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Métodos para hacer un circuito impreso PCB

¿Cómo producir una PCB con enmicadora?

¿La calidad de tus tarjetas PCB caseras no es suficiente?
Producir una PCB con enmicadora te ayudará a mejorar la calidad de tus prototipos caseros.

¿Quieres mejorar la calidad de tus PCB caseras? producir una PCB con una enmicadora térmica es la solución.

Un primer secreto que tienes que aprender es a transferir el circuito lo mejor posible desde el papel transfer, acetato o vinil, a la tarjeta virgen y eso lo puedes lograr al utilizar una laminadora térmica.

1 RESUMEN del método para producir una pcb con enmicadora.

A) Para producir una PCB con enmicadora primero se tiene que imprimir el circuito en un papel de transferencia térmica.

Usando este papel solamente necesitamos pegarlo a la tarjeta virgen y  subir la temperatura, ejercer presión entre ambos para que pase la imagen desde la hoja hasta la tarjeta.

impresion de circuito en papel termico para transferencia a pcb
pasando pcb con papel transfer por emicadora

B) Para subir la temperatura, en lugar de la plancha, vamos a utilizar una enmicadora térmica, la cual imagina que son dos rodillos uno pegado al otro por donde tiene que pasar la tarjeta y el papel transfer, entonces, estos rodillos van a presionar la tarjeta con el papel y además van a subir la temperatura de ambas.

Gracias a utilizar esta herramienta, la temperatura y presión es mucho más pareja que usando una plancha.

C) Una vez que ya tienes la tarjeta con el circuito dibujado, hay que sumergirlo en cloruro férrico para corroer el cobre que no está protegido por la pintura.

Corrosion de cloruro ferrico de pcb con plumon
corrosion terminada de la pcb con circuito impreso

D) Cuando se termine de corroer el cobre, es momento de sacar la tarjeta, limpiarla con agua.

limpieza de la pcb despues de la corrosion
perforaciones con taladro en tarjeta PCB

E) Hacer las perforaciones con un taladro.

2 Material

  • Tarjeta PCB virgen de una capa de cobre.

  • Papel acetato.

  • Cloruro férrico.

  • Dos recipientes de plástico donde se sumergirá la tarjeta en el cloruro férrico y en agua limpia.

  • Taladro.

  • Brocas del tamaño que requiere tu diseño.

  • Alcohol isopropílico o alcohol de farmacia.

  • Servilleta.

  • Enmicadora térmica o laminadora térmica.

3 EXPLICACIÓN DE COMO PRODUCIR UNA PCB CON ENMICADORA TÉRMICA

¿Cómo producir una PCB con enmicadora?

3.1 Preparación de archivos gerber

Un vez que tengas el diseño de tu tarjeta terminado, podrás ver tu diseño más o menos como el de la siguiente imagen:

Archivos gerber para el método de plumón de PCB.

En la imagen puedes ver en color morado el contorno de la tarjeta.

En rojo se ven las pistas de cobre y los pads con sus perforaciones.

Por último en color amarillo se ve el rotulado de componentes.

Lo más probable es que con el software que utilices, los colores sean diferentes.

El siguiente paso es generar los archivos Gerber, para eso dependiendo del software que utilices, tienes que mandar a exportar el archivo como archivos de formato gerber.

Normalmente se pueden generar los archivos en menú “archivo–> Exportar” o algo similar.

Es importante exportar los archivos en formato gerber porque con estos archivos podemos imprimir la tarjeta en tamaño real sobre cualquier superficie.

3.2 Impresión de las pistas en el papel transfer.

Muy bien, una vez que ya tenemos listos los archivos gerber, vamos a imprimir nuestro diseño en la hoja de papel transfer.

IMPORTANTE: Tienes que usar IMPRESORA LASER, porque con impresora de inyección de tinta no funcionará.

El papel transfer tiene la capacidad de que la tinta que se imprima sobre el, se podrá transferir del papel a la tarjeta pcb virgen aplicando calor y presión.

impresion de circuito en papel termico para transferencia a pcb

En este paso lo único que se tiene que tomar en cuenta es saber qué capas del circuito son las que necesitamos imprimir. 

Te recomiendo imprimir solamente las siguientes capas de la tarjeta: 

A) Imprime el contorno de la tarjeta.

B) Las pistas de cobre.

C) y las perforaciones de color blanco. 

Podrás ver un archivo como el de la siguiente imagen:

pdf para impresion de gerber para PCB virgen

En la imagen anterior solo se puede ver el contorno de la tarjeta, con las pistas. 

Si vas a imprimir la capa superior de cobre, entonces el diseño debes imprimirlo tal y como lo ves en tu computadora.

Sin embargo, si el diseño que vas a imprimir tiene las pistas en la parte de abajo de la tarjeta, entonces deberás pedir al software que imprima el circuito en espejo.

3.3 Limpiando la tarjeta.

Para que se adhiera mejor la tinta del papel transfer a la tarjeta, es necesario remover el polvo, grasas y óxido de la tarjeta.

Por lo cual se debe limpiar la tarjeta de cobre con una servilleta de papel y alcohol, de preferencia alcohol isopropílico o el que te vendan en la farmacia.

Limpieza de tarjeta PCB virgen con alcohol isopropilico

Tenemos que limpiar la tarjeta porque como estuvo almacenada en la tienda por quien sabe cuántos meses, seguro que está oxidada pero no lo ves. 

Así que tenemos que limpiar la superficie de cobre con una servilleta y alcohol.

3.4 Fijando el papel transfer sobre la tarjeta PCB.

Una vez que la tarjeta de circuito impreso virgen está limpia, ahora debemos de poner el papel transfer con la impresión justo sobre el cobre de la tarjeta.

Te recomendamos que le pongas cinta adhesiva para que no se mueva el papel al momento de pasar por la enmicadora.

colocando papel transfer sobre pcb

3.5 Transferir el dibujo del circuito con calor.

Ahora que ya tenemos fijado el circuito en papel transfer con la tarjeta virgen, tenemos que pasar la tinta del papel transfer a la tarjeta virgen.

Eso se logra subiendo la temperatura y ejerciendo presión entre los dos elementos ( el papel tránsfer y la tarjeta virgen PCB).

Por eso que utilizaremos una enmicadora térmica para subir la temperatura.

Ahora toca revisar las especificaciones del fabricante del papel transfer ya que cada fabricante recomienda utilizar su papel a cierta temperatura.

En el caso del papel transfer que estamos utilizando, el fabricante recomienda subir la temperatura entre 150 y 180 grados centígrados¨.

Así que si la enmicadora que tenemos puede regular su temperatura, entonces hay que configurar a la temperatura que recomienda el fabricante.

 

Eligiendo temperatura de emicadora para transferir circuito a pcb

Después hay que prender la enmicadora y esperar a que nos indique que ya se alcanzó la temperatura a la que la programamos.

Una vez que llegamos a la temperatura deseada, ahora sí, vamos a introducir la tarjeta entre los rodillos de la enmicadora.

 

La enmicadora va a ir jalando la tarjeta poco a poco y finalmente la tarjeta saldrá por el otro lado de la enmicadora.

 

calentamiento de pcb con rodillos de emicadora
salida de pcb de la emicadora

A partir de este momento, tenemos que empezar a hacer nuestras propias pruebas ya que este proceso lo tenemos que repetir varias veces ya que cada enmicadora y cada papel transfer funcionan diferente.

Así que dependiendo del material que estés utilizando, el circuito se transferirá mejor al pasarlo una sola vez por la enmicadora y a veces va a requerir que lo pases 5 o más veces.

Todo depende de tu equipo y material que utilices.

Para producir una PCB con enmicadora te recomiendo que primero hagas unas pruebas pasando unas 5 veces el circuito por la enmicadora y luego revises como quedó el circuito.

Si consideras que el circuito no se transfirió, entonces te recomiendo que repitas este paso varias veces más.

Pero por el contrario, si ves que el papel o la tarjeta se están quemando, entonces te recomiendo que lo pases menos veces.

3.6 Despegando el papel.

Y una vez que hemos pasado el circuito por la enmicadora, procederemos a quitar el papel y aquí es donde va a variar mucho el resultado.

Lo primero que te recomiendo es que esperes a que el papel y la tarjeta se enfríen y después los separes de manera suave y lenta.

retirando papel transfer pcb enmicadora

Si lo anterior no funciona, también puedes probar separar el papel mientras la tarjeta está tibia y vas a ver resultados diferentes.

El resultado puede variar dependiendo depende del tipo de tinta que utiliza tu impresora, el tipo de papel transfer, la presión y temperatura que se utilizó en la enmicadora.

Lo importante es que hagas pruebas rápido y si el resultado no te gusta, puedes limpiar la tinta con alcohol o con un solvente más fuerte.

Lo importante es probar a bajo costo y fallar rápido para intentarlo nuevamente y mejorar el proceso en la siguiente prueba.

calentamiento de pcb con rodillos de emicadora

3.7 Retoque de pistas.

Ahora que ya podemos ver los primeros resultados para fabricar una PCB con enmicadora, tenemos que empezar a revisar si el dibujo pasó bien a la tarjeta.

tinta transferida con proceso de planchado en tarjeta virgen

En el caso de que el dibujo no haya pasado 100% bien o vemos que tiene una pista cortada, entonces tenemos que dibujar la pista con plumón indeleble, de esta forma estaríamos corrigiendo los errores hasta el momento.

retoque de circuito impreso con plumon metodo papel transfer

Recomiendo poner mucha atención en esta etapa del proceso porque aquí podemos reparar futuros problemas en la tarjeta.

En este paso cualquier error lo podemos corregir MUY FÁCIL con el plumón. 

Si esperamos a resolver el mismo problema una vez que el circuito ya está en cobre, entonces para reparar el mismo error, nos llevará unos 5 o 10 minutos.

tarjeta pcb con circuito impreso con retoque de tinta indeleble

Una vez que tengamos listo el dibujo en la tarjeta, continuaremos con la corrosión de cobre.

3.8 Corroer el cobre.

tarjeta pcb casera corrosion

ADVERTENCIA:

El uso del cloruro férrico debe hacerse con precaución, no es un ácido que te queme la piel, pero sí manchará tu ropa o cualquier superficie de forma permanente.

Una vez que ya tienes la tarjeta con el circuito dibujado, hay que eliminar el cobre que no queremos, para eso vamos a utilizar el cloruro férrico.

El cloruro férrico reacciona con el cobre, de tal manera que lo va quitando de la tarjeta y solamente se queda el cobre que fue protegido por la pintura.

Para hacer esta reacción tenemos que sumergir completamente la tarjeta en cloruro férrico para corroer el cobre que no está protegido por la pintura.

cloruro ferrico para corrosion de pcb
vertido de cloruro ferrico para el grabado de tarjeta pcb
avance del proceso de corrosion en PCB

Si queremos acelerar el proceso, se puede empezar a mover lentamente de un lado al otro el recipiente que contiene el cloruro férrico y cada 2 o 3 minutos te recomendamos que revises como va el avance de la corrosión del cobre.

desprendimiento de cobre de tarjeta pcb para metodo de plumon

Notarás que se desprenderá todo el cobre que no fue protegido por la pintura del plumón indeleble.

corrosion terminada de la pcb con circuito impreso

Una vez que ya se desprendió todo el cobre, procedemos a enjuagar con agua la tarjeta.

limpieza de la pcb despues de la corrosion

Recuerda que la enjuagada no debe hacerse en el área que esté destinada a alimentos ya que el cloruro férrico no debe ser ingerido bajo ninguna circunstancia.

Muy bien, ahora tenemos la tarjeta solamente con el cobre de nuestro diseño pero tenemos que quitar la pintura del plumón permanente.

Par eliminar la tinta de la tarjeta podemos usar una servilleta y alcohol, solamente hay que tallar.

En el caso de que no se pueda quitar la tinta con el alcohol, entonces también se puede utilizar un solvente casero más fuerte como la acetona o el quita esmalte de uñas.

retirando tinta de tarjeta PCB
Tarjeta PCB con circuito impreso terminado metodo plumon.

3.9 Hacer las perforaciones.

Para hacer las perforaciones tenemos que utilizar un taladro y brocas del tamaño de las perforaciones que tiene tu diseño.

Brocas para perforaciones de PCB
taladro para hacer perforaciones en circuitos impresos
perforaciones con taladro en tarjeta PCB

Ya tenemos lista la tarjeta con nuestro diseño de una capa de cobre.

circuito impreso con papel transfer

Hasta aquí llegamos con el método de producir una PCB con enmicadora.

4.- PROS Y CONTRAS de producir una pcb con enmicadora.

Pros y contras PCB fabricar casera

Ahora que ya sabes como producir una PCB con enmicadora, lo que sigue es comparar las ventajas y desventajas del método.

Como viste este método es muy fácil de hacer pero la enmicadora ya es una herramienta que no es tan económica y dependiendo de qué tan frecuentemente vas a hacer circuitos.

Es posible que sí te convenga tener una o mejor te convenga pedir a un fabricante que te haga las tarjetas por un precio menor al de la enmicadora.

DESVENTAJAS

La enmicadora que se utilizó en este caso tiene un precio de unos 100 a 150 USD y solo sirve para calentar las tarjetas.

Aparte hay que comprar el cloruro férrico, el papel transfer, la tarjeta virgen y demás material.

Comparado con un fabricante que te entrega 5 o 10 tarjetas con terminado industrial por unos 20 USD, este método ya es un poco caro.

Otra desventaja de este método es que no se pueden hacer diseños complejos ya que no es un método que sirva muy bien para hacer pistas muy delgadas y tampoco es un método que sirva bien para tarjetas de dos capas de cobre.

Una ventaja de este método es que te permite mejorar la transferencia del  papel a la tarjeta virgen con mejor calidad que con la plancha.

VENTAJAS

También por ser un método casero, puedes tener las tarjetas de prototipos en horas o en un par de días, en lugar de esperar dos semanas a un fabricante industrial.

Este método lo recomendamos cuando vas a hacer diseños de circuitos sencillos y medio complicados de una sola capa de cobre y también lo recomendamos solo si vas a hacer varios diseños frecuentemente por varios años.

5.- ¿HAY MEJORES MÉTODOS que producir una pcb con enmicadora?

Compara metodos fabricacion pcb

Como el buen desarrollador de tecnología en el que te estás convertirtiendo, ahora que ya sabes como producir una crear una PCB casera con acetato, te tienes que preguntar:

¿existen otros métodos mejores?

Te recomiendo ver la página con TODOS LOS MÉTODOS de como hacer una tarjeta de circuito impreso para que evalúes y decidas qué método es el que más te conviene.

También te recomiendo ver la página donde evaluamos todos los métodos con el objetivo de que no pierdas tiempo en aprender a hacer las tarjetas y dediques tu tiempo en hacer un mejor diseño.

Hacer las tarjetas con terminado profesional uno mismo puede llevarte varios años de aprendizaje y requiere de decenas de miles de dólares para comprar maquinaria costosa.

Te queremos enfocar en que aprendas a hacer solamente los prototipos de manera rápida y luego te enseñaremos a decidir el mejor momento para pedir tus tarjetas a una fábrica y que te salga económico y también puedas generar más ingresos con tus productos.

Sobre el autor.

Me gustaría ayudar a que más personas y empresas desarrollen productos con tecnología propia en Latinoamérica.

Me gusta apoyar a los estudiantes y  a los proyectos independientes  porque son quienes regularmente se atreven a buscar nuevas soluciones.

Si tienes alguna duda, ponte en contacto conmigo, la única pregunta mala es la que nos quedamos sin preguntar.

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