Aunque el nombre pueda
parecer vulgar o poco profesional, construir placas de circuito impreso
(PCB) de manera artesanal es toda una ciencia que requiere
experimentación y simbiosis entre el desarrollador y sus elementos de
trabajo. Además de esto debe tener, por supuesto, “las herramientas” y
condiciones de trabajo necesarias para lograr resultados exitosos. En
virtud de que se trata del desarrollo de una experiencia práctica en su
totalidad, podríamos escribir miles de caracteres intentando explicarte
el modo de realizar el trabajo; sin embargo, con una secuencia de
algunos videos haciendo el “paso a paso” o “How To Make”, podrás
comprender de manera práctica y visual el método utilizado. A puro video
comenzamos el trabajo más esperado: llevar el diseño hecho con el DesignSpark
PCB a una placa de verdad.
Esto es televisión real, esto es
trabajar en equipo. Los pasos a seguir en la
elaboración de una placa de circuito impreso son muy sencillos, si se
conocen de antemano y se llevan adelante mediante una secuencia
organizada. Además, otro detalle muy importante es tener todos los
elementos necesarios para realizar el trabajo, sin errores ni demoras
que podrían arruinar nuestro desarrollo. El propósito de este artículo
es mostrarte UNA de las maneras clásicas de trabajar por los aficionados
que día a día nos apasionamos al armar pequeños, útiles y divertidos circuitos electrónicos.
Por supuesto, como todo tiene un
comienzo, luego de haber desarrollado en el ordenador y con el software
DesignSpark PCB el diagrama esquemático de nuestro trabajo (una sencilla
alarma), transformamos ese circuito en un dibujo adecuado para
convertirlo en un PCB. Ese será el trabajo que realizaremos hoy. Para
esto, hemos preparado con Leandro (Leo) una serie de videos que te
indicarán paso a paso, detalle a detalle, como se puede construir un PCB
con el popular “método de la plancha”. Por supuesto, este no es el mejor
método ni el único; debes tener en cuenta siempre lo que te adelantamos
en el enunciado: “es toda una ciencia que requiere experimentación y
simbiosis entre el desarrollador y sus elementos de trabajo”
Como se pudo ver en el
video, el papel utilizado en la impresión es uno de los elementos
críticos para obtener buenos resultados. Hojas convencionales no serán
útiles a pesar de “funcionar”. Los mejores resultados se obtienen con
papel ilustración o con las hojas comunes de cualquier revista. Debes
tener cuidado de seleccionar hojas que no sean ásperas sino suaves,
sedosas y por supuesto, finas o delgadas, de poco espesor. Esto será muy
útil para agilizar el trabajo al momento de retirar el papel una vez que
hayas “planchado” la placa. Por supuesto, la impresión debes realizarla
con una impresora láser. El paso siguiente será cortar la placa que
utilizaremos con las medidas adecuadas, para que nuestro “dibujo” del
PCB pueda ser albergado sin inconvenientes en ella.
La etapa posterior es la
limpieza del cobre del PCB antes de aplicar el toner de la impresión.
Para esto existen diversos criterios y maneras de realizar el trabajo.
Algunas personas sólo lavan la placa con alcohol isopropílico o con
cualquier solvente que pueda quitar los restos de grasa que se adhieren
al cobre con la manipulación. Otras personas prefieren suaves “lijas al
agua” para pulir y limpiar la superficie y también están aquellos que le
dan a la placa un rápido y fugaz paso por el ácido (percloruro de hierro
o cloruro férrico) para que le otorgue al cobre, una “suave rugosidad”
(todo lo contrario a pulir) de modo tal que el toner se adhiera mejor al
cobre. Como te mencionamos antes, métodos hay miles y el mejor es aquél
que a ti te brinde los mejores resultados. En nuestro caso, una limpieza
con lana de acero es la manera que mejores resultados nos brinda.
Observa:
Antes de limpiarla, o
después, es indistinto, es una buena práctica limar las asperezas que
pueden quedar en los bordes de la placa y que son producidos por las
herramientas de corte. Estas partes “salientes” pueden impedir una
correcta transferencia del toner al cobre, especialmente en los bordes
de la placa.
Luego
viene el paso de recortar el papel para colocarlo sobre la placa en la posición
más adecuada y tan bien centrada como te sea posible. De todos modos, algunos
detalles de alineación pueden corregirse al final del proceso con pequeños
recortes en los bordes de la placa. Algunos experimentadores colocan el papel
sobre el cobre, apoyan la plancha y no realizan ningún movimiento. Otros, en
cambio, pegamos el papel a la placa para poder desplazar la plancha por
distintos sectores de la placa hasta obtener un resultado “visual” que nos
indica un planchado correcto. Es decir, que el trabajo está realizado de manera
correcta. Viéndolo en imágenes; nosotros primero recortamos el papel:
Luego de esto, colocamos
el papel de manera tal que simule un envoltorio sobre la placa que
estamos a punto de planchar. Para este sencillo trabajo, es bueno tener
en cuenta de doblar los bordes del papel hacia la parte del fenólico que
no posee cobre y pegarlo con pequeños trozos de cinta manteniendo una
tensión determinada (sobre el papel) para que el mismo, quede tan
adherido a la superficie de cobre como sea posible.
En esta instancia ya
estamos listos para planchar. Para esto, debes tener presente de hacer
estas etapas del trabajo en lugares donde no llegues a quemar nada que
luego puedas lamentar. Además, dentro de la simbiosis que mencionamos al
comienzo, está la elección acertada de la plancha a utilizar. Con
equipos de potencias ubicadas entre 1000W y 1500W los resultados son
óptimos, en función de las experiencias compartidas por la mayoría de
las personas que utilizan esta técnica. Por otro lado, el conjunto
“papel + placa + superficie de apoyo” varían en cada aplicación. Es
decir, los tiempos de planchado nunca serán iguales para dos placas. La
experiencia, la práctica y el cariño por lo que haces te enseñarán a
lograr los tiempos de trabajo más adecuados para cada PCB.
Una vez que el toner se ha
transferido al cobre, viene la etapa en la que el agua se encargará de
facilitar la acción de retirar el papel. Para aquellos que no lo saben,
el papel no se retira como una etiqueta autoadhesiva. Debemos esperar
algunos minutos y considerar los pequeños detalles que vemos en el
video: el modo en que el papel comienza a arrugarse y la aparición más
evidente de las líneas de impreso. Para que tengas una idea, el tiempo
considerado para comenzar a retirar el papel no debe ser menor a tres
minutos.
Vale aclarar además, que
el tiempo que debemos dejar que el agua haga su trabajo dependerá del
espesor del papel utilizado. Considerando un papel liviano y de poco
espesor aprenderás, con el tiempo y la práctica, cuándo es el momento
indicado para comenzar a retirar el papel poco a poco. En el próximo
video, puedes ver a Leo trabajar con un cepillo dental infantil como
herramienta para retirar el papel. Algunos utilizan sus propios dedos y
otros emplean un pequeño trozo de tela. Todo dependerá, siempre, de lo
bien pegado que esté el toner a la placa. De ello depende la rapidez del
trabajo de quitar el papel. Por supuesto, esto tiene relación directa
con la calidad del toner utilizado, de la temperatura que le dimos a la
plancha, del tiempo y forma de planchado que utilizamos y de esos
detalles mínimos que hacen a una buena práctica del trabajo.
Una vez retirado el papel
y cuando tenemos las vías descubiertas y dibujadas sobre el cobre
llegará el momento de comenzar a trabajar con el ácido. El más popular
es el conocido como cloruro férrico o percloruro de hierro. Debes tener
mucho cuidado al utilizar este tipo de líquidos ya son muy tóxicos y
deben manipularse con precaución para evitar accidentes como el que casi
nos sucede mientras realizábamos este trabajo, observa esto:
Luego de (la batalla)
abrir la botella de ácido, debes utilizar un recipiente plástico,
esmaltado o de vidrio para verter en el ácido y dejar que allí se
realice el ataque químico sobre el cobre. NUNCA utilices un recipiente
metálico. El ácido ataca todo tipo de metales (al menos los que conozco)
y sólo puedes almacenarlo, como mencionamos antes en cualquier envase NO
metálico. Por otro lado, cuando el ácido se utiliza para fabricar muchas
placas comienza a “saturarse” del cobre quitado de los PCB y cumple una
vida útil. Los métodos para deshacernos de este elemento, altamente
tóxico, están siendo tratados en muchos Foros de Electrónica y
debes ser consciente que la salud del planeta depende de nuestra
conducta con estas sustancias. Ahora sí, placa al ácido:
Algunas personas utilizan
el ácido en forma directa, tal como se comercializa, y otros lo diluyen
en partes iguales de agua o en dos partes de agua y una de ácido. Aquí
también es un espacio donde ensayar te llevará a los resultados que
estimes óptimos. Cuanto más diluyas el ácido, más tiempo demorará en
completarse el proceso pero lograrás un “ataque” más controlado. ¿Tú ya
realizas placas con este método? Cuéntanos. ¿Utilizas el ácido sin
diluir? Conocer las experiencias de otras personas, enriquecen nuestro
abanico de posibilidades de trabajo.
El tiempo que necesita el
ácido varía entre 10 a 20 minutos en situaciones normales y cualquier
zona rebelde puede ser manipulada durante el proceso para completar con
éxito la eliminación total de las zonas de cobre que no fueron tratadas
con el toner de la impresión planchada. Una vez que ya alcances a notar
que no quedan restos de cobre y el PCB está listo, deja caer la mayor
parte del ácido, que siempre queda sobre la placa y, si es necesario,
límpiala (con cuidado de no mancharte) con papel suave. Cuando creas
conveniente, llevas la placa al grifo (canilla) de agua y la lavas con
especial dedicación dejando correr mucha agua para que los restos de
ácido, que quedan en la placa, se diluyan a valores ínfimos y además,
para que el cobre de la placa no se siga afectando con el accionar de
ácido remanente en ella. Por último, un poquito de bicarbonato de sodio,
concluye el trabajo bloqueando en forma definitiva la acción corrosiva
del ácido sobre el cobre.
Una vez que la placa está
seca, con un pequeño taladro haremos los agujeros por donde
introduciremos los terminales de los componentes. Para esto, puedes
marcar en forma previa con un mandril de mano los lugares a agujerear o,
si tienes buen pulso y destreza, agujereas la placa directamente sobre
los orificios que quedaron libres en los pads de soldadura.
¿Resultado final? La placa
terminada y lista para montar los componentes de nuestro desarrollo.
Los detalles de
terminación de la placa, la instalación de los componentes, el soldado,
y una posterior cobertura de laca protectora sobre el cobre para evitar
su deterioro, con el lógico pasaje del tiempo, brindarán un toque mágico
e indiscutible a cada trabajo. Los detalles de terminación hablan de
nosotros mismos y de nuestra manera de realizar un trabajo. De este modo
entonces, la sencilla alarma que comenzamos hace un par de artículos, a
partir de un par de dibujos en un papel, ya es una realidad física.
Conocimos y dimos los primeros pasos con un software muy potente como es
el DesignSpark PCB y luego construimos nuestra propia placa donde la
teoría se transformó en realidad. Ahora depende de ti, de tus ganas de
seguir creciendo y de tus esfuerzos por lograr placas más complejas y
con mayores prestaciones.
Si tú ya construías placas
con este método habrás visto cosas que hacemos de igual manera que las
haces tú, o muy distintas a los que estás acostumbrado a hacer.
Cuéntanos tus experiencias, tus formas, tus secretos y trucos. Mucha
gente que está aprendiendo a trabajar en este universo que es la
electrónica, te agradecerá cada explicación que puedas aportar, por
mínima que pueda resultar para ti. Para quien desconoce el tema por
completo, puede ser una ayuda enorme. Tan grande como la que me ha
brindado Leo en la realización de este trabajo. ¡Gracias amigo!
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