y/o necesidades lo mejor es fabricarse una insoladora uno mismo, como veis en las fotos se pueden hacer de muchos tipos desde la más sencilla con una bombilla, hasta una contemporizador

4. Bombillas normales

Hay personas que afirman que con las bombillas normales de casa se puede hacer la insolación, esto es falso.

Aunque ese tipo de luz consiguiera hacer reaccionar el barniz fotosensible al no haber luz UV o al menos la cantidad necesaria lo único que conseguiríamos seria estropear una placa pues excederíamos en el tiempo de insolado, se recomienda como mucho 10 minutos y entre el insolado mas el rebelado de 10 a un máximo de 15 minutos, excediendo de estos tiempos corremos el riesgo de que la fotosensibilización no sea válida o al menos la correcta.

Si podría ser posible con bombillas o focos potentes de muchos Watios o alógenos, pero aun así es necesario asegurarse que las pacas a usar son las aconsejadas para ese tipo de luz.

5. Fotolito

El fotolito o plantilla es la herramienta que utilizaremos para pasar el esquema de las pistas a la placa. Tiene que ser de cualquier material transparente, plásticos, vinilos, pvcs, etc, etc, lo más común son las transparencias que se usan para los proyectores que podemos encontrar en infinidad de sitios y no son caros, estos fotolitos solo se pueden hacer con tóner, es decir con impresoras Laser. También hay transparencias para impresoras de Tinta que llevan una cara porosa, áspera, que es donde se imprime, pero no se consigue una alta definición y poca opacidad en algunos casos, todo depende de la calidad y cantidad de la tinta, en ocasiones hay que imprimir dos esquemas del fotolito y poner uno encima del otro perfectamente colocados para poder conseguir buena opacidad en las pistas y los pads.

La opacidad es algo fundamental en los fotolitos, pues su función es la de que no penetre la luz UV y en esas zonas donde no entra la luz serán las que se quede el cobre formando las pistas, los pads y todo el cobre que queramos que se quede en el circuito, para conseguir buena opacidad en Tóner tenemos que poner el máximo de negro y el máximo nivel de tinta.

El fotolito es conveniente siempre que la parte de la tinta o el tóner sea la que toca contra el cobre y por en cina quede el plástico, es decir que una vez impreso hay que darlo la vuelta como si lo colocáramos boca a bajo, si el esquema lleva inscripciones o algún orden o direccionalidad hay que tener en cuenta esto y antes de imprimir hay que dar la vuelta al esquema, invertirlo horizontalmente, para que cuando volvamos a invertir el fotolito todo quede en su orden

Por ejemplo, vamos a hacer un Prometeo y esto es como lo vemos en el ordenador debemos quitar todos los componentes, líneas y textos que no vallan a formar parte del circuito del cobre y deberíamos verlo así ahora lo invertimos y lo imprimimos así y una vez impreso le damos la vuelta y lo colocamos encima del cobre así por que así quedara la tinta encima del cobre y la transparencia encima de la tinta dejando menos huecos por los que se pudiera colar algún rayo de luz indeseable y exactamente así es como quedara luego el cobre

6. Liquido revelador

Es el liquido que como su nombre indica revelara el barniz foto sensible de la placa dejando ver las pistas volviéndolas de un color oscuro, negro o verdoso dependiendo del fabricante y el resto del barniz que pertenece a la parte de cobre que el acido debe comer, se eliminara, siempre debe de quedar perfectamente definido y en las zonas donde se elimina el barniz “el color naranja de la foto” debe de quedar limpio, sin sombras, manchones, borrones ni restos del barniz a eliminar.

Una vez hecha la insolación, se mete la placa en la cubeta del liquido revelador y se agita de lado a lado o de a delante a atrás, con firmeza pero sin salpicar lo suficiente para hacer pequeñas olas, que según vallan pasando definirán mejor las formas, oscurecerá mas el barniz que se queda e ira eliminando el barniz que se quita y en esta zona como dije antes debe de quitarse todo el barniz sin dejar manchones o restos pues si no luego el acido no se comerá ese cobre juntando unas pistas con otras.

El liquido revelador se puede comprar en tiendas de electrónica, tiendas de material fotográfico o cualquier otro negocio de estos sectores, si no nos queremos complicar la vida esta es la mejor opción.

También lo podemos hacerlo nosotros con Sosa caustica, una cucharada y media o dos de las del café o azúcar por litro de agua, también puede ser una cucharada sopera por litro de agua, aunque las medidas son un poco estimativas y debemos de buscar un punto de Sosa + Agua en el cual nosotros nos manejemos mejor, eso sí, no podemos echar demasiada sosa a la mezcla si no eliminaríamos todo el barniz en vez de hacer el revelado, si echamos demasiada agua o poca Sosa tardara mucho más en hacer su trabajo pudiendo no ser efectiva o valida, más o menos el rebelado debe de hacerse entre medio minuto o minuto y medio dependiendo de la mezcla, cantidad de liquido en la cubeta, que la cantidad de liquido en la cubeta será más o menos uno o dos dedos por encima de la placa, lo suficiente para moverlo y que haga las olas, pero sin excedernos o nos salpicara y no podremos agitarlo como queremos

TRUCO

Para fijar aun más el barniz fotosensible al cobre que debemos proteger, una vez que lo saquemos del rebelado lo aclaramos bien en agua y ese mismo agua lo secamos con un secador de pelo, a baja o media velocidad de calor y una distancia más o menos de entre 10 y 20 cm entre la placa y el secador, una vez seca todo el agua ese barniz aguantara más del doble de tiempo dentro del acido.

LIMPIEZA

Algunos lo lijan, otros frotan con un estropajo, otros con disolvente o alcohol y seguramente que haya alguna forma más que yo desconozca, pero yo sé otra muchísimo mejor, limpia y rápida

Para limpiar la placa una vez terminado, preparamos una cubeta o un cacharro y echamos suficiente agua como para cubrir la placa o un poquito más, añade una o dos cucharadas de sosa, vamos que tenga exceso de sosa y una vez que esté bien disuelta metes la placa, se eliminara absolutamente todo el barniz que protegía las pistas y el cobre no eliminado, dejando brillante y limpio como si saliera de fabrica, se aclara en agua y listo.

En invierno es mejor si usas el agua caliente del grifo, se disuelve mejor y más rápido y ablanda mejor el barniz para su eliminación.

7. Cuarto oscuro

Necesitamos un lugar a oscuras, como los cuartos oscuros de los fotógrafos, yo hay veces que lo hago por la noche o si es de día en el servicio que no tengo ventanas, también nos hace falta una luz roja para poder ver al trabajar, exactamente igual que los fotógrafos, en cualquier tienda de electrónica, electricidad, material fotográfico y cualquier sitio donde tengan variedad de bombillas, seguro que os pueden vender una bombilla roja, no es aconsejable que la pintemos nosotros mismos, cuesta cuatro pesetas o euros y nos aseguramos que no estropearemos el rebelado del barniz fotosensible o salga ardiendo la pintura que usemos.

El cuarto oscuro no es imprescindible pero si muy recomendable, yo en ocasiones y si no es un trabajo muy fino o delicado, hago tanto la insolación como el revelado a plena luz del día, eso sí, nunca justo debajo del sol, es mejor hacerlo a la sombra y sin tardar mucho tiempo, hay que rebelar rápidamente para que la luz del día no estropee la placa, si no es así, es mejor utilizar un cuarto oscuro o similar

8. Realización de la Insolación

Teniendo todos los materiales anterior mente mencionados y zonas de trabajo preparadas.

Hay dos formas de insolar normalmente, hacia arriba y hacia abajo

Si usáramos solo la parte de debajo de la insoladora se estaría insolando hacia arriba, primero se pone el fotolito y luego la placa con el cobre hacia abajo, como veis este tipo de insoladora se puede hacer de las dos formas a la vez para hacer placas de doble cara

hacia abajo, ponemos la placa positiva con el cobre hacia donde este la luz negra o ultra violeta pero eso sí, que este apagada la luz negra y por supuesto nada de luz, normal o diurna, solo la luz roja, blanca en este caso el cobre hacia arriba, entre la bombilla de luz negra y el cobre colocamos el fotolito, cuidado con la posición teniendo en cuenta que si la placa que estáis haciendo es en formato DIL luego la daréis la vuelta para poner los componentes y si es en formato SMD “SOIC y SSOP” los componentes se ponen en la cara del cobre por lo que no hay que voltearla

DIL y

SMD la mejor manera para no confundiros, es fijaros si hay algo de texto en el cobre, el texto siempre se tiene que poder leer, si ponéis el fotolito del revés el texto quedara dado la vuelta y abría que leerlo de derecha a izquierda, tenemos que asegurarnos de que el fotolito está perfectamente apoyado en todo el cobre, si es necesario podremos colocar un cristal encima del fotolito para conseguir esto, ahora es el momento de encender la Luz negra o ultravioleta durante el tiempo que marque el fabricante de la insoladora o si es fabricada por vosotros el que halláis calculado previamente, una vez transcurrido dicho tiempo se apaga la luz negra y encendemos la roja si la hubiéramos apagado antes y métenos la placa en el liquido revelador, agitamos la cubeta cuidadosamente de lado a lado para generar unas pequeñas olas en el liquido i veremos cómo van apareciendo las pistas y desechándose el barniz donde tiene que comer el atacador, debemos dejar la placa hasta conseguir unas pistas bien definidas, que no estén borrosas ni con manchones, si quedaran manchones o borrosas y por el exceso de tiempo empezara a clarear las zonas oscuras y borrarse las pistas es porque le insolamos poco tiempo y no hemos conseguido el rebelado necesario, bien acabado el rebelado sacamos la placa y le damos un ligero baño en agua para quitar restos del liquido revelador y procedemos a meterla en la cubeta del atacador.

A partir de aquí ya podemos tener cualquier tipo de luz para ver y trabajar

1. Material necesario para la Insolacion

• Cuarto oscuro

• Luz roja

• Insoladora de luz Ultravioleta o negra

• Placa positiva fotosensible o sensibilizada

• Cubetas

• Liquido revelador positivo

• Fotolito del circuito de pistas

• Guantes

• Mascarilla

2. Serigrafía

Este es el punto más flojo para mi pues solo tengo la teoría, aun que es cierto que muchas de las cosas de la serigrafía se usan también en el Insolado nunca he realizado el proceso completo de la serigrafía, pero prometo que algún día también lo hare y os contare como siempre mis experiencias.

La serigrafía es un sistema de impresión milenario. Si bien no hay datos exactos, se cree que se remonta a la antigua China, en la que según una leyenda utilizaban cabellos de mujer entrelazados a los que les pegaban papeles, formando dibujos que luego se laqueaban para que quedaran impermeables. Posteriormente se cambió el material por la seda, de ahí proviene su nombre.

Es una técnica que se utiliza para muchísimas cosas como la ropa, carteles, etc y por supuesto para los PCBs, están buena como la insolación y con unos resultados superiores o inferiores a la insolación dependiendo de los materiales que usemos y la maña que nos demos con esta técnica, para mi gusto es más laboriosa

1. Bastidor, Shablón o Marco

Los requisitos de un marco son: firmeza, bien escuadrado, estabilizado, liviano, bien ensamblado o soldado y resistente a influencias mecánicas y químicas y que mantenga en el largo plazo estas cualidades.

Antiguamente los Bastidores y los Marcos se hacían de caña o madera, en la actualidad se hacen de muchas clases de materiales, siendo la madera el más usado para hacerlo uno mismo en casa.

Un marco de madera o metal, en el cual va firmemente tensada y adherida una malla pasa a constituirse en un bastidor.

El Marco o Bastidor debe de ser unos 10Cm mas grande por cada lado que el diseño a realizar, siendo esta medida más pequeña en los diseños de poco tamaño como los circuitos electrónicos pequeños

2. Malla, Sedazo, Voile o Gasa

Vale decir que una de las razones por la que la seda ha quedado prácticamente en desuso es porque por más que la estiremos, cuando toma la humedad ambiente, se vuelve a aflojar por lo que comúnmente, en la actualidad (2009) se utiliza nylon (o un material acrílico).

El diámetro de los hilos que constituyen la seda son uniformes, pero las gasa pueden ser de distintos grosores, esto significa que para un trabajo con más detalle se prefiere usar una gasa de hilos delgados y por lo tanto un tejido más cerrado. Para la parte textil la cantidad de hilos arranca de los 18# hilos por cm lineal y hasta los 90 # hilos por cm lineal. Para la parte utilizable con tintas al solvente (impresiones no textil) ejemplos: Plásticos, madera, metales u otros materiales las mallas (sedas) tienen que ser de trama más cerradas, arrancan desde los 100# hilos por cm lineal hasta los 200# hilos. Hay sedas blancas y de color amarillo, estas últimas nos permite tener una mejor calidad en la copia del original, dado que no refracta la luz. Las sedas pueden ser monofilamento o multifilamento, las "mono" son más resistentes y mantienen en el tensado en el marco una muy buena estabilidad dimensional, diferente de las multifilamento que son de baja calidad y poca durabilidad.

En la actualidad y a consecuencia de los problemas anteriormente mencionados mas el coste de las mismas se suelen utilizar mallas de Poliéster o Nylon, siendo las de Poliéster las más recomendadas para superficies lisas, rígidas y planas como las placas de circuitos impresos, para una alta definición las de 150 hilos por Cm

3. Foco Alógeno

Aunque en el apartado anterior sobre la insolación de placas fotosensibles se recomienda la Luz Ultravioleta o Luz Negra, El foco halógeno es la mejor solución posible para insolar las emulsiones y films que se utilizan en serigrafía. Con independencia de su potencia, las más frecuentes son entre 500W. y 1500W., los focos halógenos tienen dos ventajas básicas sobre cualquier otro sistema: su tipo de luz (medida en nanómetros) se ajusta exactamente al espectro que requieren los materiales fotosensibles para serigrafía, y el hecho de que sea un foco puntual, que evita los problemas derivados de la dispersión de luz que crean los sistemas multipuntuales. La potencia lumínica tiene también su importancia, ya que a mayor potencia, menor tiempo de insolación, circunstancia que favorece la obtención de los más pequeños detalles sin problemas de obturación.
Actualmente, la duda gira siempre entre foco halógeno y tubos actínicos. Si os lo podéis permitir económicamente no lo dudéis, si no puedes, haz un esfuerzo, vale la pena.

Para una Emulsión simple como la que nosotros aremos también nos vale la luz Solar, con una exposición de unos 20 a 40 segundos dependiendo de las condiciones climatológicas podría ser necesario aumentar el tiempo.

Hay otros tipos de luces que nos valen como la ultra violeta pero creo que estas son las más usuales, económicas y comunes, también depende la luz a usar con el tipo de emulsión fotosensible que usemos y su sensibilizador

4. Emulsión fotosensible

Hay multitud de tipos de Emulsiones fotosensibles para serigrafía, mayor o menor cantidad de sólidos, liquidas, gelatinosas, solidas, solubles, con diferentes características químicas, diferentes resoluciones, mono componentes y multi componentes, marcas etc, etc.

Si no conocemos o no tenemos preferencia por alguna en concreto deberemos ir a un establecimiento y hablar con el dependiente para que nos aconseje entre las que él tiene o puede conseguir, la que mejor se ajuste a nuestras necesidades

5. Tiempos de insolación

Esto es muy relativo, pues afectan directamente los Watios del alógeno, la cantidad de alógenos y la distancia entre el alógeno y el bastidor, bien partiremos de cero, aunque los tiempos de insolación suelen andar entre los 10 y 15 minutos.

Ponemos 15 tiras de cartón, cartulina o cualquier otro material opaco encima del bastidor, por supuesto todo esto a oscuras, ponemos el alógeno y a cada minuto vamos quitando una tirita de cartón, de tal modo que la primera tendrá 14 minutos de exposición y la ultima un minuto, cuando acabemos aclaramos con agua el bastidor y deberían de quedar unos cuadros algunos se irán con el agua y otros quedaran hay, el que mejor este formado, el más definido y el que tenga la emulsión mas uniforme, esa será la franja de minuto más adecuada, supongamos que esto fue en la de 12 minutos de exposición, pero si queremos afinar todavía más, volvemos a repetir esto proceso.

En esta ocasión ponemos las 15 tiritas y encendemos la luz, pero no empezamos a retirarlas hasta pasados diez minutos exactos y cada 15 segundos vamos quitando una y a los 14 minutos habremos acabado, aclaramos el bastidor y al igual que antes la tirita que mejor este formada y definida esa será la franja de tiempo justo de insolación, supongamos que es la de 12:30 minutos, todo esto será válido siempre que luego no variemos los watios de las lámparas, la cantidad de las mismas y la distancia de insolación.

A mayor distancia de insolación mayor es el diámetro de insolado y mayor es el tiempo necesario

A menor distancia menor diámetro y menos tiempo

A mas Watios menor es el tiempo de insolación o mayor es el diámetro de insolado

A menso Watios mayor es el tiempo y menor es el diámetro

A mas lámparas mayor es el diámetro de insolación y mayor la distancia, pero podemos perder definición

Con una lámpara menor es el diámetro y mayor el tiempo, pero se consigue mejor definición de insolación

1. Otro Materiales

• Esponja o espuma no demasiado blanda con las medidas interiores del bastidor, debe de entrar la espuma en el marco del bastidor

• Papel vegetal, papel de calcar, o transparencias

• Cuarto oscuro o algún sitio donde trabajar cuando necesitemos hacerlo en penumbra

• Necesitaremos un secador de mano o también un calefactor de aire para secar nuestros trabajos si tenemos prisa, si no se pueden secar ellos solos

• Cuchara o removedor de madera o plástico, no metales, aunque hay metales tratados químicamente para emulsiones, no es recomendable usar los metales con las emulsiones y creo que es mejor para evitarnos problemas

• Tinta, hoy en día hay multitud de tintas y lacas adecuadas para la serigrafía

• La regleta o rasqueta en la antigüedad eran de Caucho o Goma, en la actualidad se hacen de muchos materiales, siendo lo mas importante que sean suaves, firmes, sin durezas, salientes, no absorbentes, pudiéndose utilizar en algunos tipos de trabajo un simple escurre cristales. Aunque es indudable que la goma para la regleta es un elemento decisivo en la impresión serigráfica. Su perfil, calidad, dureza, etc., determinan la calidad y cantidad del depósito de tinta, y por tanto, el resultado final de la impresión

7. Realización de la Serigrafía

Una vez preparado todo lo necesario procedemos a imprimir el esquema en el Acetato “transparencia” para hacer un fotolito, debemos imprimir las pistas en modo invertido, pues una vez impreso damos la vuelta a la transparencia quedando la tinta en la parte inferior de la transparencia, lo imprimamos en el soporte que lo hagamos debe de ir con el máximo nivel de volumen de tinta para que las líneas sean lo más opacas posibles y lo dejamos secar.

Mezclamos el Emulsionado con el Sensibilizador, no os voy a decir medidas puesto que esto depende en gran medida con la marca y composición del barniz fotosensible que hayamos comprado, lo mejor es que sigáis las indicaciones del fabricante, ahora a oscuras cogemos nuestro bastidor con la malla montada y bien tensada y lo impregnamos con la mezcla, lo suficiente para que quede bien empapada pero que no chorre, lo extendemos con la regleta de adelante hacia nosotros, volteamos el bastidor y volvemos a extender la Emulsión hacia nosotros de manera uniforme y así 6 ó 8 veces, 3 ó 4 por cada lado del bastidor, cuando hayamos terminado y en la mayor oscuridad posible secamos el bastidor con el secador haciendo círculos e intentando secar de forma uniforme todo el bastidor, cuidado de no acercar mucho el secador no vallamos a hacer un estropicio, según valla secando irá perdiendo brillo, pero esto es posible que no lo veamos bien entonces cuando creamos que está seco tocamos en una esquinita donde no vallamos a usar y comprobar que está seco, debe de quedar mas o menso como un tambor.

Ahora en la Mesa ponemos la esponja y encima una cartulina o tela negra, pues es el color que menos refleja la luz y así no se nos estropeara la insolación, ponemos el bastidor encima de la cartulina con el marco de madera hacia abajo y la malla hacia arriba, ponemos el fotolito encima y por ultimo para conseguir un mejor apoyo del fotolito en la malla un cristal, que al menos sea un pelín mas grande que el esquena del fotolito, si fuese necesario y para que asiente mejor el fotolito podemos poner unos pesos en las esquinas, cuando estemos seguro de que esta todo correcto ponemos la insoladora encina a una distancia igual al diámetro del bastidor, si el esquema fuese más grande y superásemos los 50 cm sería necesario poner dos o más lámparas pero podemos perder definición, el tiempo el que ponga el fabricante de la insoladora o el que hayamos calculado nosotros previamente.

Una vez insolado podemos echarle agua por encima, ya sea en la bañera, en el patio con un grifo o manguera o en un barreño grande, pero renovando el agua, serian todas esas zonas que estaban tapadas por el dibujo del fotolito y no han recibido luz, que son las pertenecientes a las pistas y demás, porque precisamente por ahí es por donde pasara la tinta, si al echar el agua se va todo o parte de la emulsión que no debiera desaparecer es porque lo hemos insolado poco, si al echar el agua no salen algunas de las pistas o salen medio tapadas es porque insolamos demasiado, si todo esta correcto dejamos secar el bastidor

Una vez seco el bastidor preparamos la placa a serigrafía, si fuese necesario lijamos los bordes para que no hallan salientes que pudieran estropear la malla, limpiamos el cobre con estropajo de acero fino y luego con un poco de alcohol o similar, ponemos la placa en la mesa con el cobre hacia arriba y encima el bastidor con la malla hacia abajo, si al insolar nos hubiéramos confundido y estuviera el esquema del revés, tiene fácil solución, ponemos algo debajo de la placa que la levante mas del grosor del marco del bastidor, damos la vuelta al bastidor y lo colocamos encima de la placa con la malla por arriba y el marco por debajo, de cualquiera de las dos formas hay que dejar una separación entre la malla y el cobre de unos 5mm aproximadamente, ya sea con taquitos o lo que encontréis, también venden tacos especiales para esto, en fin, una vez colocado todo, echamos la tinta que hayamos comprado en la parte superior de la malla desde un lado al otro, ocupando todo el ancho, y con la rasqueta o regleta presionamos y vamos trayendo la tinta hacia nosotros, cuando lleguéis al final de la malla, levantáis el bastidor y si lo habéis hecho todo bien ya tendréis vuestra primera placa serigrafiada.

Ahora solo queda esperar a que seque la tinta y lo podréis meter en el atacador.

1. Materiales

• Bastidor, Sablón o Marco, está hecho de madera, aluminio, plástico o aleaciones con cierta consistencia

• Malla, Sedazo o Voile de 150, antiguamente eran de seda, hoy en día es más común de Poliéster o Nylon

• Emulsión fotosensible para Serigrafía

• Lámpara Alógena

• Regleta, Rasqueta o espátula

• Tinta, secador, Esponja, Cristal y Cartulina negra, removedor o cuchara de plástico o madera

• Papel Vegetal, de calcar o transparencias para Laser o Tinta

3. Plancha

"PCB con plancha" es un método sencillo de fabricación de circuitos impresos (también conocido como direct tóner method). Los que tienen aunque sea algún mínimo conocimiento acerca de la fabricación de circuitos impresos para la industria electrónica, seguramente leyendo este manual se les dibuja una sonrisa. Pero veámoslo bajo el siguiente punto de vista: es un método para fabricar rápidamente un circuito impreso, con elementos económicos y disponibles en el mercado. Las ventajas principales de los métodos son su bajo costo, tiempo de fabricación y simplicidad de implementación, especialmente útil para fabricar prototipos o equipos de fabricación única. Y considerando que la mayoría de las cosas que nos rodean se pueden fabricar en condiciones caseras (con cierto grado de dedicación, vale decir), esta información será de utilidad a muchas personas

1. Impresión y papeles

Lo primero a tener en cuenta aquí es que a la hora de imprimir el circuito lo tenemos que hacer invertido, pues luego daremos la vuelta al papel para que el Tóner toque con el cobre y se pegue, es decir,

para hacer este circuito

tendremos este esquema en la pantalla del ordenador

pero al imprimirlo debe de verse así en el papel

Lo segundo es que podemos usar, papel transfer, papel fotográfico, papel couche, papel vegetal, papel normal y corriente y yo creo que prácticamente se puede utilizar casi cualquier papel

2. Métodos

Se puede hacer con muchas clases de papeles, pero yo os voy a explicar con 4 papeles diferentes y conociendo estos cuatro podréis hacerlo con casi todo tipo de papel, pues aunque cambiemos de clase de papel no hay mucho más de 4 métodos para hacerlo

1. Papel transfer, es un papel en el que se puede imprimir pero que al aplicarle calor el tóner se suelta y por tanto se pega al cobre, este tipo de papel se usa para muchas cosas, como prendas, textil en general, etc, se puede hacer hasta en colores siempre y cuando sea Tóner “laser” pero nosotros solo utilizaremos el negro que es el más opaco y recomendable para esto, una vez pegada la tinta se puede retirar el folio del transfer tanto en frio como en caliente, si está bien hecho es mejor retirarlo en frio, es conveniente poner un folio normal entre el transfer y la plancha, así evitaremos quemar el transfer y manchar la suela de la plancha, el calor se aplica con la plancha en constante movimiento para dar un calor lo más uniforme posible.

Una vez terminada la transferencia revisamos el circuito y si hubiera alguna pista mal se remata con un rotulador indeleble, aunque cuando se tiene experiencia se puede conseguir una gran definición de pistas, ya esta, al atacador

2. Papel fotográfico, es la misma técnica que con el papel transfer aunque este conviene retirar el papel en caliente, por lo demás es todo igual.

3. Papel couche, es el papel de las resistas del corazón, moda, etc, etc, es un papel que tampoco permite que el tóner se agarre demasiado, lo malo es que es muy fino y endeble y se te puede enredar por los rodillos de la impresora, si esto no ocurriera, nada más salir el papel, le damos la vuelta lo ponemos encima del cobre, ponemos el folio y le damos calor uniformemente con la plancha, tenemos que tener mucho cuidado de que no se mueva el papel Couche o si no se emborronara todo con el Tóner, según terminemos de planchar, levantamos el papel suavemente y ya está.

Una vez terminada la transferencia revisamos el circuito y si hubiera alguna pista mal se remata con un rotulador indeleble, si hubieran quedado restos de papel, que no es muy posible, esperamos a que enfrié a temperatura ambiente, cuando este la metemos en un cacharro con agua y cuando ablande el papel, con la yema de los dedos frotamos suave mente, para que el papel valla saliendo pero sin quitar el Tóner.

Ya lo podemos meter al atacador

4. Papel normal y corriente, del que todos tenemos en casa para imprimir, se imprime el circuito, se pone encima del cobre, se plancha uniformemente, revisamos si esta todo el papel, bien pegado al cobre, si no es así no lo despegamos y lo volvemos a planchar hasta que agarre, una vez terminado lo dejamos enfriar a temperatura ambiente y cuando este lo metemos en agua, cuando ablande el papel, con la yema de los dedos frotamos suave mente, para que el papel valla saliendo pero sin quitar el Tóner.

Una vez terminada la transferencia revisamos el circuito y si hubiera alguna pista mal se remata con un rotulador indeleble y una vez terminado ya lo podemos meter al atacador.

Como veis el resultado no es de los mejores, pero también es muy cierto que utilice el peor de los 4 métodos, el de fotocopia en papel normal, para un buen resultado lo mejor es el papel transfer o fotográfico.

1. Material Necesario

• Plancha

• papel del estilo que elijamos

• una cubeta

• agua

• un folio

4. Dibujo a mano alzada

Bueno este método es el más barato, el más rápido y con el que menos materiales hacen falta para realizarlo, pero también es el que peores resultados da y en gran medida los resultados dependerán de nuestra pericia, dedicación y calidad de los materiales

1. Rotulador Indeleble

Los Rotuladores indelebles son esos que permiten pintar en casi todos los materiales donde un rotulador normal no pintaría y además no se borra, plásticos, pvc, vinilos, poliuretanos, cristales, madera, barnices, metales, no se me ocurre ahora mismo un material donde no se pueda pintar con un rotulador de estos.

Por supuesto dependiendo de la marca y modelo, tendremos un rotulador mejor o peor y por tanto el resultado final será mejor o peor, necesitamos uno que tenga un buen volumen de tinta, uniforme, que no se degrade ni esparza la tinta, por supuesto que no sea solubles a líquidos normales como el agua, si no, no sería indeleble.

Para un buen resultado y unos detalles lo más fino posible, necesitaremos uno con punta de 0.2 ó 0.5 y otro para los detalles más gordos y voluminosos con punta de 1, 1.5 ó 2.

Para borrar esta tinta, podemos necesitar, alcohol, acetona, disolvente, gasolina o productos similares, se usara uno u otro dependiendo del fabricante y de la composición de la tinta

2. Esquema en papel

Bueno pues con cualquier tipo de impresora “tóner o tinta” imprimir el esquema de la misma forma que queremos que quede el cobre, pues calcaremos lo del papel al cobre

3. Realización del calcado del dibujo

Bueno aquí tenemos dos maneras muy buenas de hacerlo

1. Cogemos el esquema y lo ponemos encima de algo blando pero firme, porespan, corcho, un paño o algo similar, con el alfiler o aguja perforamos todos los agujeros que tiene los pads y zonas por donde luego queramos marcar para hacer las pistas y zonas del esquema.

Ponemos el papel encima de la placa, tocando el cobre con el papel y con el rotulador pintamos dentro de todos los agujeros que hayamos hecho, así marcamos los puntos de referencia y los pads sin perder la escala que es importante sobre todo si hay que poner integrados, quitamos el papel y unimos todos los puntos dibujando las pistas según corresponda fijándonos en el esquema y terminar de pintar todo lo que conforme el circuito.

Una vez seca la tinta lo metemos al atacador y ya está.

2. Ponemos el esquema encima de la placa, tocando el cobre con el papel lo fijamos bien con el celofán y con la dremel y la broca del diámetro que corresponda hacemos los agujeros en la placa atravesando el papel puesto que esta antes que la placa, una vez hechos todos, quitamos el papel y con el rotulador hacemos el pad pintando alrededor de los agujeros hechos y luego pintamos las pistas y el resto del esquema.

Una vez seca la tinta lo metemos al atacador y ya está.

Como veis el resultado no es muy bueno, también es cierto que el rotulador indeleble que utilice no es de los mejores y por eso la importancia de un buen rotulador.

1. Materiales

• Rotulador indeleble

• Esquema en papel

• Aguja o Dremel y broca

• Celofán

2. Atacador

El atacador es el líquido que por las reacciones químicas al entrar en contacto con el cobre se lo come, lo hace desaparecer, hoy en día hay multitud de componentes químicos para hacer el atacador, pero los más usados y conocidos son:

• Cloruro férrico o Cloruro de hierro

• perborato sódico

• ácido clorhídrico “aguafuerte”

• peróxido de hidrógeno “agua oxigenada”

a) Atacador lento: Su composición es Cloruro férrico, el cual se vende en botes grandes y pequeños, en forma de perlas de cloruro férrico, uno pequeño puede valer para 1 litro de agua. Lo de atacador lento lógicamente es debido a que el tiempo necesario para atacar una placa es muy alto, siendo principalmente función de la temperatura a la que se encuentre el líquido corrosivo.  
En el caso de una temperatura ambiente muy baja en invierno puede superar las 6 horas. Se recomienda calentar la mezcla al baño María hasta temperatura de unos 35 grados Celsius. Nunca utilizar un recipiente directamente para calentar el atacador, ya que aunque muy débil en sus características ácidas resulta toxico.

b) Atacador rápido sólido: Se suele vender en dos recipientes, una botella de ácido clorhídrico al 16% (muy diluido pero peligroso) y un recipiente con tapón anti humedad de perborato sódico (oxidante sólido en polvo), estos recipientes se mezclan en un recipiente de plástico o teflón preferiblemente que puede aguantar temperaturas moderadas. Pudiéndose reutilizar esta mezcla en varias ocasiones.

c) Atacador rápido líquido: Este es un sistema casero y muy económico, actualmente es el que uso siempre. Se compone de agua fuerte y agua oxigenada de 110 volúmenes (muy importante que sea de 110 volúmenes, ya que el agua oxigenada para heridas es de 10 ó 15 volúmenes). Estos líquidos se mezclan con agua en la proporción 2:1:2 (agua:agua oxigenada:agua fuerte) normalmente, aunque yo lo hago a 1:1:1 que es más rápido.

Esta proporción depende del gusto de cada persona, con proporciones más altas de agua se puede reducir la velocidad de atacado (un atacado muy rápido produce gran cantidad de vapores tóxicos y calor) lo cual es peligroso, antes no usaba mascara y un par de veces me salieron heridas en la nariz, pero dentro, en las fosas nasales, ahora utilizo guantes como siempre, mascarilla y un ventilador sacando los gases de la habitación, si se hace al aire libre muchísimo mejor.  
Al diluir, agregar siempre el ácido al agua, y no el agua al ácido.

1. Realización del atacado

Bueno como dije antes yo uso agua : agua oxigenada : agua fuerte, se hace la mezcla a 1:1:1 en un recipiente de plástico, como un taperware y se introduce la placa, se agita suavemente de lado a lado para crear unas olas como hicimos con el revelador, pero con mucho cuidado de no salpicar, al reaccionar el acido y corroer el cobre comenzara como a hervir de hecho de la reacción se calienta el acido y se vuelve de color verdoso, al moverlo se oxigena y hace mejor su función y con cada pasada de la ola se ve como a desaparecido mas cobre, en verano y con buena temperatura ambiente no es necesario calentarlo al baño maría, pero en invierno es conveniente calentarlo un poco, pues si no es posible que no acabe de comer todo el cobre o tarde demasiado y una vez que veamos que no hay mas cobre, se saca la placa y se aclara con abundante agua para eliminar restos de acido.

Con el atacador lento suelen ponerle un difusor de aire como los de las peceras para que oxigene más rápido y acelerar el proceso, normalmente con los atacadores que son muy espesos se suele poner la placa boca abajo lógicamente por que al ser espeso la placa flota y si no el acido no tocaría el cobre y no se ve lo que va ocurriendo, pero como es tan lento una vez que se acerca al tiempo que creemos necesario para comer el cobre, sacamos la placa y la revisamos, si hace falta más tiempo se vuelve a meter, si no, se aclara con abundante agua.

Aunque hay muchos productos para usar como atacador y diversas mezclas de los mismos, aparte de la especialización que podamos hacer cada uno, todos vienen a ser más o menos igual, unos más rápidos otros más lentos, unos más reactivos otros no, pero fundamental mente el proceso suele ser por inmersión y para acelera el atacado se calienta o se oxigena la mezcla moviéndolo o con bombas de aire.

Espero que este manual os ayude con vuestros circuitos impresos “PCB”

Lcerezo1

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Fuentes

Fabricación de circuitos impresos, por José Manuel García - http://213.97.130.124/pcbs/pcbs.htm

Fabricación de Circuitos Impresos, Emilio García Gamero, Madrid - http://usuarios.multimania.es/emimad/

Construcción de una placa PCB - http://optimus.meleeisland.net/downloads/misc/construccion_pcb.pdf

Hacer Placa de circuito impreso fotosensible positiva - http://www.telecable.es/personales/fjcc/elect_pcb.htm

Luz actínico - http://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_act%C3%ADnicos