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Como hacer circuitos impresos

El ensamble de circuitos electrónicos, como televisores, radios, etc., se montaban en tiras de terminales. En la actualidad esto se hace en circuitos impresos, los cuales son cintas de cobre adheridas a una placa de material aislante y resistente al calor. El impreso sirve para interconectar los diferentes componentes que forman un circuito eléctrico. Existen diversos materiales para elaborar la placa de circuito impreso, se utilizan resinas sintéticas como la fenolita y la cresilica y en aplicaciones especiales placas a base de epxo-fibra de vidrio. Con un circuito impreso se facilita el ensamble de los circuitos electrónicos con lo cual su apariencia es mejor con respecto a los ensamblados en tiras de terminales, elimina interferencias y ahorra espacio. Para fabricar un circuito impreso requiere dedicación e ingenio, primero probamos el circuito electrónico en "boards" y así nos aseguramos que funciona perfectamente.

TAMAÑO DE LA PLACA:

Teniendo armado el prototipo nos da una idea del tamaño que debemos hacer la placa, tomando en cuenta que los componentes queden bien distribuidos, de preferencia en forma paralela o perpendicular a los bordes de la placa. Una forma sencilla para la disposición de los componentes, consiste en seguir aproximadamente la misma distribución que presenta el diagrama esquemático.

DIBUJO DE LA PLACA:

Hacemos un borrador de la placa con un tamaño mayor que el que va a tener (en el caso de amplificadores, dejar los terminales de entrada en un extremo y los de salida en el otro). Usar papel cuadriculado para que se facilite el diseño. Es importante tomar en cuenta que los componentes quedarán al otro lado de la placa.

RECOMENDACIONES TECNICAS:

  • 1. Como se mencionó anteriormente tomar en cuenta que los componentes van sobre la placa, para evitar inconvenientes hacer el dibujo final en papel transparente. Primer paso: dibujar los componentes bien ubicados, marcar las polaridades de los diodos, capacitores y las patitas de los transistores, en el caso de circuitos integrados marcar la No. 1 como referencia. Toda vez que esta hecho esto, volteamos el papel e iniciamos el proceso de dibujar las líneas que conectarán los diferentes componentes, con esto estamos definiendo como quedará la placa final.
  • 2. La máxima corriente que circulará por las pistas conductoras determina el ancho de las mismas, por ejemplo, una cinta de 0.5 mm. de ancho soporta aproximadamente 1 amperio.
  • 3. La separación mínima entre 2 pistas adyacentes debe de ser 0.8 mm. lo que garantiza un buen aislamiento eléctrico de hasta 180 voltios, en condiciones normales.
  • 4. Los discos de cobre para la conexión de las patitas (pines) de los componentes deben ser redondos con diámetro de 3 mm. cuánto mayor sea el área de este punto, será más difícil que se desprenda por el calor. En el caso de circuitos integrados, pueden ser rectangulares y de un ancho adecuado.
  • 5. Los orificios para insertar los componentes deben quedar al centro del disco de conexión, con un diámetro de .75 mm. Es recomendable utilizar una broca de 1 mm. y una mayor para componentes que lo requieran.
  • 6. Disponer de 1 disco de conexión para cada patita de los componentes (no conectar 2 en un mismo disco).
  • 7. No conectar en la placa componentes que generen demasiado calor, como resistores de alto voltaje, transistores de potencia, transformadores de alimentación, etc.
  • 8. También considerar los puntos de conexión para la fuente de alimentación y líneas de entrada, salida, luces indicadoras; entre los diversos accesorios para la interconexión de cables existen, la espada, flecha y cruceta.
  • 9. Agujeros para los tornillos que fijarán la placa al chasis (fijación horizontal o vertical)
  • 10. Cuando en el diseño del trazado sea imposible conectar 2 puntos con una cinta de cobre, habiendo otra que interfiere en su trayectoria, se dejan 2 discos para hacer un puente (este se colocará sobre la placa) con alambre simple.
  • 11. Es conveniente dejar un margen de 5mm. libre de componentes, también es conveniente dejar cintas de cobre para el positivo y el negativo, el negativo se puede unir con uno de los tornillos que fijarán la placa.
  • 12. Para la ligación punto a punto lo más corta posible, se pueden hacer cintas de conducción inclinadas con respecto a los bordes de la placa. También pueden seguir trayectorias curvas donde no se puedan unir 2 puntos en línea recta. Evitar formar ángulos rectos, pues la estética en el diseño de la trama metálica no siempre es lo mejor desde el punto de vista eléctrico.
  • 13. Para facilitar la ubicación de los componentes durante el ensamble de la placa de circuito impreso, se recomienda señalar en el lado de cobre las iniciales de los terminales de transistores, diodos rectificadores, leds, etc.
  • 14. Para componentes en posición vertical deben ponerse los discos de conexión de tal forma que coincida con los terminales de estos. Sin embargo, para los compónentes en posición horizontal se debe colocar a una distancia mayor que el largo total del componente, es recomendable una separación mínima de 1.5 mm. entre el extremo del cuerpo y el punto donde se colocará la soldadura con el objeto de evitar alteraciones por calentamiento y esfuerzos mecánicos en las patitas de conexión.
  • 15.Cuando se vaya a ensamblar, se doblan los terminales de los componentes horizontales para que queden sin forzarse en los agujeros correspondientes (doblar con una pinza). Para facilitar la operación de corte una vez que ha sido grabada la placa, se traza en la hoja de su diseño unas líneas que definan el contorno de la superficie utilizada.

COPIA DEL DISEÑO SOBRE LA PLACA:

Hecho todo lo descrito en la primera parte, ahora nos toca trasladar el diseño al lado metálico de la placa, existen varios métodos, por ejemplo, marcar la placa colocando el diseño de papel sobre la placa y marcarlo con un punzón metálico, o bien, el que utiliza un negativo y un proceso fotográfico de sensibilización y revelado de la superficie de cobre, a continuación se describen algunos:

1.PUNZON Y MARTILLO:

Con esponja de acero, se limpia bien la superficie de cobre y se coloca la hoja de papel con el diseño, se fijan los bordes del papel del otro lado de la placa y se fijan con cinta adhesiva, se comprueba que el dibujo este colocado correctamente y se inicia el marcado de los puntos de conexión. Hecho esto, se retira la hoja y se inicia el marcado de las líneas de conexión con un marcador de tinta indeleble o con un pincel con barniz impermeable, siguiendo las líneas del dibujo en el papel y las marcas que se hicieron con el punzón. Este método se utiliza cuando son pocas las líneas de conexión que se van a trazar.

2. PAPEL CARBON:

Colocar 1 hoja de papel carbón sobre la placa y luego sobreponerle el dibujo y repasarlo con un lápiz y una regla para un trazado recto y uniforme, luego retiramos el dibujo y el carbón y repasamos con el marcador. En lugar del marcador se puede usar un rapidógrafo No. 8 y el Grapho No. 2.5 tipo T. En las tiendas que venden componentes electrónicos, venden unas plantillas especiales para estos fines, las cuales traen cintas, puntos de conexión y lo necesario para las placas.

3. PELICULA PLASTICA AUTOADHESIVA:

También se puede usar este tipo de material, en este caso, lo que he hecho es dibujar el circuito en la placa como se indico anteriormente y luego cubrir la placa con la película y recortar con una cuchilla fina el excedente de la misma, dejando sólo lo que corresponde al circuito (se requiere un poco de paciencia).

4. PHOTO RESIST:

Este es el proceso que se emplea a nivel industrial. El proceso: 1. Corte la fenolita cobreada según las dimensiones requeridas. Si los recipientes para el baño de revelado y de grabado tiene capacidad para ello, puede cortar la placa al tamaño de varios circuitos impresos, puestos uno al lado de otro. En tal caso, la matriz para la polimerización de la resina fotosensible debe estar conformada también por varios negativos iguales. 2. Con una esponja plástica o vegetal como un trozo de estropajo humedecida con agua y jabón, lavar la placa hasta dejarla sin grasa. Al enjuagar con agua limpia esta debe correr por la placa sin formar islas en la cara cobreada, si esto sucede, la placa esta grasosa. Para una mejor fijación de la resina fotosensible, se aconseja meter la placa en un baño a base de percloruro de hierro muydiluido, para que tenga cierta porosidad. Para esto disolver 150 gramos de cristales de percloruro de hierro en un litro de agua en un recipiente plástico o de acero inoxidable. para esto utilizamos pinzas (la placa debe permanecer en esta solución durante 1 minuto), el siguiente paso es lavarla con suficiente agua y seguidamente se secan.

PRECAUCION:

Maneje con cuidado el percloruro de hierro, produce manchas amarillas en la piel. Procura que no te caiga en los ojos, si sucede, lávate con abundante agua de inmediato. Toda vez que la placa esta bien limpia y seca se impregna toda la cara de cobre con el líquido fotosensible "Photo-Resist" para que la resina no se arrugue durante el secado, se recomienda esparcirla uniformemente, mediante centrifugado de la placa, utilizando un soplete con aire, o con ayuda de un pincel de pelo suave. Para esta operación bastará poner algunas gotas del líquido fotosensible encima de la placa y esparcirlas con el pincel. Como la resina seca muy rápido, no pasar 2 veces el pincel por el mismo lugar, después de transcurrido cierto tiempo, para evitar levantar la capa que ya existe . El Photo-resist (producto inflamable y sensible a la luz) es sensible a la luz ultravioleta (existentes en los rayos del sol), por lo que su aplicación debe ser en un cuarto oscuro o con poca luz (usar una bombilla de color amarillo).3. El siguiente paso después de dejar seca la placa, se lleva a cabo la fotoimpresión.

5. FOTOIMPRESION:

Lo que se trata aquí es imprimir sobre la placa cobreada el diseño matriz que se elaboro en papel transparente, colocamos este dibujo sobre la placa (como en los casos anteriores) y encima de este, un vidrio plano transparente, esto lo exponemos a la luz del sol por 4 minutos aproximadamente (la sustancia fotosensible se polimeriza (endurece) en las partes traslúcidas de la matriz (lo que corresponde a los conductores, puntos de conexión y marcas hechas en el diseño). Si el trabajo lo queremos hacer adentro, debemos usar una luz ultravioleta por 6 minutos aproximadamente.

6. REVELADO DE LA PLACA:

Cuando la luz ultravioleta ha polimerizado la sustancia fotosensible, viene el proceso del revelado: Mediante esta operación se desprende de la superficie de la placa todo el Photo-Resist negativo que no fue expuesto a la luz, ahora aplicamos el Photo-Resist Developer. Colocamos cierta cantidad de revelador en un recipiente plano, plástico o vidrio, que cubra la placa, con la superficie fotoimpresa hacia arriba, se agita suavemente el recipiente para mover el líquido revelador sobre la placa (este proceso tarda de 1 a 2 minutos). Para saber cuando ha terminado el revelado, miramos desde cierto ángulo el reflejo de una luz sobre la superficie de la placa. Cuando se observa bien definido el dibujo del circuito, la podemos retirar del recipiente y lavarla con abundante agua, secarla al aire libre o con una secadora de cabello. El siguiente paso es colocar la placa dentro de la solución (percloruro de hierro) que habrá de corroer el cobre sobrante, esto se hace de la siguiente manera: en un recipiente plástico colocar la placa luego cubrirla con la solución y moverla continuamente para que el ácido haga efecto (el percloruro de hierro lo venden ya preparado en las tiendas de componentes electrónicos), cuando se corroido el core y se ve la placa tal como el dibujo la retiramos y la pasamos por agua abundante. Lo siguiente es secarla, perforar los puntos de conexión y a ensamblar el circuito.

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