Fabrica tu propia placa de circuito impreso
Fabrica tu propia placa de circuito impreso en casa para reducir los problemas que surgen de las conexiones flojas en una protoboard.
Si te dedicas a la electrónica, las PCB son de las cosas más comunes que verás. Estas placas nos facilitan la vida al eliminar todos esos cables de conexión y protoboards. Si se diseñan bien, reducen el tamaño de tu dispositivo y pueden verse muy elegantes.
¿Qué es una placa de circuito?
Una placa de circuito impreso (PCB) sostiene mecánicamente y conecta eléctricamente los componentes electrónicos mediante pistas conductoras, pads y otros elementos grabados a partir de láminas de cobre laminadas sobre un sustrato no conductor. Una placa de circuito impreso tiene pistas de cobre prediseñadas sobre una lámina conductora. Las pistas predefinidas reducen el cableado y, con ello, las fallas que surgen debido a conexiones flojas. Basta con colocar los componentes en la PCB y soldarlos.
En este tutorial te mostraré cómo puedes hacer placas de circuito en casa de manera sencilla. Hacerlo te ahorrará mucho tiempo de depuración y de revisar las conexiones en una protoboard. Incluso puedes fabricar tu propio Arduino después de seguir este tutorial de Arduino DIY una vez que termines este. Así que, ponte cómodo y mira cómo se hace.
¿Cuáles son las distintas maneras de hacer una placa de circuito?
En total hay tres métodos básicos para hacer una PCB:
- Método de planchado sobre papel satinado.
- Trazado del circuito a mano sobre la PCB.
- Grabado con corte láser de precisión.
Dado que el método láser es el método industrial para fabricar PCB, entraremos en detalle en los dos primeros métodos.
Diseño de la PCB:
El diseño de PCB normalmente se hace convirtiendo el diagrama esquemático de tu circuito en un trazado (layout) de PCB usando un software de diseño de PCB. Existen muchos paquetes de software de código abierto muy interesantes para la creación y el diseño de trazados de PCB.
Aquí se enlistan algunos para que empieces con ventaja:
Diseñar un esquemático de circuito en Autodesk Eagle:
En Eagle: File> Export>Image. Asegúrate de configurar el DPI en 1200 para una mejor calidad.
¿Qué materiales se necesitan para hacer una placa de circuito?
También necesitas: polvo/solución de FeCl3 (la misma que la solución de grabado), papel fotográfico/satinado, un marcador permanente negro, un cúter de navaja, lija, papel de cocina y algodón.
Para este tutorial, consideremos hacer una PCB para un proyecto sencillo: un interruptor táctil (Touch Switch) usando el IC555.
PASO 1: Imprime el trazado de la placa de circuito
Imprime el trazado de tu PCB usando una impresora láser y papel fotográfico/satinado A4. Ten en cuenta los siguientes puntos:
- Debes imprimir en modo espejo.
- Selecciona la salida en negro tanto en el software de diseño de PCB como en la configuración del controlador de la impresora.
- Asegúrate de que la impresión se haga sobre el lado satinado del papel.
PASO 2: Corta la placa de cobre para la placa de circuito
Corta la placa de cobre según el tamaño del trazado usando una segueta o un cúter.
Placa recubierta de cobre
Cortando la placa
A continuación, frota el lado de cobre de la PCB con lana de acero o esponjas abrasivas. Esto elimina la capa superior de óxido de cobre así como la capa de fotorresistencia. Las superficies lijadas también permiten que la imagen del papel se adhiera mejor.
Eliminando la capa superior de óxido
PASO 3: Transfiere la impresión de la PCB a la placa de cobre
Método 1: Método de planchado sobre papel satinado (para circuitos complejos)
Transfiere la imagen impresa (obtenida con una impresora láser) desde el papel fotográfico a la placa. Asegúrate de voltear la capa superior horizontalmente. Coloca la superficie de cobre de la placa sobre el trazado impreso. Verifica que la placa quede correctamente alineada con los bordes del trazado impreso y usa cinta para sujetar la placa y el papel impreso en la posición correcta.
Coloca el lado impreso del papel sobre la placa
Método 2: Trazado del circuito a mano sobre la PCB (para circuitos simples y pequeños)
Usando el circuito como referencia, dibuja un boceto básico sobre la placa de cobre con un lápiz. Una vez que tu boceto se vea bien, repásalo con un marcador permanente negro.
Usando el marcador permanente para trazar la PCB
PASO 4: Plancha el circuito del papel a la placa de la PCB
- Después de imprimir en papel satinado, lo planchamos con la imagen hacia abajo sobre el lado de cobre; luego calienta la plancha eléctrica a su temperatura máxima.
- Coloca el conjunto de placa y papel fotográfico sobre una mesa de madera limpia (cubierta con un mantel) con el reverso del papel fotográfico hacia ti.
- Con unas pinzas o una espátula, sujeta un extremo y mantenlo firme. Luego coloca la plancha caliente sobre el otro extremo durante unos 10 segundos. Ahora, plancha todo el papel fotográfico usando la punta y aplicando un poco de presión durante unos 5 a 15 minutos.
- Presta atención a los bordes de la placa: necesitas aplicar presión y planchar despacio.
- Hacer una presión firme y prolongada parece funcionar mejor que mover la plancha de un lado a otro.
- El calor de la plancha transfiere la tinta impresa en el papel satinado a la placa de cobre.
Planchando el papel sobre la placa
PRECAUCIÓN: No toques directamente la placa de cobre, ESTARÁ MUY CALIENTE POR LA PLANCHA.
Después de planchar, coloca la placa impresa en agua tibia durante unos 10 minutos. El papel se disolverá y luego podrás retirarlo con cuidado. Retira el papel despegándolo desde un ángulo bajo.
Despegando el papel
En algunos casos, al retirar el papel, algunas de las pistas quedan tenues. En la figura de abajo puedes ver que la pista tiene un color claro; por lo tanto, podemos usar un marcador negro para oscurecerla como se muestra.
Pista tenue
Oscureciendo la pista
PASO 5: Graba la placa
Debes tener mucho cuidado al realizar este paso.
- Primero, ponte guantes de hule o de plástico.
- Coloca papel periódico debajo para que la solución de grabado no dañe tu piso.
- Toma una caja de plástico y llénala con un poco de agua.
- Disuelve 2 o 3 cucharaditas de polvo de cloruro férrico en el agua.
- Sumerge la PCB en la solución de grabado (solución de cloruro férrico, FeCl3) durante aproximadamente 30 minutos.
- El FeCl3 reacciona con el cobre no protegido y elimina el cobre no deseado de la PCB.
- Este proceso se llama grabado (etching). Usa pinzas para sacar la PCB y comprueba si toda el área no protegida ya se grabó o no. En caso de que no se haya grabado, déjala en la solución un poco más de tiempo.
Grabando la placa
Placa de cobre grabada
PASO 6: Limpieza, desecho y toques finales de la placa de circuito
Ten cuidado al desechar la solución de grabado, ¡es tóxica para los peces y otros organismos acuáticos! Ni se te ocurra vertirla en el fregadero cuando termines; es ILEGAL y podría dañar tus tuberías (je je, ¿quién iba a pensar que podrías ser arrestado por hacer una PCB?). En su lugar, diluye la solución de grabado y luego deséchala en un lugar seguro.
Unas gotas de thinner (el quitaesmalte funciona bien) sobre un poco de algodón eliminarán por completo el tóner/tinta de la placa, dejando expuesta la superficie de cobre. Enjuaga con cuidado y seca con un paño limpio o papel de cocina. Recorta al tamaño final y suaviza los bordes con lija.
Eliminando la tinta
Ahora, perfora los orificios usando un taladro para PCB como este taladro para PCB y suelda todos tus componentes a la placa. Si quieres ese aspecto verde tradicional de las PCB, aplica pintura resistente a la soldadura encima laca para PCB. Y finalmente, ¡tu súper placa de circuito estará lista!
Artículo traducido al español. Fuente original: Maker Pro.