Continuando sobre a fabricação caseira de pcb's, neste artigo serão tratados os métodos de foto impressão com dry-film e com tinta fotossensível. O período que trabalhei com essas técnicas foi ao longo de 2016, e os resultados obtidos foram muito satisfatórios. É um processo que acaba saindo um pouco caro, mas a qualidade é muitas vezes melhor que o processo de termo transferência.
A ideia central é usar luz para polimerizar a tinta ou película e endurecer o composto nos locais onde não é desejado a corrosão. Dessa forma, se tivermos um fotolito em transparência, usado nesses casos, as áreas transparentes permitirão a passagem da luz e polimerizarão a película ou tinta, e nas partes onde existe tinta preta a luz quase não penetrará, dessa forma a película ou tinta embaixo não reagirá.
Então, basicamente o processo de transferência do layout para o fenolite em relação aos métodos de serigrafia e de dry-film são a mesma coisa, o que irá diferenciar um método do outro é o substrato pelo qual o layout será impresso.
Começando pelo processo de tinta, temos duas possibilidades. Podemos comprar tinta fotossensível direto de sites, ou fabricar a própria tinta e falarei sobre os dois. No caso da primeira, a experiência que tive foi adquirindo uma direto do mercado livre, e não tenho absolutamente nada para reclamar dela, com exceção do preço. Já a segunda possibilidade me custou algumas noites de sono e vários reais.
Procurei saber como fazia a bendita tinta, e caí direto como um patinho em uma fake news, na época em que fake news nem era moda ainda, chamávamos só de boato ou lero-lero mesmo. Li que poderia fazer a tinta com qualquer emulsão serigráfica (junto com sensibilizante) e com esse nível de preparo fui comprar o que precisava. Fomos eu e meu colega de curso à época, Vinícius, enfrentar de peito aberto o shopping Oiapoque. Nas redondezas conseguimos a emulsão, o sensibilizante, uma lâmpada de luz negra de 28W e de quebra um apoio de vidro para usarmos no momento de expor a placa à luz ultra violeta.
Estávamos bem animados, fui para a casa dele por conta de ter mais espaço e começamos o processo. Porém, antes de continuar a contar sobre esta aventura, primeiro explicarei como se dá cada passo do processo corretamente e depois retorno para a história e pontuo onde pecamos, para que o leitor não passe pelo mesmo.
Supondo que o leitor tenha comprado uma tinta sensível pronta, ou tiver feito uma tinta de maneira correta com emulsão, o primeiro passo é passa-la na parte de cobre do fenolite, deixando mais tinta no meio da placa. Depois, na outra face (face não cobreada), marque o centro e cole (com cola quente) alguma peça de encaixe de furadeira ou micro retifica. O objetivo dessa parte é usar a rotação da furadeira ou retífica para centrifugar a tinta e garantir um espalhamento de forma mais homogênea. Para isso, realize em uma caixa de papelão e centrifugue dentro dela para que não suje os arredores de onde você for fazer esse processo.
Depois de centrifugar (aconselho por volta de 10 segundos na centrifuga), espera-se que a tinta esteja bastante uniforme, mas não é necessário que esteja 100% perfeito. Colocamos então a placa para curar, e aqui é uma parte que beira a arte. Cada lugar que você procurar irá te dizer uma coisa, então basicamente meu conselho é o leitor escolher uma base e usar ela como referência para ir melhorando. Para curar a placa eu utilizava forno elétrico de torrada por alguns minutos, dependia do tamanho da placa. Placas grandes eu deixava entre 10 à 15 minutos pelo que me recordo, com potência mediana.
Tem quem use soprador térmico e secador de cabelo. Eu acho que pode ser uma boa ideia, nunca a realizei, mas deve ser colocado um pano ou algo do tipo na saída de ar, senão a possibilidade de soprar poeira para a tinta é muito grande e isso pode comprometer o processo (gerando imperfeições na superfície com aspecto granulado).
depois de curada a placa, vamos então para a impressão fotográfica! Para esta etapa, precisamos do fotolito já pronto. Deve ser impresso em transparência ou filme micro poroso e impressora à jato. Também é aconselhável sobrepor várias transparências para que assim, com várias camadas, a luz não passe nas áreas onde não deve.
Layout da pcb feita no Proteus 8.1. Relevem que o windows precisava ser ativado :)
Outra parte que também é uma arte é a de exposição à luz ultra violeta. Na minha experiência, os fatores que contam consideravelmente são: distância entre a lâmpada e a placa, ambiente aberto ou fechado, ambiente espelhado ou não e, claro, o tempo de exposição.
A configuração que mais tive sucesso nas vezes que tentei foi utilizando caixa de papelão de mais ou menos 20L (por volta de 30x30x30cm) na posição vertical e forrando o interior com papel laminado nas paredes. A placa ficava apoiada embaixo e a lâmpada era encaixada no topo através de um furo feito com faca de cozinha mesmo. A distância entre a lâmpada e a placa era por volta de 20cm e o tempo de exposição que usei foi entre 4 e 5 minutos. Lembrando que a lâmpada era de 28W e durante a realização do processo a caixa estava totalmente fechada.
Agora é hora de revelar o layout. Para isso vamos diluir uma colher de sopa de Barrilha leve (pode ser encontrada em lojas de piscina) por litro de água em um recipiente que possa abrigar a placa e mergulha-la na solução. lentamente mexa a placa na solução e com uma escova ou pincel retire os excessos. Pronto, o layout foi transferido!
Daí para frente, o processo é o mesmo para todos os métodos. Ou seja, corroer no percloreto, depois limpar a placa e fazer a furação ( se for componentes through-hole) ou só realizar a soldagem (no caso de smd's).
O processo por dry film é muito semelhante ao anterior, então melhor tratarmos das diferenças. Dry-film, como o próprio nome sugere, é um... filme. Dessa forma, primeiramente devemos colocar a película sobre o fenolite e aí já vai a primeira dica: use o fenolite molhado para colocar o filme, ajuste-o para que fique com o menor número de bolhas possível e posteriormente use uma laminadora caso tenha, dessa forma a aplicação ficará sem bolhas e homogênea, podendo realizar a cura e a aplicação do filme de uma só vez. Se não tiver laminadora, use o buraco da caixa de papelão (onde a luz negra está) para encaixar um soprador térmico ou secador de cabelo. Mas não se esqueça de colocar um pano fino na saída de ar somente para filtrar minimamente poeiras indesejadas. Utilize de 180~200ºC por cerca de 3-5 minutos a depender do tamanho da placa. Agora, o processo que falta para a impressão do layout é a exposição em luz ultra violeta, que funciona da mesma maneira que utilizando tinta fotossensível, porém com um substrato diferente. É importante pontuar que existe uma diferença no tempo de exposição entre o método de tinta e o método de dry-film.
Vou aproveitar o espaço para agradecer ao amigo Ernesto Flôres, que prontamente me ajudou com o método de dry-film e me disponibilizou um material de alta qualidade que me auxiliou muito. Além disso, tirou várias dúvidas minhas até eu conseguir realizar o método. Recomendo a leitura. Vou deixar a apresentação dele em slide e um vídeo para aqueles que se interessarem em baixar o conteúdo.
Não pensaram que eu esqueci de fechar a minha anedota, né? Pois bem, eu havia parado na execução da primeira parte do processo de impressão fotográfica na casa do meu colega, certo?
Fizemos tudo como o figurino manda, e nada. Cada passo que citei aqui para vocês nós seguimos, mas a placa sempre ficava com umas bolhas e com a tinta grossa. Sujei um pouco a casa desse colega, se não me engano quebramos uma luz ultra violeta, quase ferrei o forno da mãe dele, enfim, tudo deu errado. Falaram que era para deixar a emulsão assentando um dia, fizemos isso e no outro dia tinha resolvido bem pouco. A sensação foi de pura frustração por algum tempo.
Até que finalmente depois de quebrar a cabeça e testar consideráveis vezes, entendi meus erros e aqui vai um conselho final junto. Quando utilizar emulsão (principalmente as gênesis) use as resistentes à agua (não utilize a resistente à solvente), o primeiro erro meu foi ter comprado emulsão resistente à solvente. Retire a quantidade que você irá usar na placa e bata um dia antes para ficar mais fino. No outro dia aplique o sensibilizante quando for realizar o procedimento e jamais use o mesmo frasco de emulsão para colher sensibilizante. Eis aí o meu maior erro. Eu, juntamente com meu colega, usamos a tampa do frasco de emulsão tanto para colocar a emulsão quanto o sensibilizante para realizar a mistura, então ao retornarmos com parte da emulsão com sensibilizante, automaticamente a emulsão endurecia pela ação da luz enquanto não estávamos trabalhando. Como a tinta estava bem endurecida graças à foto polimerização do material, ela não espalhava bem na hora da centrifugação, e também nessa hora que surgiam as bolhas.
Moral da história: não adianta você seguir todos os passos se você não presta atenção direito. Moral muito óbvia, mas eu errei mesmo assim, fazer o quê. Perdi um tempo desnecessário por conta desse erro bobo, mas creio que me redimi citando ele aqui e possivelmente ajudando alguém à não cometê-lo.
Para evitar isso, compre uma tinta própria para o processo e evite inventar moda como eu fiz, pode sair um pouco caro. Fiquei muito satisfeito com o resultado, muito mesmo, ainda mais por ser um processo caseiro. Lembrando que a placa mostrada como referência nas fotos também possui máscara de solda e legenda, realizados pelo mesmo processo fotográfico.
Este circuito fazia parte de um alto falante de arco elétrico feito em 2016, quando eu ainda cursava Engenharia da Computação. A placa funcionou bem, mas o projeto tinha sérios problemas, principalmente de ruído. Abaixo colocarei um vídeo testando o circuito, porém em uma potencia limitada à 1/4 da potência total projetada, por questões de segurança. O circuito se comportou razoavelmente, como vocês podem ver o arco elétrico estava sendo modulado corretamente (porém com fraca intensidade), reproduzindo a música enviada via celular. O vídeo não tem uma qualidade muito boa, e também não segue protocolo de segurança nenhum, com exceção da limitação da potência, afinal naquela época eu não tinha ideia de muita coisa e acabei dando sorte de não ter sido alvo de nenhum problema sério. Ah, só por questões de referência, a música reproduzida no arco elétrico do vídeo é uma pequena parte do refrão e solo da Voodoo Child, do Hendrix.
O MOSFET esquentava bastante, e esse trambolho de cooler foi com certeza um exagero, mas deu conta do recado. Resolver esse problema dessa forma foi como matar uma formiga com bala de canhão, mas em minha defesa digo que tinha um motivo estético de colocar esse cooler . O Flyback também não esquentou muito, mas quando utilizei em potência total o circuito só poderia funcionar por alguns minutos porque o flyback ficava pelando.
Aqui encerro minhas 2 partes sobre os métodos que conheço e já tive experiência de confecção de pcb's e espero que o material ajude. A intenção de confeccionar uma pcb para aprender mais sobre eletrônica e participar do processo todo de desenvolvimento da sua ideia, é com certeza um dos melhores motivos para aprender esses métodos (nem que seja para realizar algumas vezes). Caso tenha alguma crítica, sugestão ou dúvida, não hesite de usar o campo dos comentários. Até a próxima!
Ótimo artigo, apesar de termos apanhado, aprendemos muito.
P.S.: o forno ainda funciona.