Heron
- 20 de abr. de 2021
- 6 min de leitura

Confecção de pcb's: parte 1

Atualizado: 31 de mai. de 2021

Há alguns dias uma professora de Engenharia de Computação da faculdade em que estudo, profª Silvia de Albuquerque, me procurou por e-mail sobre como confeccionar pcb's. No mesmo instante me lembrei das horas inicialmente não tão boas, mas posteriormente maravilhosas, que dediquei para criar essas plaquinhas. Lembro que comecei a aprender eletrônica no final de 2014, vendo um projeto na internet e querendo reproduzí-lo. Entrei em contato com o autor, que hoje é um grande amigo, e graças à essa alma meu início na eletrônica foi animador. Desastroso, mas animador.

Tentei explicar à professora sobre os processos, mas senti que faltaram detalhes. E olha que eu escrevi muito no e-mail! Então, tive a ideia de anotar o tema para trabalhar depois aqui no blog, e assim estou fazendo.

Uma das primeiras coisas que tive vontade de aprender quando me interessei por eletrônica era como fazer uma plaquinha de um circuito próprio. Foram muitas tentativas até sair alguma coisa que funcionasse. Porém, nesse percurso conheci 2 processos de fabricação de pcb's (ou printed circuit boards) que me fizeram entender mais sobre o processo de confecção de placas e também como manipular alguns softwares de desenvolvimento.

Os processos que tive conhecimento foram: termo transferência e foto impressão (silkscreen ou dry-film). Nesta primeira parte, tratarei apenas da termo transferência. O artigo irá abordar desde a parte de impressão do fotolito até a parte corrosão e furação da placa. Não iremos abordar nesse texto sobre o software para desenvolvimento do layout da placa, aqui iremos pressupor que o circuito já está roteado e pronto para ser impresso. O processo serve tanto para trabalhar com circuitos smd's (surface mounting devices) quanto para componentes trough-hole. Os circuitos que fiz e que colocarei aqui, foram feitos em 2015 para uma apresentação da META (Mostra Específica de Trabalhos e Aplicações) e apenas continha componentes trough-hole.

Gostaria, antes de mais nada, fazer uma ressalva. Os circuitos que vou mostrar nas fotos aqui foram realizados entre março e agosto de 2015, quando eu tinha apenas poucos meses no caminho da eletrônica. Não tinha conhecimento de malha de aterramento, não sabia sobre ruído, não conhecia conectores, mal tinha informação sobre praticamente tudo. Ao mesmo tempo, isso também me deu liberdade para que usasse certos conectores e alternativas "peculiares", para não dizer outra coisa, que na época me pareceram uma linda ideia (por incrível que pareça), mas com algum tempo eu vi as falhas delas.

Primeiramente, precisamos entender o processo de termo transferência, até mesmo para realizar ajustes da forma correta. O objetivo nesse método é transferir a tinta da impressão para a lâmina de fenolite por meio de calor (descolando a tinta do fotolito e colando no fenolite) de maneira correta. Para que tenhamos uma transferência mais fácil e para garantirmos uma tinta que suportará o liquido corrosivo (ou percloreto de ferro), recomendo o uso de papel glossy ou fotográfico, e impressora a laser.

Fotolito impresso em papel glossy por impressora laser.

Com o fotolito pronto (lembrando que deve-se espelhar o desenho antes de imprimir para que o layout não saia invertido no fenolite), vamos então pegar a nossa plaquinha de fenolite e limpá-la bem com detergente e esponja de aço em água corrente.

Layout da placa da fonte base do projeto, uma fonte simétrica simples de + e - 36v.

Fenolite virgem após ser limpo com esponja de aço.

Com o fenolite limpo, precisamos de uma fonte de calor para realizar o processo. O certo seria utilizar um aparelho próprio, que distribui o calor de forma homogênea e tenha a temperatura bem controlada (como uma laminadora). Mas, uma maneira rústica de realizar o processo é usar ferro de passar roupas, de preferência aqueles antigos, tipo o Black & Decker clássico pretinho que toda mãe tem em casa.

É nesta etapa que se reside todo o problema do método. Como não uso uma máquina própria, o controle do processo de transferência é todo feito na base da tentativa e erro. No meu caso, deixando o ferro de passar roupa pré-aquecer no máximo por 3 minutos e passando o ferro circularmente na placa (em apenas um sentido) por 5 minutos. Porém isso pode variar bastante, então se for tentar usar esse método sem um aparelho próprio para a termo transferência, saiba que erros são esperados até dominar a técnica.

Mesmo com certa experiência, quase sempre uma lasca aqui e outra ali acaba ficando para trás. Então, a maioria das vezes esse processo requer um retoque nas trilhas e ilhas após a transferência, e por consequência, não se trata de um método com resultado nítido e de qualidade.

Depois de passar o ferro, deixe a placa esfriar por alguns minutos (entre 3 e 5 minutos) e a coloque em um recipiente com água, preferencialmente morna, para que o choque de temperatura seja mínimo e a tinta não sofra com isso. Deixe o papel molhar bastante e retire com cuidado o papel usando uma escova de dentes velha ou pincel. O resultado esperado depois da transferência é como o da imagem abaixo. Essa plaquinha se tratava de uma uma fonte linear de +36V e -36v bem simples (bem simples mesmo):

Placa da fonte simétrica após a termo transferência.

Como é perceptível na imagem acima, o layout como um todo é transferido com sucesso, mas detalhes de letras se perdem muitas vezes e há falhas em algumas partes das trilhas, que nesse caso pôde ser corrigido posteriormente com caneta.

O próximo passo é corroer a placa. Para isso, usaremos o percloreto de ferro. Qualquer loja de eletrônica costuma vender uns saquinhos, e são baratos. Você mistura em uma vasilha com 500mL de água para um ácido forte, e em 1L para um mais fraco.

Atenção: A reação entre o percloreto de ferro e a água é exotérmica, portanto, libera calor. Então tome bastante cuidado ao colocar a água, pois ela pode ferver. Além disso, os gases produzidos são tóxicos e por conta disso é necessário um ambiente com boa ventilação. O líquido é altamente corrosivo então se algumas gotas caírem em superfícies de metal... foi triste, já era. Se cair na roupa também.

O ácido é reaproveitável, então é necessário ter um recipiente adequado para guardá-lo, como qualquer garrafa pet. Não jogue fora o ácido, se for jogar coloque-o em várias sacolas, as coloque dentro de uma caixa de papelão e depois no lixo. Não jogue na pia, pois se o encanamento de sua casa for de metal, isso será um problema para você e seu bolso, desnecessariamente.

Aqui também não temos uma regra fixa. É aconselhável colocar uma fita crepe em uma das extremidades da placa (na face não cobreada), e a outra ponta na borda do recipiente que você colocou o percloreto, com a face de metal em contato com o ácido. Controle a corrosão analisando a cada intervalo de 5 minutos e quando terminar, retire a placa, coloque em um recipiente com água, depois coloque em água corrente. Pronto, a impressão do circuito na placa está finalizada. Agora é hora de utilizar uma micro retifica para fazer a furação dos componentes na placa, caso sejam through-hole, ou partir diretamente para a soldagem se os componentes se tratarem de smd's.

Depois de bem lavada, é recomendado passar óleo de banana na parte de cobre ou estanhar todas as trilhas, para evitar problemas de corrosão. Caso você queira colocar a legenda na parte de cima da placa, o processo é o mesmo com exceção da corrosão. Ou seja, você irá imprimir a legenda e transferir com um ferro de passar roupas do mesmo jeito que foi com o layout das trilhas.

Segue agora, uma sequência de fotos dos projetinhos e das placas confeccionadas por mim através de termo transferência em 2015. Também coloco o layout feito no proteus antes da impressão dos fotolitos. O único que não consta é o que já se encontra na imagem anterior.

Face do layout da placa da fonte simétrica após ser soldada.

Face de cima da fonte simétrica.

Layout da placa de estabilização de tensão da fonte simétrica.

Placa de estabilização após ser corroída.

Placa de estabilização após ser soldada.

Placa de regulação de tensão.

Placa de regulação de tensão

Placa pré-amplificadora classe A.

Placa pré-amplificadora classe A.