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Bogotá, 20 de diciembre de 2014
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FABRICACIÓN DE CIRCUITOS IMPRESOS (PCB)

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Al diseñar un proyecto o prototipo electrónico, primero se debe probar, armándose en una placa de pruebas o protoboard. Cuando funcione correctamente, se  dibujará el diagrama esquemático, ya sea a mano, o en computador, usando programas especializados como el proteus, eagle o Pspice.  Posteriormente se diseña y fabrica el circuito impreso (PCB), y para finalizar, se montan los componentes en la tarjeta, para finalmente colocarlo en un chasis o gabinete, que le darán una presentación final a nuestro proyecto.

Prueba del circuito en la placa de pruebas o protoboard

 

protoboard

La placa de pruebas (en ingles protoboard), es una herramienta de estudio en la  electrónica, que permite interconectar los componentes electrónicos; ya sean resistencias, condensadores, semiconductores, etc, sin necesidad de soldarlos en un impreso, permitiendo así, hacer infinidad de pruebas de manera fácil, alcanzando la optimización deseada del circuito.

diseno de circuitos

La placa de prueba está compuesta por segmentos plásticos con perforaciones y láminas delgadas de una aleación de cobre, estaño y fósforo, las cuales pasan por debajo de las perforaciones, creando una serie de líneas de conducción paralelas. Estas líneas están distribuidas; unas en forma transversal y otras longitudinalmente. Las líneas transversales están interrumpidas en la parte central de la placa, para facilitar la inserción de circuitos integrados tipo DIP (Dual Inline Packages), y que cada pata del circuito integrado, tenga una línea de conexión por separado. En la cara opuesta de la placa, trae un forro con pegante, que sirve para sellar y mantener en su lugar las láminas metálicas.
Al momento de hacer un circuito en el protoboard, se utilizan las láminas transversales para interconectar los componentes y las longitudinales para su alimentación.

El diagrama esquemático (schematic)

diagrama de un circuito

Cuando el circuito está funcionando a la perfección en el protoboard, se procede ha realizar el diagrama esquemático. Esto consiste en dibujar el circuito, utilizando los símbolos electrónicos. Se puede hacer a mano, o en el computador, utilizando programas como el proteus, workbench, Pspice, Eagle, etc. Los diagramas e impresos realizados para nuestro sitio Web, son dibujados en Corel draw, programa de creación de gráficos vectoriales, el cual da una excelente resolución a la hora de imprimir.
Nota: Es necesario tener un buen conocimiento de simbología electrónica, para hacer el diagrama esquemático sin errores.

 

 

Diseño y fabricación de circuitos impresos

 

placa fenolica

Comencemos por hablar un poco del material de los circuitos impresos. Uno de los materiales más usado para la fabricación de circuitos impresos o también llamada placa fenólica, es la baquelita (en ingles Bakelite), un feno-plástico resistente al calor y a los solventes, desarrollado por el belga-americano, Leo Hendrik Baekeland, entre 1902 y 1907. También se usa la fibra de vidrio con resina de poliéster, en la fabricación de circuitos impresos. Esta es más costosa, pero de mejor calidad y presentación.
Cualquiera de estos dos materiales, llevan un baño de cobre en una o en ambas caras. La función del cobre es conducir la electricidad. Al momento de hacer un circuito impreso, la tarjeta; ya sea en baquelita o en fibra de vidrio, el cobre de esta, tendrá la forma de “caminos”, los cuales interconectarán los componentes que irán en la tarjeta.

Técnicas para la fabricación de los circuitos impresos

Existen diferentes técnicas para la fabricación de los circuitos impresos (PCB). Dependiendo de nuestro presupuesto y objetivo, escogemos la técnica que más nos convenga. Las técnicas más conocidas son:

- Elaboración de circuitos impresos con tinta indeleble
- Elaboración de circuitos impresos con la técnica de planchado (papel termo transferible, impresión láser)
- Elaboración de circuitos impresos con la técnica de serigrafía.

Elaboración de circuitos impresos con tinta indeleble

 

tinta indeleble

La forma más económica de hacer circuitos impresos es usando la técnica con tinta indeleble. Solo se necesitamos un marcador o plumón de tinta indeleble, como el famoso (Sharpie).
Lo primero es dibujar las pistas del circuito sobre la tarjeta, en la cara bañada en cobre. Luego, se sumerge la tarjeta en una solución corrosiva, (cloruro férrico), disuelto en agua caliente. Esta solución corroe la superficie de cobre, dejando sólo el cobre que está cubierto por la tinta del plumón. Para finalizar se perforan con un taladro los orificios donde entrarán las patas de los componentes y listo.
Esta técnica por ser netamente manual y con una calidad de impresión regular, se recomienda para hacer circuitos de mediana complejidad, para principiantes o aficionados a la electrónica, que desean realizar pequeños proyectos a muy bajo costo.

 

 

Circuitos impresos elaborados con la técnica de planchadometodo de planchado

 


El papel termo transferible es un material utilizado en la elaboración de circuitos impresos de cualquier tipo. Gracias a este papel podemos traspasar a la placa de cobre virgen, el diseño del circuito impreso que hayamos hecho (haya sido hecho a mano o computador), de manera fácil, rápida y económica, para luego introducirla en un recipiente con cloruro ferrico, obteniendo así el circuito impreso deseado. Recomendamos el papel marca (PCBMAKER), aunque también se pueden usar algunos papeles gruesos, usados en dibujo, como el papel Glossy, papel para fotografía o papel Propalcote de unos 120 gramos.

 

Para empezar debemos hacer el circuito del diseño impreso. Este no es otra cosa que el dibujo de las pistas de cobre. El diseño del circuito impreso que hagamos deberá corresponder a las pistas de cobre vistas por “transparencia” desde la cara de los componentes (modo espejo).

modos del dibujo

En el momento de hacer el impreso, recuerde que todos nuestros archivos PDF traen el PCB (Print Circuit Board), "Circuito Impreso" al derecho, es decir, vistos por la cara del cobre, pensados para impresión en Serigrafía y no tiene necesidad de invertirlo. Si  piensa imprimir el circuito la técnica de Planchado, debe invertirlo (Modo Espejo). Algunos usuarios lo han hecho tal como viene y les queda al revés, por consiguiente pierden el impreso. Para invertir el dibujo del circuito impreso, abra el archivo PDF con Photoshop a una resolución de 300 dpi como mínimo, luego en Menú Imagen (Image) Rotar lienzo (Rotate Canvas), Voltear lienzo horizontal (Flip Canvas Horizontal), se voltea el Impreso horizontalmente a lo largo del eje horizontal.

papel termotransferible

 

Teniendo hecho el diseño del circuito en el computador, lo imprimimos en alta resolución sobre el papel termo transferible, usando una impresora láser. Se imprime sobre cualquier cara del papel, ya que las dos caras son iguales. Si la imprimimos en un tipo de impresora diferente a láser, el papel termo transferible no servirá (las impresoras láser se reconocen porque utilizan Toner en vez de cartuchos o cintas). Si poseemos el diseño del circuito impreso en una hoja de papel común y corriente o fue hecho a mano, debemos sacar una fotocopia de este, sobre el papel termo transferible. Las fotocopiadoras utilizan el mismo sistema de impresión que las impresoras láser.

 

recortar dibujo

 

Una vez tengamos el diseño del circuito impreso sobre el papel termo transferible, lo recortamos usando unas tijeras o un bisturí, dejando una margen que nos permita manipularlo. El papel termotransferible restante lo podremos guardar para la elaboración de futuros circuitos impresos.

 

 

 

cortar la placa

 

Ahora se debe cortar la placa fenólica a la medida del circuito impreso y posteriormente lavarla por el lado del cobre con jabón desengrasarte de lavaplatos y una esponja de ollas no abrasiva. Seque muy bien la baquelita con un trapo muy limpio o preferiblemente una servilleta desechable. La placa de cobre deberá estar seca, brillante como el oro y limpia de polvo y grasa, además usted No deberá tocar la superficie de cobre con los dedos o cualquier otra cosa.

 

superponer

 

 

A continuación colocamos la placa sobre una superficie dura, con el lado del cobre mirando hacia arriba. Luego colocamos el papel termo transferible con el diseño del circuito impreso sobre la placa de cobre, de tal manera que el dibujo haga contacto con el cobre. Ahora colocamos una hoja de papel común y corriente, sobre el papel termo transferible.

 

 

 

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