Método casero de la insoladora

Laboratorio de Sistemas Electrónicos Digitales
1 Introducción
En esta sección nos vamos a centrar en la fabricación de placas electrónicas caseras
partiendo de la idea de que ya poseemos el fotolito del circuito a realizar, por tanto el proceso
que realizaremos será el paso de un circuito de papel a un soporte físico donde “apoyar” los
componentes electrónicos.
El procedimiento a realizar será detallado de forma personal, así que tal vez haya
algunos puntos que remarque más y otros que no los considere tan importantes. Este texto no
pretende ser un escrito exhaustivo sobre la fabricación de PCB’s sino que será un texto
esquemático y orientado donde describe, de forma detallada o no, la forma en que yo realizo
las placas, con materiales baratos y fáciles de encontrar, y con resultados comprobados.
No es de remarcar que los resultados obtenidos sean muchas veces los deseados,
pero no siempre se consigue todo a la primera, así que para la gente que se desilusiona
rápidamente les aconsejo que no se den por vencidos.
Tampoco cabe decir que el resultado puede que no se pueda comparar con el
resultado obtenido con la ayuda de máquinas especializadas en dicho trabajo, pero para
trabajos que uno mismo puede realizar en casa es más que suficiente.
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2 Materiales
2.1
Placa fotosensibilizada positiva  Es una placa normal, de fibra de vidrio, que
sobre la cara de cobre trae una capa de barniz fotosensible positivo, es decir, que
las partes eliminadas serán las expuestas a la luz.
2.2
Fotolito  Es una transparencia que tiene dibujado el circuito impreso que se va a
transferir a la placa.
2.3
Productos químicos  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 pueden emplear varios productos, dependiendo de la precisión necesaria, y del
coste.
Utilizaremos productos fáciles de encontrar como el salfumán (ácido clorhídrico al
23%) y el agua oxigenada (peróxido de hidrógeno 10 volúmenes, 3%) Con esta
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.
2.3.1 Precauciones:
2.3.2 Sólo debe utilizarse para ataques químicos, no vale para los usos habituales
del agua oxigenada que venden en farmacias.
2.3.3 Evitar todo contacto con la piel, mucosas, ropa, etc..
2.3.4 Debe guardarse lejos del alcance de todo el mundo. Cualquier confusión
puede tener consecuencias muy graves.
2.3.5 Es necesario utilizar guantes de goma y gafas protectoras.
2.3.6 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.
2.3.7 Se debe hacer en una cubeta de plástico.
2.4
Jabón y agua
Cubeta para atacado: Cubeta cuadrada ó rectangular de unos 8cm de fondo y de
aproximadamente 15cm x 21cm (tamaño cuartilla).
Cubeta de revelado: Igual que la cubeta para el atacado pero más honda, unos 15 cm,
para que le quepa sin dificultad un litro de agua.
Cubeta con agua: Para limpiar la placa cuando se acaban los procesos.
Guantes de goma: De un solo uso.
Sierra: Para cortar la placa virgen (es más barato comprar piezas grandes e ir cortando
trozos según necesidades). Sirve una simple segueta de marquetería.
Insoladora: Para el proceso de transferir las pistas del fotolito a la placa. Nosotros seremos
capaces de realizar una
Jarra para medida de líquidos: Sirve una de cocina, de las que llevan una graduación para
líquidos, al menos de 100 en 100 ml.
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3 Proceso
3.1 El diseño de un fotolito
La realización del fotolito consiste en pasar de un esquema electrónico donde podemos
observar los diversos componentes (resistencias, condensadores, CI…) a un esquema de
líneas que sirven para interconectarlos según el esquema electrónico.
Para la realización de este proceso existen numerosos programas para el ordenador
que se encargan de hacer esto posible, entre ellos encontramos el Tango, el Eagle, el Orcad…
Y luego lo imprimiremos en un papel de acetato.
3.2 Circuito Electrónico
Fotolito
Placa terminada
La foto de la derecha muestra la placa una vez terminada y colocados los
componentes, vista por el lado de las soldaduras, el dibujo de la izquierda es el fotolito
realizado para llevar a cabo la realización de la placa. Como vemos, el resultado es muy
semejante al diseño.
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3.3
Insolación
Proceso por el cual pasaremos las pistas del fotolito a la placa electrónica con la ayuda
de nuestra insoladota.
A tener en cuenta:
Es importante que la habitación donde llevemos a cabo el proceso de insolación
disponga de una luz lo más tenue posible a la hora de insolar para que sea la
insoladora la que queme la emulsión sin que la luz ambiente la eche a perder
Antes de empezar el proceso de insolado deberemos de limpiar el cristal de la
insoladora de polvo y huellas dactilares, no toquetear mucho el fotolito con las manos
sucias para que no salgan manchas no deseadas.
3.4 Proceso:
Antes de todo recordar que nuestra insoladora solo insola a una cara, si queremos
hacer las dos caras deberemos primero hacer una y luego la otra protegiendo cada vez la cara
no expuesta a la luz.
Primero de todo deberemos saber el tiempo de exposición en la insoladota que debe
de estar la placa. Para esto cogemos una placa y cortamos trozos e insolamos y revelamos
para ver el resultado. En mi insoladota de 28 w necesito 8 minutos.
Una vez sabemos el tiempo de insolación ponemos el fotolito con la tinta mirando hacia
arriba y le ponemos una cinta adhesiva a la placa para fijarlo a él: quitando previamente el
plástico protector, y ponemos la parte sensible a la luz sobre el fotolito.
Tras 8 minutos de insolación pasaremos al
siguiente proceso llamado revelado.
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3.5
El revelado
Una vez insolada, mete la placa en el revelador con la parte fotosensible hacia arriba y
muévela un poco. Verás como el revelador se va manchando y empiezan a ir apareciendo las
pistas dibujadas en la placa las pistas (Sí todo ha salido bien). Déjalo un ratillo moviéndolo de
vez en cuando hasta q se queden las pistas bien diferenciadas del resto. Lo que ha
desaparecido es un esmalte fotosensible que cubría toda la placa originalmente. Ese esmalte
se degrada al incidir sobre él la luz ultravioleta, disolviéndose en el revelador. Ese esmalte que
queda será el que protegerá al cobre de la acción del atacador. Una vez estén las pistas bien
definidas saca la placa y lávala bien con agua, frotando con las yemas de los dedos un poco.
Ahora mete la placa en el atacador.
3.5.1 ¿Cómo se hace el revelado?
Utilizaremos 100 gramos de sosa, que la venden en cualquier droguería. La sosa hay
que disolverla en una cubeta con agua en 2.500 c.c. Disolver bien la sosa con un pincel. El
revelador ya está listo.
Si vemos que en 5 segundos ya empiezan a marcarse las pistas quitar inmediatamente
la placa y ponerla en la cubeta con agua, esto es debido a que hemos hecho la concentración
demasiado fuerte. Deberemos poner más agua para “suavizar” el revelador.
Ahora la sacamos y la limpiamos con agua:
Pues bien la placa ya está revelada, ahora solo queda atacarla con ácido.
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3.6 Atacado de la placa:
Una vez revelada la placa procedemos al proceso del atacado. El atacador comenzará
a comerse el cobre no protegido por la insolación, poco a poco, dependiendo de muchos
factores el proceso durará mas o menos pero serán más o menos entre 3 y 10 min. Una vez
acabe de comerse todo el cobre que no pertenece a las pistas, saca rápido la placa del
atacador usando las pinzas y lávala con agua (mejor bajo el grifo). Una vez hecho esto ya
tenéis la placa lista.
A tener en cuenta:
Realizar esta operación en una habitación ventilada, ya que este proceso genera gases
nocivos. Muy importante es el uso de guantes y de las pinzas.
3.6.1 ¿Cómo hacer el ácido?
Para realizar el ácido necesitaremos dos productos: atacador rápido S (perborato
sódico), atacador rápido L (ácido clorhídrico) y agua. Para la mezcla se deberá seguir las
instrucciones de los envases de los productos. Si vemos que el ácido es demasiado fuerte (se
come rápidamente las pistas) deberemos retirar inmediatamente la placa y lavarla con agua y
en la disolución le ponemos agua para que la concentración sea menor. Si en cambio vemos
que el ácido va muy despacio deberemos aumentar la concentración añadiendo atacador
rápido S.
Si no disponemos de esto, haremos una mezcla de Agua Oxigenada 25% (110
volúmenes), Ácido Clorhídrico 25% (salfumán) y agua 50%, aunque dependiendo de la rapidez
con que empiece a atacar a la placa podemos añadir un poco mas de agua (en el caso de que
notemos que la placa se corroa muy deprisa). Veremos que el atacador pierde fuerza a medida
que pasa el tiempo.
Cuando solo haya cobre sobre las pistas el proceso de atacado ya estará, se deberá
meter en una cubeta con agua para limpiarla de los restos de ácido que queden.
En fin, la placa ya está terminada, ahora solo quedará soldar los componentes electrónicos.
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Así es como debe de quedar la placa:
Detección de posibles errores de procedimiento:
Si al revelar vemos que desaparece toda la emulsión del circuito impreso, se
recomienda disminuir el tiempo de insolación.
Si por el contrario tras revelar, la zona de emulsión insolada no desaparece
completamente deberemos de aumentar el tiempo de exposición a la luz.
Si tras el revelado todo parece ir bien pero en la fase de atacado las líneas no
insoladas también desaparecen, deberemos de diluir el ácido un poco. Si aún así
siguen desapareciendo, deberemos de reducir el tiempo de insolación un poco pues la
emulsión no insolada tras el revelado es demasiado fina debido a que ha sido insolada
en exceso. Pensar que a pesar de que se suponga que al estar las pistas negras
protegiendo siempre puede pasar algo de luz. Por eso se recomienda que sea la cara
del fotolito impreso la que este en contacto con el circuito impreso durante la insolación
ya que de lo contrario debido al grosor del acetato donde imprimimos podrían darse
reflexiones internas y llegar a insolar levemente las zonas que queremos proteger.