PEDRO
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REINA ROJAS
Supongo que si has llegado aquí realizando una búsqueda, no hace falta que te expliquen que es una placa PCB.
Pero por si acaso te lo aclaro por encima.
Recuerdas cuando de niño tenías curiosidad por saber que había ahí dentro? (hablamos de productos electrónicos, claro)
Y algún día lo desmontabas o se te caía, ¿y que había dentro de eso?
Pues una placa verde, con muchos componentes y muchas soldaduras.
Pues explicado queda, la placa PCB es es placa plana donde se sueldan y se intercomunican electricamente todos los componentes de ese producto Electrónico
Porque lo cierto es que no es muy rentable ni en tiempo ni en dinero invertido, salvo que te guste mucho el tema y quieras aprender por placer.
O quizás tengas en mente varios prototipos para poder fabricar en tu propia casa, y decidir el modelo definitivo sea difícil, y eres como yo, de los de ensallo y error.
La solución definitiva para ahorrar tiempo y dinero, sobre todo si lo que te traes entre manos es fabricar varias placas iguales, es encargarlo a los reyes del mambo (los chinos).
Hay infinidad de empresas extranjeras, sobre todos páginas webs chinas, donde tu envías el diseño, y ellos te lo fabrican y te lo envían a casa.
Pero la clara ventaja de poder fabricar caseramente tus placas PCB, es muy obvio, no necesitas esperar a que te lo fabriquen.
Y sobre todo si se trata de un diseño no probado, quizás no te puedas permitirte esperar 40 días a que las placas PCB lleguen a tu casa, para que luego veas que has tenido errores de diseño, y necesites hacer cambios.
Así que está claro que el mayor beneficio de fabricarte tus propias placas PCB de forma casera, es la disposición inmediata de las mismas.
Así que si tu situación es claramente la de "yo me lo guiso, yo me lo como", hay muchas cosas que te puedo explicar respecto a este mundillo de fabricación caser de placas PCB.
Hay infinidad de formas de fabricar placas PCB caseras, desde el siempre clásico método de comprar placas PCB fotosensibles y provocar la reacción química con luz ultravioleta y fotolitos, que dará como producto final un dibujo bien definido sobre la placa de cobre.
Pero no voy a hacer el típico historico de métodos ya conocidos en la historia, si no que os voy a hablar de los métodos chulis y modernos, porque para eso ha avanzado la tecnología, para abrirnos camino a nuevos métodos, y no estar recordando los viejos.
Tened en cuenta que en la mayoría de los casos en nuestra fabricación casera de placas PCB necesita sí o sí una limpieza previa la placa, en todas las caras de cobre que vayamos a usar.
Esta limpieza se refiere a limpiar y desegrasar, ya sabéis, usando disolvente o acetona (o alcohól isopropílico).
Puesto que en la mayoría de casos vamos a usar el atacado químico, si no hacemos muy concienzudamente esta limpieza, el atacado podría fracasar.
¿Se puede fabricar una placa Pcb casera con un cortador de vinilo?
Posí.
Pues al fin y al cabo es como una impresora mecánica, como un plotter, donde tu vas a unirle un boligrafo rotulador o cuchilla.
Hay varias formas de fabricar placas Pcb con un cortador de vinilo.
Usando la cuchilla que ya trae el cortador de vinilo.
Sencillamente pintas la placa PCB con pintura de spray, para protegerla de la corrosión del percloruro férrico.
Y la cuchilla simplemente raya y destapa la pintura.
El rallado no es algo que nos convenga, pero nos da igual, tampoco van a ser cortes muy profundos.
Lo malo de este método, es que los cortes son tan finos que el percloruro va a tardar en eliminar ese cobre destapado.
Yo no lo veo nada recomandable, si no es por jugar o probar.
Y quedará tal que así.
Otro método sería pegar en la placa una pegatina grande, o vinilo, de tal forma que tape toda la placa Pcb.
Entonces la cuchilla nos cortará esta carátula de vinilo.
Terminado este proceso tendremos que retirar de forma manual tira por tira, de aquellas tiras que serán las que nos conviene tener el cobre al descubierto.
Es entretenido, y hay que hacerlo con bastante cuidado porque a veces el vinilo se mueve o se despega.
Incluso a veces algunos tramos no son cortados por completo y al tirar de un tramo te llevas otro que no querías despegar.
Tampoco este método es muy recomendable, aunque si es muy curioso y divertido.
Imprimimos el diseño de nuestra placa PCB en una hoja normal, el dibujo siempre "espejado", porque esto va a ser como una calcomanía.
Se coloca el folio con el dibujo imprimido con el tóner de nuestra impresora, sobre una placa PCB virgen ya limpiada, y se pasa varias veces la plancha.
Dejamos enfriar la placa y la sumergimos en agua, y empezamos a frotar ligeramente el papel con nuestos dedos, y el papel se irá desprendiendo en virutas. Hay que ser cuidadosos, y lo delicado es llegar al punto en que el papel que se desprende es el que debe, y no lo haga el que debe quedarse. Y ahí.... a veces se nos va el dedo y nos da una parada cardio respiratoria y tenemos que volver a empezar.
No hay más, es así la película.
No hay una técnica específica ni hay datos técnicos de como deben ser los tiempos y las temperaturas para la fabricación casera de placas PC usando el toner y la plancha, aunque algunos usuarios sí dan consejos sobre ello.
Incide aquí la calidad del papel y del tóner.
Así que no es una práctica ideal ni aconsejable a largo plazo.
Si te funciona hoy, ¡bingo! Podría dejar de funcionar en tu próximo cambio de toner.
Huelga mencionar el alto desgaste de la impresora, y el alto gasto de toner, sobre todo si tus diseños incluyen máscara de fondo para conservar el cobre.
La curva de aprendizaje es bastante alta, y el desgaste de la placa PCB también, pues el cobre se va resintiendo por cada intento y por cada planchado.
La calidad es bastante aceptable, pero siempre está sujeto a la calidad del toner y el papel.
Normalmente nos va a quedar más o menos pelillos de la celulosa del papel, así que no esperes un detalle de pistas al puro estilo del antiguo foto-revelado.
Así que como esto no es una ciencia exacta, según el día y las ganas, unas te quedarán genial y otras te quedarán fatal fatal fatal.
Eso sí, cuando queda bien, da el pego que parece la placa sacada de una insoladora.
No entro a valorar si es aconsejable o no este método, todo depende de como se te de.
Pero si te diría que si el tema se te resiste mucho, pases a otra historia porque probablemente tu impresora no sea apta para fabricar tus PCB con este método con el toner de la impresora láser.
Esta fue una pequeña revolución en los tiempos que usábamos el tóner y la plancha para fabricar nuestras placas pcb de forma casera en casa.
Recuerdo que lo vi hace años en un youtube Americano, no encontré más información que la que aportaba él en forma de experimento, y decidí probarlo.
Lo mejoré un poco con muchos tests y usando lejía.
Funcionó tan tan bien, que esto se expandió por internet como la polvora.
El método es muy muy sencillo.
Lo puedes ver en datelle aquí: Como fabricar un Pcb casero con el método del tóner y la acetona
Imprimimos el diseño tal como ya quedó explicado en el método de la impresora y la plancha.
Y en lugar de usar una plancha, lo que hacemos es humedecerlo con un dedo mojado en acetona, varias veces.
Más o menos podremos intuir que el toner se ha pegado a la placa, por las tonalidades del propio papel.
Con el papel en el PCB ya seco, introducimos la placa en agua caliente. (mi toque especial es añadir lejía, parece que ayuda bastante bien a disolver el papel)
Depende de la calidad y textura del papel, tendremos que ir deshaciendolo en virutas, o quizás salga entero de una pieza.
La acetona no puede ser pura como me han estado preguntando muchas personas en mi video de youtube.
Aquí en mi país llamamos 'acetona' al producto que usan las mujeres para limpiarse el esmalte de uñas.
Aquí podemos equilibrar la fuerza del producto, diluyendo agua o no.
Yo uso como tal, el producto "quita esmalte" del comercio Mercadona. (Es el que podeis ver en la foto de este título)
También lo tengo subido en youtube:
Este método no sólo es impresionante, diría que es lo más puntero en cuanto a precisión y aspecto.
Pero te aviso que esto es meterse en una movida muy parda.
Es muy muy complicado y tiene muchas trabas.
Te cuento en que consiste.
Se encarga una pantalla serigráfica (la puedes fabricar tu en casa, pero proyectar la imagen en ella es una auténtica locura)
Esta pantalla es un marco, de madera o aluminio, y en el interior del marco hay una tela sintética con un tacto como a latex.
Esta pantalla es una gran trama de hilos cruzados, creando como pixeles. Y hay pantallas de distintas resoluciones.
En esa pantalla el fabricante ya ha proyectado una imagen en ella, y eso hace que cada uno de los agujeros de esa pantalla estén tapados o destapados.
Puedes verlo como el tejido de un jersey estirado.
¿Cual es el problema?
Es un material caro que te ha de preparar una tienda especializada.
La pantalla serigráfica te llegará con una imagen grabada en la pantalla, cada vez que hagas pasar pintura por ella tienes que limpiarla de seguida y muy rápidamente.
Todo lo que se te seque en la pantalla quedará ahí perpetuo, que es como decir que va muriendo partes de la pantalla. Imagínate la gracia.
Es un método muy muy sucio que fácilmente te sacará de quicio.
Necesitas mucho espacio para el mantenimiento y limpieza de la pantalla o pantallas serigráficas.
Cada diseño de tu placa necesita una pantalla serigráfica independiente.
Por ejemplo, si quieres 2 placas a 2 caras, necesitarás 4 pantallas serigráficas.
Pero si además quieres por un lado hacer las pistas y por otro las letras y dibujitos, necesitarás 8 pantallas serigráficas.
Si quieres la capa de solder mask, vuelve a multiplicar todo por 2.
Yo lo probé, el resultado es impresionante, pero el esfuerzo es realmente extremo.
En inglés lo encontraremos como "pcb milling"
Consiste en enviarle un fichero a la máquina cnc, y esta trabaja de forma tridimensional con una broca en forma de cuchilla, con el que hace los cortes para dibujar las pistas y separarlas o aislarlas del resto de la placa.
Aquí os pongo un ejemplo realizado por mi, que obviamente muy bien no me salió.
Mejora bastante con la práctica.
Pero... ojito, no todo lo que reluce es oro.
Podemos ver un sinfín de youtubers donde hacen sus placas, perfectas, y en menos tiempo que hacerte tu el nudo de tu corbata.
Hay cosas ha tener en cuenta.
Las placas pcb de cobre no son perfectas, tienen curvaturas y desniveles impercetibles para el ojo, pero que bajo la broca hace que su superficie sea como una montaña rusa.
Así que las primeras veces las placas Pcb te saldrán la hostia de raras, con pistas que se verán muy definidas por unas zonas, imperceptibles en otra, y extremadamente surcadas en otras.
Entonces a partir de aquí conocerás algo que se llama mapa de alturas, o "height map". Una virgería que en la practica mejora algo este problema, pero no es perfecto.
Otra cosa a tener en cuenta, es que este modo de trabajo es tridimensional, aunque no lo parezca.
El taladro y su broca estarán "volando" y viajando sobre un eje vertical y horizontal, en ambos a la vez, y en un 3er eje que es conozido como "eje Z".
El eje Z es la altura del taladro. El eje Z sube y baja para dibujar una pista, o para viajar hasta el inicio de otra.
Pero además lo hace de forma sensible y variable según los datos del mapa de alturas.
Esto es algo así como cuando vas en coche y la carretera está bacheada.
Si el coche fuese totalmente recto en el plano horizontal, tendría un grave accidente contra la propia carretera.
A este eje Z le puede pasar lo mismo, y a veces pasa, rompiendo la broca contra la placa.
Un gran inconveniente que tiene este método, es que es un proceso sin marcha atrás.
Así que si tienes la mala suerte de sufrir un corte eléctrico en medio de un trabajo con la Cnc, ups! ¿vuelta a empezar? No lo creo... Este es el tema....
Si mientras estás fabricando tu CNC tan alegremente, alabando y adorando a tu máquina, y esta se bloquea, ups nº2
Y en esto hay que tener mucho cuidado con las máquinas baratas chinas, yo tengo un modelo de controladora que se bloquea incluso con los ruidos electricos del ambiente, incluso a veces apagando una luz se bloquea.
Otro mal implicito de este sistema y que pocos te dirán, es que un sistema que desgasta muchísimo las herramientas.
¿Que pasa cuando estás haciendo una placa con pistas de 0,2mm y de repente a la cuchilla se la rompe parte de la punta o sufre un repentino gran desgaste? que sucede con bastante facilidad, pues que la pista de 0,2mm deja de aparecer.
Se ha de tener también en cuenta las propiedad de la propia máquina y todas sus herramientas, las velocidades de los ejes, de la rotación del taladro, un cálculo muy distante de las tolerancias de las mismas, acaba arruinando tu trabajo y rompiendo brocas.
El acabado y aspecto de una placa pcb hecho con el método del "pcb milling", no puede ser comparable con el que se consigue con el atacado químico, porque estamos realizando surcos profundos donde se está eliminando gran parte de la baquelita, muchas veces en exceso, y es muy difícil hacerlo levemente y de forma proporcional.
Esto hace también complicado el practicar otros métodos de serigrafía casera, como el rotulado por plotter o el "silk" por transferencia de toner. Por lo mismo, hay tramos con mucho desnivel entre las pistas y la placa sin ellas.
El tiempo de fabricado es bastante lento si dispones de las típicas máquinas chinas de 200€ o menos.
En el tiempo de todo el proceso hay varios procesos y varios cuidados, la sujección, la alineación, el mapa de alturas.
Hay que mencionar que la sujección de la placa tiene que ser fuerte y uniforme, si no quieres que el taladro se la lleve de paseo.
En la alineación, alguno puede decir "es que si lo haces con máscara y láser no tienes que alinear bien la placa?", hombre, si la pinto y sale mal, pues la borro y la puedo volver a pintar.
A medida que vas rompiendo cosas y te irás más o menos frustrando por el proceso natural de aprendizaje de este, irás aprendiendo y rompiendo cada vez menos cosas y desgastando bastante menos, pero el desgaste y roturas es algo inevitable con este método.
¿Es un mal método?
No, pero es un método donde hay una curva de aprendizaje importante, que requiere bastante paciencia, y que requiere de muchos cuidados.
Con el mal añadido de que es sucio, ruidoso, y tiene un coste lineal por el desgaste porque en este método todo son fuerzas y fricciones.
Es un método muy interesante con muchos pros, y pocos contras.
Consiste en pintar la cara de la placa con pintura negra mate, y con el laser dibujamos las lineas que separan las pistas con el entorno, lo mismo exactamente que haríamos con el método "pcb milling", pero esto es láser señores.
Ventajas con el método del láser
No voy a hablar bondades de éste método porque sea el método que me gusta, si no que voy a usar éste método porque resulta ser él método que más me ha gustado, por resultados, simplicidad, y una curva de aprendizaje bastante baja.
Y puntualizo las ventajas principales de diseñar una placa Pcb con el puntero láser de nuestra CNC.
- Simplicidad extrema.
- Extremadamente silencioso. Los únicos sonidos van a ser los coolers y los ejes, con lo que se puede trabajar con ello a altas horas de la noche.
- No produce suciedad ambiental ni ensucia nuestros ejes. Porque el láser realmente no decala ni debana. Solo va a emitir olores por la evaporación del material (normalmente pintura)
- No nos importa la calidad de la placa y su uniformidad, o el nivelado o estabilidad de la cama, porque el láser trabaja y se desplaza “en volandas”
- No necesitamos mapa de alturas, por el punto anterior comentado en el método del "pcb milling"
- No hay accidentes. El láser no va a chocar con nada, porque el láser trabaja y se desplaza “volando”
- Nunca vamos a perder pasos, porque el láser no fricciona con el material, ni hay nada que lo frene o dificulte su paso.
- El trabajo SI es reversible.
Si el láser produce algo incorrecto, o cualquier situación nos hace perder el homing, podemos retirar la pintura, y volver a empezar. (Porque estamos trazando un dibujo sobre la pintura)
- El laser no se va a desgastar ni romper produciendo un efecto distinto sobre el proceso (comentabamos sobre la cuchilla del cnc que la punta si sufre un desgaste)
- Resulta bastante económico, el unico gasto es el uso de pintura, en cantidades muy muy bajas.
¿Quieres ver como se fabrican las placas pcb caseras usando el láser sobre la máscara de pintura?
Visita este link -> Fabricar placa Pcb con el método del láser sobre la máscara de pintura
