Tarde o temprano cualquier aficionado de la robótica y la microelectrónica tiene que hacerse sus propios circuitos impresos. Hasta hace poco, yo, como la mayoría, me he resistido y he llegado con las protoboard y las placas de tiras hasta donde he podido. Pero llega un momento en que la complejidad y la calidad de los circuitos requieren una solución más profesional.
El primer paso es aprender a usar un programa CAD para el diseño de circuitos electrónicos. Hay que tener en cuenta que tiene que ser gratuito, fácil de aprender, es decir que haya un montón de información y tutoriales en Internet, flexible, que funcione en nuestro sistema operativo (Linux en mi caso), compatible con los estándares existentes y que nos permita crear circuitos con calidad profesional.
Yo he encontrado dos programas que cumplen estos requisitos:
-Eagle, de CAD Soft. Excelente programa profesional con una versión gratuita para aficionados limitada a placas de 100x80mm de doble cara. Hasta ahora no he necesitado más. Una vez terminado puedes mandar el proyecto a un profesional para que te haga la placa. Hay muchos en Internet, pero personalmente me gusta http://www.futurlec.com/, dependiendo del tamaño de la placa y de los extras te la mandan a casa a un precio muy competitivo, no merece la pena hacerlo uno mismo.
-Fritzing: Desarrolado en la Universidad de Postdam y orientado a proyectos con Arduino, mucho más simple y rápido de aprender. Está en fase de desarrollo pero cuenta con la ventaja de que puedes mandar directamente el diseño a Alemania y te mandan la placa de vuelta por unos 24 Euros + gastos de envío.
Una vez que tenemos los diseños, para hacer las placas hay que seguir los siguientes pasos:
1- Creación de los fotolitos de los PCBs. Para ello simplemente imprimimos los pcb desde Eagle o Fritzing sobre una hoja de papel vegetal o una transparencia teniendo la precaución de que las zonas impresas en negro sean lo más opacas posibles. Para ello hay que aplicar una cantidad suficiente de tinta o en casos extremos imprimir dos veces el circuito sobre la misma hoja. Es muy importante no tocar el fotolito con las manos, usa guantes de plástico (los de la gasolinera o la frutería son perfectos). Para mí, la mejor opción con una impresora de tinta es usar papel vegetal, la tinta sobre las transparencias no queda totalmente opaca y además la transparencia tiene como una especie de trama punteada para fijar la tinta que se traslada a las pistas creando oquedades (pequeños agujeros) en el cobre al atacar con el ácido. Dependiendo del gramaje del papel vegetal y de la cantidad de tinta que usemos puede pasar que el papel vegetal tienda a enroscarse al salir de la impresora, para evitarlo, imprimir el fotolito centrado en la hoja, usar el mayor gramaje posible o pegar el papel vegetal con celo sobre un folio normal por el extremo superior (el que es cogido por el rodillo) y con pegamento de barra por el inferior. Para evitar que se deforme el fotolito por efecto de la tinta, (si se usa mucha cantidad, puede pasar) aplicar aire caliente con un secador de pelo nada más terminar de imprimirlo. Yo uso el papel vegetal de 90gr/m2 de www.liderpapel,com. funciona muy bien con mi HP 2280 con las opciones presentación, papel normal, calidad óptima y tinta negra.
2-Transferencia del fotolito a la placa de cobre. Para ello se usarán placas de cobre positiva fotosensibilizadas por una o dos caras y una insoladora. Yo ya tengo bastantes cacharros en casa y en lugar de insoladora uso un flexo normal de Ikea con una bombilla de bajo consumo de 10W. La distancia de la bombilla a la placa es de unos 12cm y el tiempo de insolado es de 15 (transparencia) a 20 minutos (papel vegetal). cada 5 minutos hay que girar un poco la pantalla del flexo, para que la iluminación sea lo más homogénea posible, y sin zonas de sombra. Para que la imagen se transfiera de forma correcta hago un sandwich poniendo la placa y el fotolito (el lado de la tinta siempre contra la placa) entre los cristales de dos portarretratos (tengo dos idénticos con las fotos de la familia ;-) y los aprisiono con cuatro pinzas de tender la ropa. Este proceso hay que hacerlo en una habitación en la que no entre el sol de forma directa, pero no hace falta que sea a oscuras. Yo de hecho, normalmente lo hago en una terraza acristalada bastante luminosa, por la tarde, ya que por la mañana entra directamente el sol. Si la placa es de doble cara apoya el sandwich sobre un libro para proteger de la luz la cara posterior. Lo más importante de esta fase del proceso es la limpieza, nunca toques la placa ni el fotolito con los dedos, usa guantes de plástico y limpia perfectamente los cristales de los portarretratos con limpiacristales.
Finalmente he construido una insoladora con una caja de cartón y 4 bombillas de bajo consumo de 18W. Con esta insoladora, tiempo se reduce a 3 minutos.
3- Revelado. Para que la imagen transferida aparezca en la placa de cobre hay que revelarla. Para ello se sumerge totalmente la placa sobre la que se ha transferido el fotolito en un recipiente de plástico o vidrio que contenga el líquido revelador. Hay que agitar un poco el líquido con una varilla de plástico, nunca de metal y cuando las pistas aparezcan nítidas sacar la placa sin rayarla, con la ayuda de unas pinzas de plástico, aclarar con agua bajo el grifo y secar con un clinex. Como revelador yo echo una cucharilla (sin colmar) de sosa cáustica en escamas por cada medio litro de agua y es bastante rápido, aunque la velocidad del revelado depende más de la temperatura que de la concentración de sosa. La sosa es muy peligrosa, quema la piel, ojos y ropa por lo que nunca hay que tocar nada con las manos, hay que usar guantes, gafas y delantal, nunca usar instrumentos metálicos, hacerlo en un lugar ventilado sin salpicar y tener a mano un grifo para lavarnos en caso de emergencia. Por supuesto nunca acumules reactivos sobrantes después de usarlos, alguien podría beberlo accidentalmente y además si se echa en un recipiente cerrado los gases generados pueden hacerlo estallar en pocas horas.
4- Atacado.
PCBs los imprimimos en una hoja de papel vegetal o transparencia con una impresora de tinta