Este fin de semana, al fin, me he puesto manos a la obra, y me he puesto a probar todo lo que tenía preparado para revelar las PCBs en el taller.
El proceso, asi resumido, es:
- Imprimir la máscara
- Exponer luz ultravioleta sobre la placa fotosensible
- Revelar la placa
- Grabar el coble, donde no está protegido por la capa fotosensible
Qué circuito fabricar
Lo primero, es tener un circuito que vamos a fabricar. Como estos son los primeros circuitos que vamos a revelar, pensé que lo mejor es hacer un circuito de test, con todos los distintos tamaños, anchos de vía, circulitos, pads para los chips, etc. Y mirando en internet, encontré este circuito de test que me pareció genial. Como mi placa es de 100 mm x 160 mm , y quería hacer bastantes pruebas, pues lo ajusté un poco al ancho de 100 mm, con este resultado.
enlace al PDF
En el fichero tenemos varios anches, vías que se cuelan entre pads, círculos, footprints estándards, etc. Lo de ponerle márcas de corte en las esquinas, me ha sido bastante útil luego, para centrar la máscara y la placa, cuando la vamos a exponer a la luz UV.
Imprimir la Máscara
La forma más común de imprimir la máscara, es usar hojas de película transparente. Yo he comprado un pack de 25 hojas A4 de la marca Avery, por unos 17 euros con gastos de envío y todo. El problema es que si lo imprimes con una impresora láser, el toner digamos que no es perfecto, y deja pequeños agujeritos en las zonas negras. La mejor opción es usar una impresora de tinta, pero ya quedan pocas.
Lo que se hace normalmente es imprimir dos veces la máscara, y solaparlas. Haciendo pruebas, me he dado cuenta que las máscaras me salía de peor calidad en la zona inferior de la hoja. Es algo que tampoco me gusta mucho, porque es posible que se muevan, o que queden mal.
Otra opción, que me gustó mucho, es usar papel cebolla. Con una hoja que tenía preparada, imprimí la máscara a ver qué tal quedaba.
Es importante que desactivemos el ahorro de tóner, para tener la máxima densidad de negro, y que la imagen salga lo más opaca posible. Os pongo las opciones que he usado en la canon ml 2160 (40 euros en amazon)
Esta es una foto comparando los 2 tipos de máscara. La imagen superior está impresa en la transparencia, y la inferior es papel cebolla. Se nota más en las líneas finas:
De todos modos, tras hacer este test, y volver a mirar en internet, lo que habría que hacer es imprimir la máscara en el folio normal, posteriormente aplicar aceite de girasol, y dejar secar. Voy a probarlo, a ver qué tal queda (la diferecia de precio es importante, y quizás quede mejor).
Otra opción es usar «ennegrecedor de tóner», que disuelve el polvillo, rellenando los poros. Pero no tengo, ni he encontrado a la venta.
Este es el resultado final. Están 2 máscaras una sobre otra, y fijadas con cinta adhesiva (yo usé la lupa para poder alinear todo de forma sencilla)
Exposición Luz Ultravioleta
Lo primero es cortar la PCB, cosa que no me resultó tan sencillo al principio, ya que pensaba que con unas pinzas sería chupado… pero no. Tuve que usar la rebarbadora para hacer los cortes.
Lo demás es bastante sencillo, si tenéis la insoladora lista. Simplemente ponemos la máscara entre dos cristales, lo fijamos con unos clips, que podéis comprar en una papelería, lo ponemos en la isoladora el tiempo necesario.
Es obio, pero es importante que el cristal esté limpio, que no dejemos suciedades entre la máscara y el cristal, huelas de dedos, etc. Y que la máscara esté bien pegada al cristal.
El vidrio que he usado, es verdoso si l miras por el canto, y eso parece indicar que filtra luz ultravioleta. Supongo que eso afecta al tiempo de exposición.
Asi que nada, ponemos en cristal, cerramos la tapa (esa luz es peligrosa para la vista) y controlamos el tiempo con el móvil.
La primera vez lo tuve 160 secs, pero eso no fue suficiente. Las siguientes pruebas las puse 10 minutos, y mucho mejor. No tengo ni idea de si sobre exponer puede ser malo. Entiendo que los bordes pueden perder máscara si lo tienes demasiado tiempo, y las vías muy muy finas (0.2/0.1 mm) pueden salir mal.
Revelar la placa
Aqui comienza la química. Para el revelado he usado simplemente sosa cáustica (se puede comprar en donde vendan productos de limpieza), con aprox 5 gramos por 0.5l de agua. Hay que remover bien para que la sosa se disuelva en el agua. Usad agua destilada, porque el agua del grifo tiene cal y cosas que se van a pegar a la placa, y la van a ensuciar. Yo lo que hago es guardarme el agua del deshumidificador… pero podéis comprarla en carrefour, en la sección de automóviles.
Cuidado con la sosa!!! Incluso en esta baja concentración, la sosa quema la piel y los ojos. Usad guantes, y no os toquéis los ojos mientras estais con estas cosas. Yo tengo siempre un ventilador de PC aspirando el aire…
Aqui lo del tiempo es importante. Si ponéis la placa poco tiempo, no saldrá la máscara, pero si lo ponéis demasiado, la sosa se comerá toda la máscara, y luego va a salir mal. Haciendo pruebas, en cuando veo que no sale más máscara disuelta, la retiro. Incluso podeis dejarla unos segundos, y luego ir aplicando con un pincel o un cepillo de dientes.
Leyendo por internet, he visto que los reveladores más «profesionales» no se «pasan», y puedes tenerlos más tiempo. Es algo que quiero mirar, porque en alguna prueba, creo que he revelado demasiado la márcara, y luego he perdido todo el cobre.
Para el revelado, he encontrado un par de tuppers en el carrefour por 1€, que son inertes a la química. La sosa, al contacto del agua, desprende calor, y en otras ocasiones, usar un recipiente cutre, pues me ha salido bastante mal.
Este es el resultado final. Como podéis ver, la sosa disuelve la máscara que ha sido expuesta a la luz UV. No os olvidéis de aclarar con agua, después de sacar la placa. No la sequéis porque se podría rayar.
Grabado (etching)
El siguiente paso es que la química se «coma» el cobre que está expuesto, y mantenga el cobre cubierto por la máscara, intacto.
Aqui hay varias soluciones. Yo he optado por mezclar ácido clorhídrico con agua oxigenada concentrada. El ácido clorhídrico se llama «salfumán» o agua fuerte (se vende en carrefour) y el água oxigenada concentrada de 110, la compré en una farmacia. El agua oxigenada quema. Me refiero a que quema mucho, ni se os ocurra tocarla. Usad guantes. La proporción es 50%/50%.
Esta mezcla es muy fuerte. Se come el cobre casi en segundos. Y suelta un gas supertóxico, que os puede dejar inconscientes. Yo lo que hice fue poner un super ventilador, y una máscara (en ferreterias, 10 por 2 euros o algo asi)
Tras varias pruebas, donde la mezcla se comía el cobre demasiado rápido (segundos), y las vías finas acababan desapareciendo antes de acabar, decidí mezclarlo con agua destilada. Todavía no he encontrado la proporcion adecuada, pero creo que es 1 medida ácido clorhídrico, 1 agua oxigenada concentrada, 4 de agua destilada. Con esto, la reacción es bastante más lenta y tranquila, y el resultado final sale mucho mejor. No sé si afecta a la química, lo cierto es que sin agua, la mezcla se vuelve verde cuando se come el cobre, y con el agua, se vuelve azul. No sé si esto está bien o mal, pero a mi me parece que el resultado es mejor.
Hay que limpiar bien todo al terminar, y aclarar bien.
Resultado Final
Bueno, tras cortar los bordes con una guillotina, este es el resultado final. Todavía hay fallos, pero creo que el resultado es óptimo para hacer los circuitos que quiero montar aquí.
Hay cosas que quiero probar, como otra química, un revelador que no se «pase», una química más liguera para comer el cobre, probar a hacer los agujeros antes de revelar la placa, platear el cobre, aplicar una máscara de soldadura, probar con algún barniz, probar qué tal suelda todo, y sobre todo, montar mi primer circuito digital!!
Javier Loureiro 