Si se dedica a la electrónica o es un entusiasta de la misma, lo más probable es que entre en contacto con las placas de circuito impreso a menudo. Y es que las placas de circuito impreso se han convertido en un elemento crucial en la industria electrónica. El uso de las placas de circuito impreso ayuda a los fabricantes a producir aparatos electrónicos elegantes y delgados con mucha capacidad de procesamiento. Además, estos elementos son ligeros, por lo que también reducen el peso del aparato resultante. Sin embargo, aunque las placas de circuito impreso son beneficiosas para la industria electrónica, a los fabricantes les resulta difícil fabricarlas debido a la complejidad del proceso de fabricación y montaje de las placas. Por este motivo, tienden a cobrar mucho dinero por producir PCB, ya sea a granel o en piezas sueltas. Además, el precio se eleva aún más cuando se solicita una placa de circuito impreso a medida.
Pero, ¿y si existiera una forma de producir su PCB en casa sin necesidad de un equipo pesado? Todo lo que necesitas son algunas herramientas, por ejemplo, pinzas de plástico, disolvente, un pequeño recipiente, un taladro en miniatura y una pequeña cantidad de ácido férrico, además de algunos materiales necesarios para producir una PCB. Además, el proceso de bricolaje es relativamente sencillo y se tarda entre 30 y 45 minutos en completarlo.
¿Qué es una placa de circuito impreso de bricolaje y cómo puedo construir una?
Una placa de circuito impreso de bricolaje es un componente electrónico ensamblado por una persona. Es una tarea común para la gente que quiere construir sus propios dispositivos electrónicos.
El primer paso para construir tu placa de circuito es decidir qué quieres construir. Esta es la decisión más importante que vas a tomar. A continuación, diseña tu circuito en tu cabeza y luego dibújalo en papel. Te recomendamos que hagas una foto de tu proyecto para ver cómo queda cuando esté terminado. Tus circuitos deben ser lo suficientemente grandes como para caber en espacios pequeños (en nuestro caso: una librería).
A continuación, debes asegurarte de que todo encaja bien y funciona correctamente antes de pasar al siguiente paso: probar tu placa de circuito. Las pruebas consisten en comprobar si el circuito funciona correctamente y si es necesario sustituir la placa de circuito. Si no está seguro de si su placa está rota o se ha dañado durante el envío o el almacenamiento, acuda a su tienda de electrónica más cercana para que le ayuden. Recuerde que una placa de circuito impreso que funcione mal puede dañar las herramientas y el equipo de un electricista cuando intente retirarla.
¿Qué es exactamente una placa de circuito impreso?
Las placas de circuito impreso conectan eléctricamente y soportan mecánicamente los componentes electrónicos mediante almohadillas, pistas conductoras y otros elementos grabados en finas láminas de cobre. Además, las láminas de cobre están laminadas sobre un sustrato que no es conductor, lo que reduce las posibilidades de cortocircuitos.
Las placas de circuito impreso llevan pistas de cobre prediseñadas sobre una lámina conductora. Al utilizar estas pistas de cobre predefinidas, los fabricantes pueden reducir el cableado; por lo tanto, reducen automáticamente el peso y el tamaño de un aparato. Además, al utilizar menos cables en las placas de circuito impreso, los fabricantes pueden reducir el número de fallos que suelen surgir debido a las conexiones sueltas. Como resultado, todo lo que los técnicos deben hacer para conectar varios componentes a una placa de circuito es, colocarlos en la placa y luego soldarlos.
Diferentes variantes para generar una placa de circuito impreso
Para generar placas de circuito impreso funcionales y eficaces, los fabricantes utilizan los tres métodos siguientes:
Grabado con láser
Circuito a mano
Plancha sobre papel brillante
Sin embargo, el primer método (el método láser) suele ser la técnica industrial que utilizan los fabricantes para producir placas de circuito impreso en masa. Este método suele ser bastante caro de realizar, por lo que no es muy beneficioso a la hora de producir una PCB de bricolaje. Sin embargo, los dos métodos restantes son fáciles de realizar, por lo que puedes utilizarlos eficazmente para crear tu PCB de bricolaje.
Instrucciones paso a paso para ayudarte a crear tus placas de circuito impreso
Reunir materiales y herramientas
El primer paso para generar una placa de circuito impreso de bricolaje es encontrar todos los materiales y herramientas necesarios para llevar a cabo el proyecto. Los materiales que necesitarás para el proyecto son los siguientes
Papel de lija
Pequeños trozos de tela
Pajita de plástico o pinzas de plástico
Papel de revista o papel brillante
Regla (opcional)
Rotulador (de punta fina)
Placa de circuito impreso
Solución de grabado (preferiblemente cloruro férrico)
Una vez que tengas todos estos materiales, puedes pasar a reunir todas las herramientas necesarias. Las herramientas que necesitarás para estos proyectos son
Guantes de látex
Impresora láser o fotocopiadora
Protección para los ojos
Plancha
Mini taladro o una Dremel
Una vez que tengas todos los materiales y herramientas necesarios para fabricar tu placa de circuito impreso de bricolaje, puedes pasar a la siguiente fase.
Desarrollar tu propio diseño de placa de circuito impreso
Si ya tiene un diseño de placa de circuito impreso, puede pasar a la siguiente fase. Además, si tiene previsto escribir su propio diseño de PCB directamente en la placa de circuito, en lugar de generar primero el archivo de diagrama de circuito, también puede pasar a la siguiente fase. Sin embargo, si quieres desarrollar tu diseño de PCB personalizado, este paso te ayudará significativamente. Para ello, puede utilizar los numerosos programas de diseño de placas de circuito impreso que existen en el mercado. Estos programas de software incluyen:
PCBWizard
Autodesk Eagle
Estos eficaces programas de código abierto pueden ayudarle a convertir la descripción esquemática de su circuito en un diseño impreso que puede utilizar para la fase de producción. Además, si prefiere evitar la molestia de utilizar programas de software complicados, puede utilizar Microsoft PowerPoint, que puede hacer la misma tarea de forma eficiente.
Genere su diseño de impresión
A la hora de generar su diseño impreso, limítese a las fotocopiadoras y a las impresoras láser. Esto se debe a que un diseño impreso de una impresora de chorro de tinta tiende a ser ineficiente para las fases posteriores de producción, ya que la tinta utilizada es soluble en agua. Por lo tanto, la impresión tiende a causar problemas a la hora de transferir el diseño a la placa desnuda.
Además, puede utilizar cualquier papel de revista o brillante para realizar este paso. Sin embargo, para ser específicos, los siguientes tipos de papel producirán mejores resultados:
Papel brillante
Papel de revista
Papel fotográfico
Puntos a tener en cuenta a la hora de realizar la impresión
Durante el proceso de impresión, le será útil tener en cuenta los siguientes puntos:
Elija la impresión en espejo
La salida debe estar configurada en negro tanto para el controlador de la impresora como para el software de diseño de placas de circuito impreso
Asegúrese de imprimir su diseño en la cara brillante del papel; esto producirá mejores resultados
Cortar la placa de cobre
Para la siguiente fase, tendrá que cortar una placa de cobre que albergará su diseño de PCB. La placa de cobre debe coincidir en tamaño con el diseño de la placa.
Puedes utilizar un cutter o una sierra para cortar la placa de cobre.
Después de cortar la placa de cobre, debes frotar el lado de la PCB que tiene cobre utilizando una esponja abrasiva o lana de acero. Al hacerlo, se eliminará la capa de óxido de la parte superior de la placa y también se eliminará la capa fotorresistente. Además, el lijado ayuda a que la imagen del diseño en el Printout se adhiera más eficientemente a la placa, produciendo una mejor imagen para usar.
Transferencia de la impresión de la placa de circuito impreso
Para transferir el diseño impreso a tu placa de cobre, puedes utilizar uno de estos dos métodos:
Método uno: Técnica del papel brillante (ideal para circuitos más complejos)
La técnica del papel brillante consiste en tomar el papel impreso (con el diseño de la placa) y transferirlo a la placa de cobre. Para lograr esta hazaña, en primer lugar, dé la vuelta a la capa superior en sentido horizontal y, a continuación, coloque la superficie de la placa de cobre que tiene cobre sobre el papel de impresión. A continuación, asegúrate de alinear la placa de circuito impreso correctamente con el diseño impreso para conseguir mejores resultados. Una vez hecho esto, puedes utilizar una caja de plancha normal para planchar el papel de impresión en la placa de circuito impreso.
Coloca el conjunto de papel fotográfico y placa de cobre sobre una mesa de madera (debe estar limpia para reducir los contaminantes) con el reverso del papel fotográfico mirando hacia ti. A continuación, con una espátula o unos alicates, sujete uno de los extremos para mantener el conjunto estable durante el procedimiento de planchado. Una vez hecho esto, coloque la caja de planchado, que ahora está caliente, en el extremo opuesto de la placa de cobre durante unos diez segundos. Al terminar, puede planchar el papel de impresión a través de la punta de la caja de planchar aplicando una ligera presión. Realice este procedimiento durante unos cinco o quince minutos.
Al hacerlo, la tinta del papel se transferirá eficazmente a la plancha de cobre. Y como la colocación de la tinta se corresponde con el diseño de la placa de circuito impreso, tendrás todo el diseño en la placa de cobre. Sin embargo, según los ajustes de temperatura de la caja de planchado, deberá utilizar temperaturas más altas para papeles gruesos y temperaturas bajas para papeles finos y medianos.
Procedimientos posteriores al planchado
Para esta fase siguiente, tenga en cuenta que la placa de cobre está caliente debido al procedimiento de planchado. Por lo tanto, no debe sujetarla con las manos desnudas.
Después del planchado, debe colocar la placa de cobre, con el papel de impresión todavía intacto, dentro de agua tibia y dejar que el montaje permanezca allí durante unos diez minutos. Durante estos diez minutos, el papel de impresión se disuelve eficazmente, y ahora puede expulsar el papel de la placa con cuidado. Para obtener mejores resultados, evite sacar el papel apresuradamente. En su lugar, extráigalo de la placa desde un ligero ángulo.
A veces, al expulsar el papel de impresión, puede notar que algunas huellas se desvanecen. Si esto ocurre, no te asustes; puedes utilizar un rotulador para oscurecer las manchas de forma eficaz.
Método dos: A mano (eficaz sólo para circuitos pequeños y sencillos)
Para conseguir la técnica “a mano” de transferir el diseño de la placa a la placa de cobre, necesitarás un lápiz y un rotulador afinado. A continuación, con el lápiz, tendrá que esbozar manualmente el diseño en la placa utilizando la impresión como referencia. Una vez que haya completado el proceso de esbozo y esté seguro de que el diseño es preciso, puede calcar el esbozo utilizando el rotulador.
Aserrado y lijado de la placa de cobre sobrante
Ahora que el diseño está impreso de forma eficiente en la superficie de cobre, puedes saber rápidamente si la placa de cobre es grande o pequeña. Si la placa de cobre es grande, puedes reducir rápidamente su tamaño utilizando una sierra de metal estándar. Al hacerlo, la placa será más compacta y, por tanto, más eficiente. Una vez que hayas cortado las partes sobrantes de la placa de cobre, debes alisar los bordes de la placa lijándolos con papel de lija. Además, para conseguir un mejor acabado, puedes utilizar una lija más fina; esto le da a tu tabla un mejor aspecto y tacto.
Limpieza y restauración de la placa
Incluso después de sumergir la placa en el agua y retirar con cuidado el papel de impresión, es probable que aún quede algún exceso de papel en la capa de cobre. Para eliminar estos contaminantes, deberá utilizar objetos afilados, por ejemplo, un palillo.
Además, tras el proceso de serrado, es probable que haya frotado involuntariamente algo de tinta de la placa de cobre. Por lo tanto, debe restaurar estas regiones desvanecidas utilizando el rotulador fino para obtener mejores resultados en la siguiente fase.
Grabado de la placa de circuito impreso
Al llevar a cabo este paso, debes tener mucho cuidado, ya que implica el uso de productos químicos. En primer lugar, ponte guantes de plástico o de goma para proteger tus manos. A continuación, cubre la parte inferior de tu equipo de grabado (el recipiente que contendrá la solución de grabado) con papel de periódico para evitar que se derrame la solución de grabado en el suelo o en la mesa. A continuación, llena el recipiente de plástico con agua y disuelve unas 2 ó 3 cucharaditas de cloruro férrico. A continuación, sumerja su placa de circuito impreso en la solución de grabado de cloruro férrico durante unos 30 minutos.
Durante estos 30 minutos, el FeCl3 (solución de cloruro férrico) reaccionará con el cobre desnudo (el cobre que no está cubierto por la tinta) y finalmente eliminará todo el exceso de cobre de su placa de cobre.
Una vez transcurridos los treinta minutos, retire la placa de circuito impreso de la solución con unas pinzas y compruebe si el exceso de cobre se ha eliminado de forma eficaz. Si queda algo de cobre no deseado en la placa, puedes volver a sumergir la placa en la solución FECL3 durante más tiempo o hasta que estés satisfecho con el proceso de grabado.
Eliminación de la solución química de grabado
Al desechar la solución química de grabado, debes tener mucho cuidado ya que la solución tiende a ser bastante tóxica para las criaturas marinas y las plantas. Absténgase por completo de verter la solución dentro de un grifo después de completar la solución de grabado; esto es ilegal, y hacerlo podría traerle problemas. Además, verter la solución en un fregadero podría dañar sus tuberías.
Sin embargo, debe diluir la solución química con agua y eliminarla de forma segura.
Aclarar la PCB
Después del proceso de grabado, debe enjuagar el PCB para eliminar los contaminantes. Para este proceso, de nuevo, asegúrese de proteger sus manos con guantes de protección. Además, es importante utilizar pinzas de plástico para sujetar la PCB para una mayor protección. Evite utilizar materiales metálicos como pinzas para sujetar la PCB, ya que la solución química hará que el material se oxide en poco tiempo.
Eliminación de la tinta de la placa
Puede utilizar un cepillo de dientes normal y jabón de lavandería para eliminar la tinta de su PCB. Cepille la tinta con el jabón de lavandería para dejar al descubierto las pistas de cobre que han quedado tras el proceso de grabado.
Sin embargo, si no tienes un cepillo de dientes y jabón de lavandería cerca, puedes utilizar papel de lija (preferiblemente papel de lija fino) para limpiar la tinta. El papel de lija es bastante eficaz y da al PCB un acabado brillante.
Perforación de agujeros
Debes utilizar una Dremel o un taladro en miniatura para perforar agujeros en la PCB. Con este taladro, puedes generar agujeros diminutos y precisos para conectar varios componentes a tu placa de circuito impreso.
Tras el proceso de taladrado, vuelva a enjuagar la placa de circuito impreso con agua. Además, asegúrate de perforar en el lado con cobre porque las pistas de cobre te guiarán sobre dónde colocar tus VIAs.
Y eso es todo, ya tienes tu PCB de bricolaje. Asegúrate de limpiarla de nuevo antes de soldar cualquier componente utilizando una máscara de soldadura y un soldador.
Beneficios de generar una PCB DIY
Ahorra tiempo
La mayoría de la gente asume que generar diseños de PCB personalizados y construir la placa en casa consume más energía y tiempo que contactar con un fabricante para que genere la placa por ti. Sin embargo, esta suposición es errónea, ya que desarrollar su diseño de PCB y producir su PCB a través del bricolaje le ahorra mucho esfuerzo y tiempo. Esto se debe a que los fabricantes suelen tomarse su tiempo para crear las placas de circuito impreso. Por lo tanto, tendrás que esperar un tiempo antes de recibir la PCB de tu fabricante.
Sin embargo, puedes completar la producción en un solo día cuando generas la placa en casa.
La fase de diseño suele ser la más compleja de la producción y lleva mucho tiempo. Sin embargo, utilizando el programa de software adecuado, puedes generar rápidamente tu diseño de PCB.
Además, como el bricolaje significa que estás creando la placa de circuito impreso en casa, reduces el tiempo que podrías haber pasado esperando a recibir el envío de tu fabricante. Puede utilizar esta hora extra para optimizar su PCB o generar otra.
Reducción de los costes de mano de obra
Cuando se trata de placas de circuito impreso, el coste de producción aumenta principalmente debido a los costes de mano de obra, ni siquiera a los costes de material. Por lo tanto, cuando usted desarrolla el diseño de su placa de circuito impreso, se ahorra el dinero que podría haber ido a un diseñador de placas de circuito impreso. Además, cuando produce su placa de circuito impreso a través de medios de bricolaje, ahorra el dinero que podría haber ido a los fabricantes y ensambladores de placas de circuito impreso. Por tanto, en general, al reducir los costes de mano de obra, se ahorra mucho dinero.
Además, las placas de circuito impreso personalizadas requieren menos ajustes y reelaboraciones, donde los costes de mano de obra tienden a acumularse. Además, puede seguir utilizando los esquemas para generar una placa de circuito impreso similar si es necesario cuando termine su placa inicial.
Flexibilidad
Al generar una PCB por medios de bricolaje, tienes más libertad y flexibilidad para arreglar y ajustar elementos a lo largo del proceso de producción. Por lo tanto, en lugar de esperar a que todo el montaje de la PCB para identificar y rectificar un error. En su lugar, puede detectar el fallo en una fase temprana y realizar los ajustes necesarios para solucionar el problema. De este modo, ahorrará mucho tiempo y recursos que podrían haberse dedicado a solucionar el fallo en una fase posterior.
Control técnico
Generar tus propias placas de circuito mediante el bricolaje te permite tener el control técnico del proyecto. Tú dictas lo que va a suceder en el proyecto. Por lo tanto, el resultado se adapta a tus deseos.
Sin embargo, esto conlleva algunos inconvenientes, como que las revisiones y los problemas recaigan sobre ti. Por lo tanto, si se produce algún error en el proceso de producción, tiendes a molestarte solo para solucionarlo antes de que se agrave.
Desventajas de una placa de circuito impreso de bricolaje
Aunque la producción de una placa de circuito impreso a través de medios de bricolaje tiene muchas ventajas, también tiene algunas desventajas, que incluyen
Tensión
Uno de los principales problemas a los que te puedes enfrentar al desarrollar una placa de circuito impreso de bricolaje es asignar a la placa los voltajes incorrectos. Y como el principal o único propósito de una PCB es transmitir corriente, este error puede estropear tu placa por completo. Además, el hecho de que fluya una corriente incorrecta a través de la placa de circuito impreso puede incluso provocar resultados drásticos tras el montaje de los componentes en la placa. Así que para evitar estos errores, asegúrate de asignar voltajes precisos a tu diseño.
Diseños deficientes
Cuando se trata de la producción de PCB, el diseño de la placa de circuito impreso es muy importante. Esto se debe a que el diseño impreso dicta cómo funcionará la placa de circuito impreso. Por desgracia, las placas de circuito impreso de bricolaje son propensas a tener un diseño deficiente, que a veces puede incluso hacer que la placa de circuito impreso sea inútil. Por lo tanto, debes revisar tu plan a fondo para detectar y corregir cualquier error de diseño antes de pasar a la producción.
Además, los esquemas y la documentación de la placa de circuito impreso tienen que coincidir. Por lo tanto, cualquier discrepancia podría confundir a otras personas que quieran utilizar la PCB.
Errores de montaje posteriores a la producción
A veces, la gente tiende a colocar los componentes de forma incorrecta durante la fase de montaje. La colocación incorrecta de los componentes puede causar efectos drásticos, especialmente cuando la PCB se conecta a una fuente de alimentación.
Para evitar estos errores, conecte cada componente a su correspondiente VIA. Además, compruebe los componentes antes de conectar la placa de circuito impreso a una fuente de alimentación. Hacerlo le ahorrará muchos problemas.
¿Merece la pena comprar un fabricante de placas de circuito impreso de bricolaje?
Los fabricantes de placas de circuito impreso de bricolaje suelen ser considerados como aficionados y entusiastas. Sin embargo, no son los únicos que pueden hacer un circuito impreso de bricolaje. Muchas personas también pueden hacerlo. Mientras tengas las herramientas adecuadas, podrás crear fácilmente tus circuitos impresos.
Conclusión
Las placas de circuito impreso son elementos primordiales en la industria electrónica. Por lo tanto, los técnicos de esta industria utilizan en gran medida las placas de circuito en sus proyectos. Sin embargo, producirlas a través de un fabricante cada vez puede ser bastante costoso. Sin embargo, siguiendo las instrucciones de este artículo, puedes generar rápidamente una PCB personalizada en casa utilizando herramientas y materiales sencillos. Al hacerlo, ahorrarás tiempo y dinero. Además, podrá personalizar su PCB según sus necesidades exactas; por lo tanto, su imaginación es el límite.
