Como hacer un circuito impreso o PCB

Una de las cosas que debemos hacer cuando hemos montado un circuito en una protoboard y hemos visto que realmente funciona, es pasar todo el montaje a un PCB.

Las razones son obvias: limpieza, orden, reducción de espacio, minimalización de fallos y visión más general del circuito lo cual nos facilitará mucho la localización de posibles fallos en un futuro.

Antes de empezara a hacer nada debemos de reunir las herramientas necesarias que son:

  • Programa de diseño de PCB´s, en mi caso Eagle PCB layout.
  • Insoladora.
  • Tres cubetas de plástico para revelador, ácido y agua. Unas pinzas de plástico como las usadas en revelado fotográfico.
  • Revelador (Sosa cáustica=hidróxido sódico), ácido (cloruro férrico para atacado lento y ácido clohídrico=salfumán + agua oxigeneda de 110 volumenes, en atacado rápido)
  • Placa fotosensible.

Antes de continuar hay que tener claro que los elementos químicos que vamos a usar son corrosivos asi que tendremos que tener especial cuidado en su manipulación y cuidadín con los ojos, no es que aquello explote pero más vale prevenir.

1- El fotolito

Bien, armados con estos elementos procedemos al diseño del fotolito. Cogemos nuestro editor de PCB´s diseñamos e imprimimos. La calidad del circuito final depende de la calidad del fotolito así que la impresión de este en una transparencia ha de ser algo especial. Para empezar buscaremos una transparencia que sea permeable a la luz ultravioleta, en cualquier papeleria las podemos encontrar. Será conveniente imprimir con una impresora láser en la que ajustaremos el tóner al máximo para que la capa de tinta sea lo más densa e impermeable a la luz. En caso de no poder ajustar el toner o en caso de que haga poros deberemos de repasar con un rotulador indeleble para que la impresión quede lo mas uniforme posible.

2- Placa fotosensible

Hay dos tipos de placa fotosensible, las placas de polímero positivas y las negativas.

La emulsión fotosensible positiva actua de modo que se quema aquello a lo que le da la luz por lo que el circuito final es el que habia imprimido en el fotolito. Estas son las más usadas por la sencillez e intuición a la hora de diseñar el fotolito.
En la imagen de la izquierda tenemos una placa positiva tal y como nos la darán en la tienda.

Es habitual que en el papel que viene nos den algunos consejos de tiempos de insolación y posibles soluciones a excesos o defectos de tiempo de revelado o de insolado.

Tras sacar la placa del envoltorio veremos una placa con dos caras diferenciadas. Una es de color verdoso oscuro que corresponde a fibra de vidrio y la otra cubierta por un plástico negro para protejer de la luz la emulsión fotosensible. Este plástico de protección no se debe de quitar hasta tener todo preparado, justo antes de proceder a la insolación.

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.

La emulsión fotosensible negativa actua de modo que quema aquello a lo que no le da la luz por lo que el circuito final es el negativo de lo que teniamos en el fotolito.

3-Isolando la placa

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.

Recortamos varios trozos pequeños de placa fotosensible y hacemos varias pruebas de insolado y revelado para ver que tiempo es el más óptimo. Normalmente si la insoladora es de luz normal, entre 4 y 6 min es más que suficiente. Particularmente me gustan más las insoladoras de luz normal que las ultravioletas ya que estas últimas queman muy rápido y hay que tener los tiempos muy bien controlados pues 20 segundos mas o menos te joden el invento rápidamente. He de decir que a pesar de que me construi la insoladora de la foto de arriba, he insolado muchas veces con la luz de un flexo de tubo fluorescente del Ikea de 10 euros sin problema alguno.

Una vez que le hayamos cogído los tiempos a la placa hacemos la insolación definitiva con el trozo de placa necesaria que vayamos a usar. Para ello es conveniente dejar medio centímetro alrededor de circuito por que queremos hacer agujeros para atornillar la placa a algún sitio, ej, el chasis de un robot.

Durante el revelado veréis cómo la resina fotosensible desaparece quedando dibujado en la placa el recorrido de las pista que al final serán las que queden. El color de estas es de color maroncillo oscuro. El revelador no es más que sosa que podreis encontrar en diferentes recipientes para diluir. En mi caso uso unos sobres para diluir en 1 litro de agua. Mientras revelais vereis que la imagen de las pistas aparece poco a poco en el emulsión que lleva la placa. ¿Cuando debemos sacar la placa del revelador?. Para esto debeis de hacer pruebas pues un exceso de tiempo se lo lleva todo y un defecto hará que no se revele del todo quedando toda la placa emulsionada.

En mi caso con unos 15 segundos es suficiente. Sacamos la placa del revelador y la metemos en el ácido. Una prueba que podeis hacer es tocar la emulsión con el dedo tras sacarla del baño. Vereis como la parte insolada desaparece. Seguramente se os queda la una un poco negra pero no pasa nada. Tened cuidado y no tocar mucho este líquido con las manos, mejor es manipular con pinzas.

En la imagen superior tenemos un trozo de placa insolada y revelada justo antes de meterla en el ácido. Como podemos ver tenemos el dibujo del fotolito sobre la placa y el cobre al descubierto. Este cobre será el que el ácido tendrá que atacar.Pasemos la placa al ácido. Esto es lo que se llama fase de atacado pues ahora vamos a atacar el cobre descubierto para eliminarlo quedando sólo aquel cobre protejido por la emulsión que no ha sido insolada.

Hay dos métodos de atacado, rápido y lento.

4- Atacado rápido

El atacado rápido consiste en atacar con agua oxigenada de 110 volúmenes, en su defecto agua oxigeneda normal (menos activa de aproximadamente 10 volúmenes) y salfumán, agua fuerte ácido clorhidrico o como más rabia os de llamarlo, vamos, que todo eso es lo mismo. Esta mezcla es muy reactiva y se va a comer el cobre muy rápido eso sí, como os despistéis se come todo el cobre, hasta el protejido por la resina no insolada. Este método ha de hacerse en un lugar ventilado pues desprende gases nocivos.

5- Atacado lento

El otro método es el de atacado lento, a mi gusto mejor, en el sentido de que no desprende tantos gases y además se va comiendo el cobre poco a poco con lo que en el caso de que tengáis pistas muy finitas podréis controlar cuando ya esta todo atacado con tiempo de sobra para sacar la placa y meterla en agua para limpiarla.

Tanto el revelador como el cloruro férrico actúa más rápido a mayor temperatura, así que si eres novatillo tampoco vayas a poner estos líquidos al baño maria, tu tranki, que tarde lo que sea, más vale que te tarde 1 hora en comerse el cobre que meter la placa parpadear, ir a buscarla y no quede más que una placa de fibra de vídrio sin cobre.

En mi caso y esto no debéis tomarlo al pie de la letra, pues hay muchos factores en juego diferentes en cada caso, suelo insolar unos 3,30 minutos, 15 segundos de revelado y 45 minutos de atacado lento. Dependendiendo de la insoladora, concentración de los químicos temperatura y saturación de estos, los tiempos varian mucho, asi que como podréis haber deducido de todo lo que os digo, es que el proceso de hacer una PCB no es un proceso teórico sino más bien experimental. En la imagen superior tenemos un poco de cloruro férrico antes de diluirlo en agua.

Tanto en el atacado rápido como en el lento se ha de mover continuamente la cubeta para que el liquido deslice sobre la placa de cobre. De no ser así podria precipitar el cobre sobre la placa de nuevo y no haríamos nada. Existen unas cubetas en las que se introduce la placa de costado y del fondo suben burbujas, algo así como un jacuzzi pero de ácido. Su precio es bastante elevado pero el resultado es muy bueno.

Cuidados a tener en cuenta.

  • Evitar tocar los productos químicos. Se recomienda usar guantes de látex y pinzas. Esto siempre hay que decirlo aunque en el caso de que usemos atacado rápido es estrictamente necesario pues el agua oxigenada de 110 vol. es muy peligrosa, si no, fijaros en la cara del boticario cuando se la pidais ;o)
  • Ventilar la habitación donde lleveis a cabo el proceso de elaboración del circuito impreso.
  • Lavar con abundante agua todo el material utilizado tras finalizar el proceso.

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 apesar de que se suponga que al estar las pistas negas 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 podrian darse refexiones internas y llegar a insolar levemente las zonas que queremos proteger.

Ya para acabar deciros que esto de la elaboración de un circuito impreso no es ninguna ciencia exacta y menos a nivel casero. Lo normal es que no os salga muy bien las primeras veces. Pensar donde podeis estar cometiendo algún error e intentarlo de nuevo pues antes o después le pillareis el tranquillo al asunto y vereis la satisfacción que produce cuando haceis vuestro primer circuito impreso.

10 comentarios to “Como hacer un circuito impreso o PCB”

  1. gianluca Says:

    hola esta muy bueno el tutorial pero cuanta sosa biene en el sobre ese?

  2. Rubén Says:

    15 gramos de sosa cáustica concentrada

  3. gianluca Says:

    ahh y otra cosa los tubos se pueden cambiar por lampara ahorradoras de bajo consumo ? si es asi cuanto tiempo de insolacion debe tener? y el fotolito es en transparencias solamentes no en papel vegetal?

    saludos desde argentina.

  4. Rubén Says:

    Yo lo hago desde hace tiempo con una lampara de mesa con bombilla de bajo consumo, asi que la respuesta a tu presunta es si. El tiempo de exposición ideal depende de la potencia de la luz, cantidad de UV, y tipo de placa. Corta trozos y haz pruebas insolando desde 40 segundos hasta unos tres minutos de 15 en 15 segundos, si necesitas más más pero yo con unos 90 segundos tenia suficiente.
    No uses papel vegetal, usa trasparencias

  5. gianluca Says:

    ok gracias las placa compradas al terminar el proseso hay que detener la emulsion fotosensible por que si no se expone de nuevo a la luz normal ??

  6. gianluca Says:

    hice mal la preguna la buelvo a hacer que si las placas compradas al terminar el proseso (exposion,reveladoy atacado) la emulsion sigue sensible a la luz?

  7. Rubén Says:

    Una vez has atacado te da igual pues ya has terminado, entonces tienes que quitar la parte de emulsion que estará completamente velada, como los carretes antiguos, y protegiendo las pistas de cobre. Dale con un algodón mojado en alcohol y quitas la emulsión descubriendo así las pistas de cobre. Despues le das un baño de agua jabonosa y lo secas.

  8. Hola.
    No se si aún contestas a los mensajes, pero por probar no pasa nada.
    Tengo un problema y no sé por qué me pasa, aunque lo intuyo.

    Me he hecho una insoladora casera con tubos actínidos y un scáner. Bien, el problema lo tengo cuando comienzo el proceso de rebelado. Resulta que tras la insolación (fotolito en transparecia, todo hecho en papelería) al revelar, me aparece el dibujo del circuito pero a la vez, me quedan impresas unas extrañas líneas paralelas, a un distancia de mas o menos 1 mm que realmente no están en el diseño. El problema es que da la sensación de que estan insoladas, por lo que quedan reveladas y al atacar, cómo tienes que tener la placa mucho tiempo en el ácido para borrarlas, al final te acaba comiendo el cobre de las pistas.

    No tengo ni idea de que puede ser, pero me parece que podria ser marcas del tóner de la impresora, porque salen, si pones la transparencia vertical, pues perpendicular a esta.

    Gracias.

  9. Estimado señor:
    ¡Buenos Días!
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  10. alberto Says:

    Como cosa curiosa, yo hice circuitos impresos con Positiv 20, que quedaban muy bien, exponiendo la plancha con esmalte a la luz del Sol unos 7 minutos, en que el dibujo estaba en un papel normal dibujado con una impresora de inyeccion de tinta en alta calidad con la tinta tocando el cobre (o el positiv 20 mas bien). Con lampara UV y testeando la fluorescencia en billetes de 20 euros he observado que las planchas de metacrilato dejan pasar bien la UV, el acetato tambien permite el paso de la luz UV y en cambio el papel normal no lo permite. No he probado el vidrio.

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