domingo, 23 de junho de 2013

Como fazer placas de circuito impresso com furos metalizados e qualidade industrial, em casa - Parte 7 - Processos fotográficos

Depois de aprender a fazer a solução ativadora de furos e de fazer a eletrodeposição de cobre, chegou a hora de aprendermos um pouco sobre o processo fotográfico.

Antigamente e ainda hoje alguns hobbystas usam caneta para retroprojetor para desenhar as trilhas e depois corroer no percloreto de ferro. Depois de algum tempo surgiu o "decalc" (transfer a seco) para circuito impresso com trilhas, ilhas, pads, que você colocava em cima da placa e rabiscava com um lápis transferindo o desenho para o cobre. Depois de mais alguns anos alguns mais corajosos faziam placas usando emulsão fotográfica para fazer matrizes de silk-screen ou até mesmo cola tenaz com sensibilizante a base de dicromato ou diazo. Aplicava-se uma camada diretamente no cobre e depois de seco se colocava o fotolito por cima e uma luz forte para "queimar" a placa. Depois era revelado com água, cuidadosamente para não soltar as trilhas. Eu mesmo tentei várias vezes e nunca consegui.

A indústria usava o silk-screen com o layout da placa, e algumas empresas ainda usam este processo. Ao passar dos anos foram desenvolvidos processos fotográficos que hoje são usados praticamente por toda a indústria de PCB, e para o hobbysta o processo ficou bem mais prático e profissional permitindo layouts antes nunca sonhados para serem feitos em casa.

As tintas fotopolimerizáveis quando recebem luz ultravioleta se polimerizam e não saem com a solução reveladora que geralmente é a base de carbonatos de sódio ou potássio. A maioria usa o carbonato de sódio, conhecido também como barrilha leve. A proporção recomendada pela maioria dos fabricantes é de 10g por litro de água (1%). Para a remoção da tinta que já foi polimerizada se usa uma solução de hidróxidos de sódio ou potássio. A maioria usa hidróxido de sódio (soda cáustica) na proporção de 30 a 50g por litro de água (3 a  5%) a uma temperatura de 40 a 50C.

Existem dois processos fotográficos diferentes que exigem produtos diferentes. O primeiro deles usa uma tinta fotossensível chamada lá fora de Liquid Photo Resist, e aqui é conhecido por filme líquido. Trata-se de uma tinta que pode ser encontrada em viscosidades que permitem a sua aplicação por tela de silk ou por pistola de pintura. Você pode comprar a tinta com viscosidade para silk usar um solvente para então aplicar com pistola de pintura. Geralmente o solvente usado tanto para diluição quanto para a limpeza do filme líquido ainda não foto-polimerizado é o butilglicol.

fime liquido


No processo com o filme líquido, geralmente a placa é primeiro furada e tem seus furos metalizados, para depois se aplicar o filme nas duas superfícies. Ele exige um tempo de cura em estufa a uma certa temperatura para que fique seco. Depois de seco o fotolito é sobreposto na superfície da placa e então a placa é exposta a luz ultravioleta. Se for dupla face o processo se repete em ambos os lados para depois ser revelada. Neste processo se usa o fotolito com o positivo do layout, ou  seja, com as trilhas, pads e ilhas escuras e com o restante transparente. 

Depois de revelada, a placa fica com as trilhas, pads e ilhas expostos, o contrário do que faríamos em casa. O motivo é que depois de revelada a placa passa por um banho onde é de positado estanho em toda a área exposta, incluindo trilhas, pads, ilhas e furos metalizados. O filme é então removido da placa e ela é levada para a corrosão, onde é usado uma solução a base de persulfato de amônio, pois ele não ataca o estanho.

Despois da corrosão o estanho é removido com uma solução ácida e então a placa está pronta para receber a máscara e a legenda que podem ser por silk-screen ou processo fotográfico, porém se usa uma tinta bi-componente a base de resina epoxi.



O segundo processo se diferencia na primeira etapa antes da aplicação da máscara e da legenda. O produto usado é o dry-film. Ele é uma espécie de película fotossensível coberto por duas películas plásticas para protegê-la e é aplicado por meio de laminadora (plastificadora). O processo de revelação é o mesmo, porém neste processo geralmente se usa o fotolito com o negativo do layout (as trilhas, pads e ilhas permitem a passagem de luz). O motivo deste método usar o negativo, é que como o dry-film é uma película que cobre a placa por completo, ao revelar as placa os furos metalizados que foram expostos à luz UV estão protegidos por esta película que permanece cobrindo os furos, portanto, a metalização não será atacada pela solução ácida. Neste método pode ser usado qualquer solução ácida desde que aceita pelo dry-film.

Agora que você já sabe a diferença entre usar o dry-film e o filme líquido, pode escolher qual é a melhor opção para você. No próximo post você verá todo um vídeo com todo o processo usando o dry film.

Até lá!

quarta-feira, 19 de junho de 2013

Algumas dicas antes de continuar com as postagens

Pessoal, gostaria de me desculpar por estar a algum tempo sem postar algo de novo. Na verdade aconteceu um problema na empresa e um de nossos fornecedores simplesmente parou de nos fornecer alguns produtos que comercializamos e fui encarregado de desenvolver todos eles em um curtissimo prazo. Em breve estarei postando novamente.

Durante este período aconteceram algumas coisas... muitas pessoas entraram em contato com dificuldade no fornecimento dos reagentes e materiais, portanto foi criada uma página com links de fornecedores. No menu do site acesse Links ou clique aqui. Esta página é atualizada constantemente. Se você leitor conhece alguma loja ou site bacana que não está na minha lista, por favor envie para engenhariacaseira@gmail.com.


Outro ponto que gostaria de alertar e pedir a todos, é o seguinte. Recebi uma proposta de produzir esta solução para comercializá-la, porém nunca foi meu intuito fazer isto. Eu postei toda a formula aqui com a intenção de ajudar a toda a comunidade DIY brasileira, e espero que vocês continuem o ato de divulgar para que ninguém se encoraje em cobrar por ela. Tenho alguns motivos para fazer isto... primeiro eu jamais faria algo ilegal como fabricar ou revender produtos quimicos sem registro ou licença para isto. 

Segundo, não estou interessado em dinheiro, e sim em ajudar a comunidade com projetos mais complexos pois eu tive a mesma dificuldade e não gostaria de ter pago para aprender esta formula. Terceiro, esta formula de domínio público é baseada em uma formula que foi patenteada e se alguém a fizer com finalidade de obter lucros vai se dar mal com o detentor da patente, diferente de usá-la como hobby. Portanto, gostaria que todos aqueles que gostaram do método, que continuem divulgando de forma a desencorajar os oportunistas.


Estou finalizando os projetos na empresa, portanto em breve voltarei a postar o restante do material.


Fica aqui algumas dicas que o proprio Sergiy da Ucrânia, me enviou na semana passada, para melhorar a qualidade no processo de ativação da placa.


Depois de ativar a placa com a solução, deixe ela secar. Isto leva apenas alguns minutos pois o hidroxido de amonio acelera o processo se comparado com agua pura, mas melhora muito o rendimento. Evaporando a água, pode remover o ativador dos furos antes que o hipofosfito de cobre tenha a chance de se decompor e isto irá resultar em defeito.


Outra consideração que ele faz, é que ele diz ter parado de secar a placa antes da ativação, especialmente com guardanapo de papel. Caso ele precise da placa seca, ele leva ela ao forno em 60ºC por alguns minutos e o resultado é consideravelmente melhor.


Abraço a todos e até breve!