viernes, 12 de junio de 2009

FABRICACION DEL CIRCUITO III

IMPRESO

Mecanizado de Placas

La placa de circuito impreso contiene los componentes y las interconexiones entre ellos necesarias para el funcionamiento de un circuito. En la mayoría de los casos, tal circuito necesita llevar también conexiones con el exterior del mismo; por ejemplo, con la fuente de alimentación, la antena, un altavoz, el conmutador de funciones, un potenciómetro de regulación, etc.

Aunque los cables que lleven tales conexiones pueden soldarse directamente sobre los^ puntos adecuados (y previstos para ello) del circuito impreso, tal sistema no resulta aconsejable en la práctica, sino que lo más conveniente es la utilización de conectares especiales, ya sean de canto, torretas, espadines, bayoneta u otros.

Con los conectores se evita hacer repetidas soldaduras y desoldaduras sobre las cintas impresas (lo que podría llegar a levantarlas), además de permitir efectuar la soldadura (si el conec-tor la necesita) por el lado de los componentes, lo que resulta interesante en muchas ocasiones.

Otra forma de evitar que se levanten las cintas impresas (incluso aquellas que no llevan soldaduras) es procurar que no presenten «esquinas» en su trazado, haciendo que los recorridos en cambio de dirección lo sean en forma curva, más bien que en forma angular más o menos pronunciada.

Los Taladros

Una vez decidida la ubicación de los componentes sobre la placa y el trazado del circuito impreso, debemos obtener la placa del tamaño adecuado. En el mercado existen placas «vírgenes» de muy varfadas dimensiones, así como del material base que deseemos, y tanto en una sola cara como en doble cara.

Lo primero que debe hacerse es cortar la placa a la medida requerida por el diseño. Para ello, emplearemos preferiblemente una segueta equipada con una hoja de sierra para metal. No es aconsejable emplear hojas para madera, pues podrían estropearse; ni serruchos, pues dejan un corte basto e impreciso, que posteriormente habría que retocar. Con ayuda de una lima fina, o una lija, pueden eliminarse las pequeñas rebabas sobrantes.

Una vez la placa cortada, se procede a marcar los sitios en que deben ir los taladros. Para ello situaremos una copia del diseño. Con un buril, un gránete o, simple-

mente, un clavo de acero, se marcan todos los taladros. Atención a las placas de baquelita,.que son quebradizas y pueden levantarse o romperse con golpes fuertes. Si el circuito es de doble cara, el proceso anterior puede hacerse por cualquiera de las dos caras (aunque por una solamente). Sólo habrá que tener en cuenta que la plantilla empleada corresponda a la cara por la que van a efectuarse los taladros. Si son necesarias varias placas iguales, pueden apilarse para efectuar todos los taladros de una vez. Debe prestarse atención a que todas presenten la cara correcta, y a que no puedan deslizarse unas sobre otras durante el proceso.

Con una taladradora adecuada (eléctrica o manual) se realizan todos los agujeros necesarios. El diámetro de los mismos depende de los terminales de los componentes. Con una broca de 1 milímetro valdrá para la mayoría de los "casos. Algunos de ellos, tales como espadines, potenciómetros y algunos otros, pueden necesitar una broca de 1,5 milímetros. Para los taladros que lleven tornillos, se empleará una broca de 3,5 milímetros.

Terminación mecanice

Las rebabas formadas al taladrar deben retirarse. Para ello no debe emplearse una lima o una lija, pues se rayaría todo el cobre, con el peligro de levantarlo o suprimirlo en algunas zonas. Debe pensarse que la película de cobre es de tan sólo 35 milésimas de milímetro.

 El mejor procedimiento consiste en emplear una broca de diámetro algo mayor que la empleada por el taladro; por ejemplo, una de 3 milímetros para taladros de 1 ó 1,5 milímetros, o una de 6 milímetros para los de 3 milímetros. La broca se manejará con los dedos, girándola a un lado y otro hasta hacer desaparecer la rebaba. No emplear taladradora para esta operación.

Antes de dar por terminada la mecanización es conveniente limpjar bien las placas de rebabas metálicas, virutas, polvo y otros materiales-depositados sobre el dbbre. Para ello puede emplearse un paño suave impregnado con alcohol o acetona, que eliminará restos de grasa o pegamento que pudieran quedar. Las placas ya mecanizadas y limpias deben tratarse como clichés fotográficos, evitando rayarlas o poner los dedos sobre la superficie cobreada.

Transcripción del circuito

Una vez la placa de circuito impreso ha sido mecanizada, comienza la fase "del tratado de la cara (o caras) de cobre, cuyo final es la obtención del circuito impreso propiamente dicho. Para formar el circuito, debe eliminarse todo aquel cobre que no vaya a

ser parte del mismo. La manera más usual de hacerlo es disolviéndolo por medio de un agente químico.

El disolvente no sabe qué cobre.debe eliminar y cuál no, por lo que debe protegerse contra la acción del mismo las partes que vaya a formar el circuito. Existen varias formas de hacerlo, entre ellas ]a protección con cintas y láminas adhesivas, con tintas especiales y utilizando placas especialmente tratadas.

Cintas y láminas

Consiste este procedimiento en emplear cintas de material plástico o de papel que llevan adhesivo por una de sus caras y que pueden encontrarse en diferentes anchos. Dicha cara se pega sobre el cobraren aquellos lugares que deben permanecer para formar el circuito.

En otros casos, sobre todo para la formación de puntos de soldadura de los terminales de los componentes, en uniones de cintas y otras situaciones similares, suelen utilizarse «símbolos» pre-forrnados de los mismos, que pueden depositarse en el lugar preciso por aplicación de la lámina de papel transparente que los contiene, sobre el cobre.

Las ventajas del método son su rapidez y precisión en la formación del circuito impreso, así como la pulcritud que presenta la placa terminada. No obstante, debe tenerse cierta pericia en el tratamiento dedos materiales, que han de ser de .buena calidad y no tiendan a despegarse. El principal inconveniente es el precio de las láminas y cintas, compatible únicamente con prototipos y circuitos originales que no puedan hacerse por otro medio.

Uno de los métodos más populares de fabricación de circuitos impresos se basa en el empleo de rotuladores especiales, con tinta resistente al disolvente del cobre. Con tales rotuladores se «pinta» el circuito deseado, incluidos los puntos de soldadura y las uniones entre cintas.

Hay rotuladores de distintos gruesos de punta, de forma que pueden emplearse para formar cintas de varios anchos, o incluso para recubrir zonas grandes de cobre que actúen de masa o funciones similares. La gran ventaja de este método es su economía, aunque es necesario tener buen «pulso» y ser un poco artista para que el diseño quede intachable.

Debe procurarse emplear la suficiente cantidad de tinta para que el cobre quede bien recubierto, lo que puede hacerse pasando varias veces el rotulador sobre los mismos puntos. Si no se hace así, a la hora de disolver el cobre sobrante pueden quedar zonas con terminaciones poco presentables. En caso de error, la tinta puede borrarse con un trapo impregnado en acetona. El método también resulta ideal para prototipos y primeras pruebas.

Fotograbado

Esta técnica resulta muy útil cuando se van a hacer gran cantidad de circuitos iguales, aunque puede emplearse también para un solo ejemplar. Para"* ello, se encuentran en el mercado placas que llevan recubierto el cobre con un barniz fotosensible, como si se tratara de una película fotográfica. Son muy fáciles de reconocer, pues suelen presentarse en bolsas o cajas negras y cerradas, para no ser afectadas por la luz. '

Se obtiene previamente un circuito a realizar. El negativo no es imprescindible que sea fotográfico, salvo que la calidad requerida así lo exija. Puede realizarse con papel o película plástica transparente, sobre la que se dibujará dicho negativo.

Una vez realizado, el negativo se coloca sobre la cara de cobre tratada con barniz, teniendo la precaución de que se quede bien apoyado. El conjunto se expone a la acción de la luz, preferiblemente ultravioleta, tal como la que dan las lámparas de mercurio o los tubos fluorescentes del tipo «luz de día». También existen aparatos especialmente diseñados para este propósito, Con luz normal o luz solar directa el grabado requerirá de un mayor tiempo de exposición.

A continuación, se procede a revelar el barniz fotosensibiliza-do (igual que en fotografía), de manera que aquellas partes que han sido iluminadas con la acción del líquido revelador, quedando protegido el cobre con el barniz en «positivo», igual que si se hubiera empleado cualquiera de los métodos anteriores. Existen también en el mercado placas revestidas con barniz sobre el que ha de aplicarse el «positivo» del circuito impreso. En el proceso del revelado se disolverá aquel barniz que haya sido expuesto a la luz, quedando protegido el cobre que formará el circuito. Los materiales empleados en cada caso debiéndose utilizar el específico para cada uno de ellos, bien sea positivo o negativo.

El barniz que recubre las placas, tanto el positivo como el negativo, es poco sensible, por lo que puede trabajarse con-ellas en condiciones de luz tenue durante el tiempo suficiente para su preparación.

Una vez que la placa impresa tiene ya trazado el circuito sobre la cara de cobre (o sobre ambas si es de doble cara), por uno u otro de los métodos de protección del mismo, se procede a realizar un ataque químico al mismo para eliminarle.

El disolvente más ampliamente utilizado es el cloruro férrico, que puede encontrarse en droguerías. Comercialmente, puede presentarse en pastillas para disolver en agua, o bien ya líquido con una concentración más o menos elevada.

Las pastillas se disuelven mejor en agua tibia. Con 100 gramos de cloruro férrico en pastillas disueltas en un cuarto de litro de agua habrá suficiente para atacar una placa de unos 100 cm2. Cuando se adquiere en forma líquida, suele venir bastante concentrado, por lo que es conveniente añadir agua en una proporción de una parte de cloruro férrico por 1 ó 2 de agua.

Para el atacado del cobre puede utilizarse una cubeta, preferiblemente de material plástico, y que no vaya a contener posteriormente alimentos líquidos. Las mejores son las de gran superficie y bordes bajos. El tamaño dependerá del de las placas que vayan a tratarse. Las placas se depositan sobre el fondo de la cubeta, y se cubren con la cantidad suficiente de cloruro férrico.

Tiempo del proceso

Según la concentración del cloruro férrico y la superficie de cobre a atacar el proceso durará más o menos tiempo. Una placa de 100 cm2 de superficie (una sola cara) con cloruro medianamente concentrado puede estar lista en unos 20 ó 30 minutos. El tiempo puede acortarse si se mueve el líquido sobre la placa, para que vaya renovándose.

Cuidado con las salpicaduras, pues producen manchas difíciles de quitar sobre .superficies de madera o plásticas. Sobre la piel, dejan un color amarillento que, con el tiempo, paciencia y muchos lavados, acaban por quitarse. No son peligrosas, aunque es un producto tóxico y debe evitarse dejarlo al alcance de los niños, tanto durante su utilización, como en su almacenamiento. Durante el proceso de atacado, puede sacarse de vez en cuando la placa, para observar cómo se va disolviendo el cobre. No emplear para ello materiales metálicos, pues se estropean con el cloruro. No debe apurarse demasiado el tiempo de disolución, pues podría levantarse la capa protectora del mismo, con lo que la terminación final sería de dudosa calidad y presentación.

El cloruro férrico puede emplearse varias veces consecutivamente para distintas placas, aunque va perdiendo eficacia y alargándose el tiempo necesario para la disolución, debido al proceso químico que ocurre en el mismo. El cloruro ya empleado no puede filtrarse ni admite realizar sobre él procesos similares para aumentar su concentración, dado que los fenómenos que intervienen son como ya se ha mencionado, puramente químicos.

Acabado ñnal

Una vez que ha sido eliminado todo el cobre sobrante, se procede a lavar bien la placa con agua tibia para eliminar los restos de cloruro férrico que pudieran subsistir. Una vez seca, se elimina la protección del cobf» que forma el circuito, bien retirando las tiras adhesivas, o disolviendo el barniz, lo que puede hacerse con acetona.

Con el cobre al descubierto, se hace una buena limpieza con alcohol o acetona, para eliminar todo resto del proceso de formación del circuito. Cuando el sobre quede limpio, es conveniente aplicar un barniz que evite su oxidación y permita hacer soldaduras-perfectas. También puede procederse al de las cintas, proceso ya explicado, y que además de actuar de protección, ayudará a realizar buenas soldaduras.

No debe omitirse una revisión ocular con la que pueden detectarse cortocircuitos entre tiras próximas o cintas que puedan encontrarse cortadas. El primer problema puede resolverse con ayuda de una cuchilla de afeitar o alguna «herramienta» similar; el segundo problema suele encontrar solución con el mismo proceso de estañado.

En caso de duda en algún punto puede comprobarse la calidad del circuito terminado, con un óhmetro. Si dos cintas están en cortocircuito (cuando no deben estarlo), la resistencia entre ellas será cero o de un valor muy bajo (cuando debía ser infinita, o muy elevada). Por él contrario, un corte en una cinta (que no debería existir) se detecta comprobando la resistencia entre extremos de la misma si el corte existe, la resistencia será muy elevada; si no existe (cinta correcta), la resistencia será nula.

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