Técnicas de impresión de circuitos

Normalmente trabajo sólo con software. Sin embargo, soy responsable de un curso que tal como terminamos diseñándolo incorpora hardware y en particular el diseño y la confección de un circuito impreso.

Lo que hay abajo es una revisión de las técnicas más comunes para hacer esto, y una técnica propia que desarrollé simplemente combinando los principios de las dos anteriores, ya que ninguna de ellas me funcionaron bien.

Todas las técnicas tienen en común la impresión del PCB en un papel usando una impresora LASER (tiene que ser laser),  la transferencia del toner impreso hacia una plancha de cobre, y finalmente la inmersión del circuito, con el toner ya estampado en la superficie de cobre, en percloruro de hierro para disolver el cobre que no forma parte del circuito.

Lo que varía entre las técnicas es cómo hacer dicha transferencia, el paso crucial de la técnica.

Antes que nada

Es crucial que la superficie de cobre donde se va a transferir el toner  esté perfectamente limpia y lisa antes de comenzar. Para esto hay que pasar una esponja de aluminio hasta que quede bien brillante, y luego limpiar la superficie con un papel higiénico o de cocina con un poco de acetona (puede ser otra cosa tipo vinagre o alcohol).

Transferencia por calor

El toner se derrite con calor. La idea entonces es imprimir el circuito en papel satinado (puede ser papel fotográfico o de revista; se puede imprimir sobre una  hoja de revista cualquiera, Hola! Caras! lo que uno quiera). Luego apoyar la parte impresa contra la superficie de cobre, y aplicar calor presionando fuertemente con una plancha al máximo durante un minuto o algo así. Conviene en este caso poner una tela fina y uniforme humedecida (por ejemplo una remera vieja) para que la presión  y el calor se distribuyan uniformemente sobre el papel. Finalmente se sumerge la placa con el papel aún pegado hasta que el papel de disuelva en el agua o se despegue solo.

Logré algunos resultados con esta técnica, pero me costó bastante y el circuito tuve que retocarlo con marcador negro porque algunos tramos de pista se me despegaron.

Transferencia en frío con acetona y alcohol

Leí luego que hay una forma rápida y sencilla de hacer la transferencia que utiliza acetona en lugar de calor para disolver el toner. Para que no se disuelva tan rápido, se diluye en alcohol etílico común. La receta que leí dice de disolver 3 partes de acetona en 8 de alcohol, y es lo que hice. Con esta técnica, se cubre la superficie de cobre a imprimir con una capita fija y uniforme de la mezcla; yo para esto usé un cuentagotas con el que fui a la vez virtiendo y esparciendo la solución sobre la superficie. No se puede demorar mucho porque la acetona se evapora muy rápido.  Luego de esto se pone, sin apretar, el papel con el lado del toner hacia abajo. No hay que apretar, pero sí presionar suavemente para que todo el papel esté en contacto con la solución y se empape. Ahí se esperan unos 10 segundos y se presiona el papel contra la superficie cuidando de hacerlo sólo hacia abajo (si se mueve lateralmente se borronoea todo). Para repartir bien la carga y secar un poco el papel se le pone por ejemplo unas tres o cuatro capasa de papel higienico o un papel de cocina al apretar. Se puede pasara un palo de amasar o botella lisa para hacer la presión. Luego se deja secar, y apenas se seca todo se sumerge en agua.

En mi experiencia, esta técnica despega espectacularmente bien el toner del papel. Es más, el papel se despega sólo y el toner queda sobre el cobre. Lo que me pasó es que el toner tampoco se adhirió todo lo bien que debería a la placa, y se salía muy fácilmente. No logré un buen resultado con esto.

Técnica combinada

La técnica combinada es muy simple, y consiste en combinar las ventajas de los dos métodos anteriores: la acetona para despegar eficientemente el toner de papel, y el calor para que el toner se adhiera bien al cobre. Los pasos en concreto son:

  1. Imprimir el diseño en una hoja de revista satinada, si es fina mejor
  2. Limpiar muy bien la superficie de cobre a imprimir
  3. Mojar con la solución de 3 partes de acetona y 8 de alcohol la superficie de cobre, lo más uniformemente posible; no debe ser humedecida, sino bien mojoada, una capa de la solución. Hay que hacerlo sin apurarse pero lo más rápido posible.
  4. Apoyar suavemente el papel con el diseño boca abajo sobre la zona mojada; presionar si hay zonas donde el papel no se apoyó bien y/o no se mojó
  5. Prender la plancha al máximo
  6. Esperar unos 10 segundos (como mucho)
  7. Poner papel higiénico o de cocina sobre el papel, y presionar firmemente durante unos cuantos segundos. Yo lo hice unos 15 segundos talvez, no sé si importa mucho.
  8. Ahora apoyar la plancha con fuerza sobre el papel higiénico/de cocina, asegurándose de que toda el área del circuito haya sido cubierta y sometida a la presión. Esperar un minuto o algo así. No menos de un minuto.
  9. Retirar el papel higiénico, que quede la placa con el papel de revista aún pegado sólamente, y sumergir completamente en agua fría.
  10. Esperar un rato, entre 5 y 10 minutos. Al cabo de eso, en mi experiencia, el papel se despega solo y queda el circuito impreso.
  11. Probar si el toner quedó bien adherido y ya de paso lavar lo restos de papel. Para esto frotar suavemetne bajo el agua el circuito.
  12. Dejar secar. Luego de eso ya está listo para ser sumergido en el ácido.

Resultado

About Ignacio Ramirez

My full name is Ignacio Francisco Ramirez Paulino, which I actually don't usually use (too long). Most people call me Nacho, which is the standard nickname for Ignacio (just like Bill is standard for William). I received my Electrical Engineer degree from Universidad de la Republica, the public Uruguayan University, in 2002 (there is no such thing as a Bachelor in Engineering in Uruguay). I received my Masters degree in 2007 from the same University, and my PhD in Scientific Computation from the University of Minnesota in 2012, under the advisory of Prof. Guillermo Sapiro.
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