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Técnicas de fabricación de Circuitos Impresos


Introducción:
Este documento que te ofrecemos, trata de explicar cuales son, para que sirven, y como se desarrollan las diferentes técnicas de fabricación de placas a fin de dar a conocer este trabajo y ayudarles a mejorar la calidad del diseño de los circuitos impresos .

Lo primero que se debe saber es que hay multitud de formas de fabricar circuitos impresos, y que la más común, la insolación, no es más que una forma más, aunque ésta sea la mas popular, no deja de ser otra de las diferentes opciones que se ofrecen en el mercado a la hora de fabricar circuitos.

Entonces, ¿cuáles son las diferentes opciones que se ofrecen a la hora de diseñar circuitos?. A continuación les damos una lista de las técnicas más conocidas y utilizadas para este fin:

Dibujando directamente en la placa.
Transferencia. (dibujamos o imprimimos en un papel especial y lo transferimos a la placa)
Insolación. (placas fotosensibles que revelamos como si de fotos se tratase)
Técnicas industriales.
Pero antes de pasar a explicar cuales son los métodos de fabricación explicaremos cuales son los pasos a seguir para llegar a este punto:

Pasos previos a la fabricación de nuestro circuito:
Antes de empezar a hacer nada es conveniente seguir los siguientes pasos:

Seleccionar el circuito que vamos a hacer.
Conseguir el esquema eléctrico.
Simular el circuito en un programa (en caso de que sepamos lo que debe hacer)
Montar un prototipo en una placa protoboard.
Si el prototipo funciona podemos empezar a diseñar el circuito para hacer la placa.

1º Seleccionar el circuito que vamos a hacer: Bueno, este paso es esencial, debemos saber lo que queremos,¿o si no que?. Este punto es trivial pero bueno...

2º Conseguir el esquema eléctrico: Si el circuito no es nuestro deberemos conocer el esquema eléctrico a fin de poder identificar donde podemos cometer errores a la hora de montarlo.

3º Simular el circuito en un programa (en caso de que sepamos lo que debe hacer): No es estrictamente necesario pero si sabemos lo que debe hacer nuestro circuito es aconsejable simularlo, antes de nada, para saber si funciona o no.

4º Montar un prototipo en una placa protoboard: Otro de los pasos no fundamentales, aunque si aconsejables, es hacer un prototipo en una placa protoboard, que no es ni mas ni menos que una placa con unas conexiones estándar que nos sirve para montar el circuito rápidamente, sin necesidad de soldaduras y comprobar que funciona.

5º Diseñar el circuito para hacer la placa: Bien, por fin hemos llegado a este punto, a partir de aquí se desarrolla este artículo, este es el punto clave, lo primero es hacer el trazado de todas las pistas y comprobar, según el esquema eléctrico, que todas están en su sitio y que ninguna une lo que no debe, o este tocándose con otra.

Y una vez que tenemos todo bien claro, y como van las pistas, y que todo esta en su sitio, vamos a elegir el método que usaremos para hacer el circuito en una placa.

Nota: más tarde comentaremos cuales son los criterios para elegir una técnica u otra.

Dibujando en la placa
Cuando lo que queremos es un diseño rápido, barato, sin muchos miramientos y la sencillez del circuito nos lo permita, la mejor técnica es esta. Lo único que necesitamos es un rotulador indeleble, una placa de cobre y una regla.

Una vez que tenemos diseñado el circuito en papel, lo único que tenemos que hacer es redibujar el circuito en la placa con ayuda de la regla y el rotulador indeleble, esto protege el cobre de la corrosión posterior.
Tras dibujar el circuito lo metemos en ácido y lo retiramos cuando el cobre sobrante haya desaparecido.

Transferencia
Existe en el mercado un tipo de papel especial para esta técnica cuya principal propiedad es la de poder ser imprimido o dibujado y, tras este paso, mediante calor y presión, transferido a una placa de cobre para posteriormente ser atacado con ácido. Esta técnica es conocida como transferencia, sin embargo te proponemos otro tipo de transferencia a medias con el fotolito que te resultará mas barata.

Necesitamos una hoja de papel satinado (brillante), es una hoja de papel más graso de lo normal, una impresora láser y el diseño del circuito en el ordenador.
Una vez que hemos imprimido el diseño en ese papel pasamos una lana de acero (virulana) , por la superficie de la placa donde queremos transferir el dibujo hasta que el cobre queda bien rayado, luego colocamos la hoja de tal forma que la tinta del papel quede en contacto con la superficie de cobre de la placa, colocamos un paño encima y le aplicamos calor con una plancha hasta que el toner del papel pase a la placa, en eso ayuda que la superficie este lijada y limpia y el calor, así que ya saben, calor y limpieza.
Tras calentar durante unos tres o cuatro minutos nos vamos al baño y ponemos la placa y el papel bajo el agua para que el papel se deshaga y quede solo la tinta sobre la placa, y ¡¡¡listo!!!, tenemos el diseño transferido a la placa, lo único que nos queda es atacar el cobre sobrante con ácido.

La Insolación
La insolación, en nuestra opinión, es la técnica más limpia y eficaz existente para el diseño no profesional de circuitos. Esta técnica consiste en generar por ordenador un fotolito, que no es más que una transparencia de nuestro diseño, y utilizar una insoladora para transferirlo a una placa fotosensible. ¿Cómo? pues verás:
Lo primero de todo es tener una transparencia con nuestro circuito, poseer una insoladora y placas fotosensibles.

¿Qué es una insoladora? pues no es ni mas ni menos que una caja cuya parte superior suele tener un cristal donde colocaremos la transparencia, y encima de la transparencia colocaremos la placa fotosensible donde aparecerá el diseño que deseamos.

¿Qué es una placa fotosensible? No es más que una placa de cobre normal y corriente recubierta de una resina que es sensible a la luz y que reacciona cuando es expuesta a ella.

Existen dos tipos de resinas, y en función de estas, dos tipos de placas. Cuando la placa es positiva significa que la luz que llegue a "insolar" la resina fotosensible provocará una reacción en esta, de tal forma que esa resina velada desaparecerá en el proceso de revelado de la placa. Cuando la placa es negativa ocurre lo contrario, la resina velada permanecerá tras el revelado y la que no ha tenido contacto con la luz desaparecerá.
Esta diferencia entre placas positivas y negativas es fundamental, ya que de ello dependerá el uso de un fotolito u otro o al revés, la elección de una placa u otra en función del fotolito.

Cuando, en una transparencia, la tinta cubre las pistas que forman el diseño utilizaremos una placa positiva, en caso contrario, usaremos una placa negativa.

¿cómo funciona la insoladora? bien, una vez que tienes claro que la resina reacciona con la luz, necesitamos una fuente de luz que haga reaccionar la resina de una forma rápida y uniforme, y es aquí donde entra nuestra insoladora.
Esa caja que hemos dicho antes, posee unos fluorescentes de luz negra o actínicos dentro (luego explicaremos por que) que hacen que la resina reaccione con la luz rápidamente, de tal forma, que si situamos un obstáculo entre la resina y la luz negra, en este caso la tinta de la transparencia, la resina cubierta por esta no reaccionará y es por ello que habrá zonas veladas y zonas no veladas y eso quedará patente cuando revelemos la placa. Una vez que la luz negra ha desempeñado su misión llevaremos la placa a un lugar oscuro y la revelaremos con ayuda del líquido revelador.
Este líquido desempeña la función de hacer desaparecer la resina sobrante, apareciendo el dibujo de nuestro circuito en la placa.
Tras este paso podemos atacar la placa con ácido como normalmente lo hacíamos.

¿Por qué luz negra o actínica, es que la normal de fluorescente no sirve? La respuesta es sencilla, la resina es cierto que es sensible a la luz, sin embargo, se vela con más facilidad cuanto más componente ultra violeta posee la fuente de luz, es decir, cuanto mas U.V.A (Ultra Violeta tipo A) es la fuente de luz, y los tubos de luz negra tienen una componente UVA bastante más elevada que la luz natural o luz de fluorescentes, ¿esto quiere decir que la luz natural también vale? si, en principio cualquier luz, menos la roja, vale para velar este tipo de placas fotosensibles, sin embargo mientras que con los tubos fluorescentes actínicos tardamos unos 5 minutos en velar la resina, con los tubos normales podemos tardar 15 minutos.

Así que ya sabes, todo depende de tu paciencia y la calidad que busques, los tubos actínicos dan muy buenos resultados, pero son caros.

En resumen, necesitamos una transparencia con el circuito que colocaremos encima del cristal de la insoladora, y encima de esta transparencia, tras retirar la lámina protectora, colocaremos la placa fotosensible, encendemos la insoladora y esperamos a que se vele la placa. Una vez velada la placa se revela y, al revelar, desaparece la resina sobrante y aparece el circuito dibujado en la placa quedando el cobre sobrante expuesto. Tras esto, atacamos la placa con ácido como en todos los procesos anteriores.

Técnicas Industriales
Son muchas y variadas las técnicas industriales existentes y muchas de ellas se basan en las técnicas anteriormente citadas, sin embargo y por tratarse de procesos industriales, están mucho más perfeccionadas y pueden obtenerse placas industriales de siete u ocho capas con los métodos actuales.

Hasta la fecha se han puesto en práctica técnicas como, por ejemplo, el bombardeo de placas con átomos de cobre consiguiéndose resultados espectaculares, o la insolación por láser, sin embargo y dado que no es la temática de esta página no nos detendremos en su funcionamiento, sin embargo puedes encontrar información de estas técnicas en multitud de páginas de Internet.

Conclusiones
Bueno, después de todo esto te preguntarás cual es la técnica mejor, y por que. Pues bien, decidir qué método vamos a usar y como llegar hasta esta conclusión es una tarea sencilla si sigues estos tres criterios.

1º Complejidad del circuito: Antes de nada, debemos saber que queremos hacer y si es muy complejo o no el hacerlo, es decir, si nuestro diseño tiene muchos o pocos componentes, la facilidad para soldar estos, así como la complejidad de los mismos. En este caso, si el circuito es muy sencillo podemos escoger la primera técnica, que es dibujar el circuito directamente sobre la placa, igualmente, si es muy complejo o requiere que nuestro pulso sea perfecto es mejor diseñarlo por ordenador imprimirlo y usar la técnica de insolación

2º Cantidad de circuitos: Supongamos que por cualquier circunstancia haces un circuito y quieres hacer un montón de ellos iguales, en este caso dibujarlos todos uno a uno puede ser tedioso y es mejor escoger una técnica superior como puede ser la transferencia, sin embargo, esto requiere que una y otra vez imprimamos y malgastemos un papel que, en ocasiones, es muy caro, por lo tanto lo mejor es hacer una transparencia del circuito y usar la insolación para, utilizando un mismo fotolito, hagamos cientos de circuitos.

3º Economía: Esta es fácil, la más cara es la técnica industrial y la más barata es dibujar en la placa (siempre que sean pocas cantidades ¡Claro!).

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