Como confeccionar placas de circuito impresso com acabamento semi-profissional

COMO CONFECCIONAR PLACAS DE CIRCUITO IMPRESSO COM ACABAMENTO SEMI-PROFISSIONAL
Método - Transferência Térmica

Obs.: Se você preferir poderá ver um vídeo com todas as informações abaixo. Clique aqui!

Uma placa de circuito impresso bem feita é uma dos pré-requisitos para se obter o sucesso numa montagem qualquer. Muitos são os métodos existentes para se fazer uma placa de circuito impresso, e você acostumado a fazer suas próprias placas sabe que os métodos manuais são os mais demorados, chatos e que nem sempre apresentam os melhores resultados. Neste artigo falarei das etapas necessárias para se chegar a uma placa de circuito impresso pronta para a inserção e solda dos componentes, mas utilizando um método diferente dos método manuais ou fotográficos conhecidos pela maioria. Este método não é mais nenhuma novidade, e já é utilizado por muitos amantes da "eletrônica" e afins. Minha intenção é apenas transcrevê-lo a minha maneira. Este método é conhecido como “Transferência Térmica” e oferece excelentes resultados na confecção de placas de face simples e também face dupla.

Caso você seja um "marinheiro de primeira viagem" e nunca confeccionou uma placa de circuito impresso, eu recomendo você fazer pelo menos umas duas ou três placas pelo método manual. Ele ajudará você a conhecer o uso de algumas ferramentas além de outros detalhes envolvidos no processo que não estão detalhados aqui. O método descrito neste artigo é recomendado àqueles que já tem uma certa "experiência" com a confeccção de placas, principalmente, pelo método manual. No link você encontrará um outro artigo que montei, detalhando o processo manual. Quando se sentir a vontade com este, volte aqui e divirta-se com um novo processo. Devagar se vai longe!!!

Atualmente as placas de circuito impresso são classificadas quanto ao número de “faces”, ou seja o número de camadas condutoras (cobre) presentes na mesma. Para aquele que deseja fabricar suas próprias placas, o mercado oferece dois tipos básicos: face simples e face dupla com base isolante em fenolite (mais comum e barato) para face simples e fibra de vidro para face dupla (geralmente um pouco mais caro). O mercado também oferece face simples com base isolante em fibra de vidro, mas em um volume pequeno.

Em um ambiente industrial, placas com várias faces são facilmente encontradas. Estas formam uma espécie de “sanduíche” de placas. A confecção destas é realizada sob encomenda por empresas especializadas, e um bom exemplo deste tipo de placa esta presente em nossos computadores. Hoje em dia, a maioria das placas “mãe” são deste tipo.

Antes de descrever o método propriamente dito, é necessário falar de algumas ferramentas e materiais muito importantes. São eles:

- Um microcomputador com software para desenho de placas: São muitos os programas que podem ser utilizados. Na Internet, em alguns casos, eles são oferecidos completos para download (alguns gratuitos e outros não), e em outros, está disponível apenas uma versão de demonstração, mas que já dá para começar. Neste artigo não tratarei do uso do programa, pois não é esta a proposta. Deixarei isto por conta de cada um;

- Uma impressora LASER: Esta ferramenta pode ser considerada uma das mais importantes. Um outro detalhe também importante é que nenhuma outra pode ser utilizada. Portanto, se a sua impressora é do tipo “jato de tinta”, a mesma não poderá ser utilizada! Mas isso não quer dizer que você não poderá utilizar o método a ser descrito neste artigo, pois felizmente a falta da impressora pode ser facilmente contornada. Você poderá, por exemplo, usar a impressora de um amigo ou do seu local de trabalho (lembre-se apenas de solicitar a devida autorização antes de usar um equipamento no seu trabalho para fazer alguma coisa de cunho pessoal), ou ainda utilizar uma máquina copiadora qualquer. Neste último caso, você só terá de convencer o operador da máquina a fazer uma cópia do seu original (que, neste caso, pode ser feita em uma impressora jato de tinta) em um papel especial (que você levará até ele) a ser descrito mais a frente. Uma dica para aqueles que estão pensando em trocar de impressora ou mesmo adquirir uma nova, é a compra de uma impressora LASER monocromática. Os preços das mesmas caíram muito e já é possível encontrar versões LASER mais baratas que as INK JET! Se este é seu caso, pense a respeito!

- Ferro de passar roupas: Este item é o mais simples e acredito que todos tenham um em casa. Eu uso uma ferramenta diferente. Trata-se de um pequeno “ferro”, utilizado na aplicação de filme plástico termo-adesivo em aeromodelos facilmente encontrado em lojas especializadas no comércio de itens para aeromodelismo. A figura abaixo mostra este equipamento. O uso de um ferro de passar comum (sem vapor ou com esta opção desligada) é tão eficiente quando o uso do ferro para aeromodelismo.

- Papel "especial": Este item também é bastante importante. O papel utilizado neste método não pode ser do tipo comum. É necessário um papel que ao receber o toner da impressora LASER não permita que este fique muito aderente ao papel e assim possa ser aplicado sobre a placa. Neste caso, um papel com pouca porosidade é o mais recomendável. Estes papéis também são conhecidos como “fotográficos”. No mercado é possível encontrar vários tipos de vários fabricantes. Em meus testes pude verificar que os tipo Couchê e Glossy Paper, com gramaturas entre 95 g/m2 e 150 g/m2, foram os que ofereceram os melhores resultados. O tipo e a gramatura mais adequada não podem ser colocadas como uma “verdade absoluta”, pois depende muito da impressora utilizada e do toner também. Neste caso, a dica é adquirir pacotes pequenos, com dez ou vinte folhas no máximo, de tipos e gramaturas variadas (mantenha-se dentro do indicado), para os testes com a impressora a ser utilizada. Apenas para que você tenha um ponto de partida, os papéis testados e utilizados por mim foram:

SISTEM tipo Glossy código CS4101 (150 g/m²);
SISTEM Full Collor código CS4301 (95 g/m²);
EPSON Quality Ink Jet Paper código S01117 (95 g/m²).

Lembre-se que estes são apenas uma referência. Existem outros fabricantes e modelos. Dependendo da região, um determinado papel/fabricante/modelo pode não estar acessível. Neste caso, use as especificações de um para obter outro que seja compatível.

Vou agora descrever as etapas do método, considerando que você já tem o seu lay-out pronto em seu computador.

Passo 1 – Enviando o desenho para a impressora: imprima o seu lay-out (apenas trilhas e ilhas) em um papel fotográfico (já descrito anteriormente). O lado mais brilhante do papel (lado mais acetinado, parecendo plástico) é o que receberá o toner. Para este exemplo utilizei o papel Sistem Glossy (150 g/m²). Alguns programas oferecem o recurso para a inversão do desenho (MIRROR). Não use este recurso!!! Ele não será necessário neste método. Também não é necessário gerar um “negativo” da imagem. Veja na figura abaixo o desenho que utilizei para construir este artigo.

Passo 2 – Limpeza da placa e aplicação do desenho (transferência térmica): limpe bem a placa (lado com cobre) com uma palha de aço fina ou ainda com produtos específicos para tal. Acerte a folha sobre a superfície de cobre, com o desenho voltado para baixo. Aplique o ferro bem quente, pressionando o papel contra a placa, mas sem esfregar, apenas faça pressão. Isso faz com o toner se prenda no cobre de maneira bem firme. O tempo médio de aplicação do ferro é de 2 a 5 minutos.

Obs.: A temperatura do ferro e o tempo de aplicação podem variar de acordo com o tipo de papel e também com o modelo do ferro utilizado. Com o tempo você terá maior controle estas “variáveis”.

Passo 3 – Preparando o papel para ser retirado da placa: agora o toner já deve estar bem fixo na parte com cobre da placa. De maneira alguma tente retirar o papel !!! Nem pense nisso!!! Pegue uma bacia e coloque um pouco de água quente com detergente neutro. Tenha cuidado ao manusear a água quente. Evite acidentes!!!! A quantidade de água deve ser suficiente para cobrir a placa (imersão total). Coloque a placa com o papel voltado para cima e aguarde em torno de 30 a 45 minutos. A água quente com detergente vai ajudar a amolecer o papel e facilitará a sua retirada sem que o toner solte do cobre.

Obs.: A água não precisa estar a 100º C!!! Mais uma vez aqui a experiência dirá qual a melhor temperatura.

Passo 4 – Retirando o papel da placa: com a água ainda morna (cuidado para não se queimar!) comece a friccionar levemente o papel com as pontas dos dedos para que o mesmo se solte. Veja o processo na figura abaixo. Não é necessário força. Ele começará a soltar da placa lentamente. Não tenha pressa! Os resultados são melhores quando o conjunto está mergulhado na água com detergente (aquela que você usou). Quanto maior a gramatura do papel, mais o mesmo demora para se soltar da placa. Vá friccionando com cuidado até que fique apenas o toner sobre o cobre.

Passo 5 – Limpeza, conferência e retoques: após a retirada do papel, banhe a placa em água corrente e enxugue-a com um pano macio (sem esfregar). Retire da mesma apenas o excesso da água. Verifique se existe alguma interrupção em alguma trilha e/ou ilha, se houver retoque com uma caneta para circuito impresso. Se forem necessários muitos retoques você deve parar e buscar quais foram os “motivos” que levaram a sua “transferência” não ter ficado perfeita (ou perto disso). Lembra-se da escolha do papel, temperatura do ferro, tempo de aplicação do ferro e força na fricção para soltar o papel? São variáveis que deverão ser repensadas.

Passo 6 – Corrosão da placa e remossão do toner: agora prepare uma segunda bacia, com percloreto de ferro, para a corrosão da placa. Coloque a placa para corrosão. Após finalizada a corrosão lave a placa em água corrente. Enxugue bem a placa e para retirar o toner use uma palha de aço ou algodão umedecido com “removedor para esmalte de unhas” (cuidado para não manchar a placa com o toner misturado com o removedor).

Aproveite para fazer mais uma verificação na mesma. Veja se nenhuma trilha ficou interrompida, ilhas sem ligação, e outros defeitos. Se ficou, ou você não fez uma boa conferência no passo 5 ou deixou muito tempo a placa na corrosão. Geralmente quando o percloreto é velho e/ou a placa não foi devidamente limpa a corrosão é irregular, e isso pode provocar excesso de corrosão em alguma parte da placa, levando embora um pedaço de trilha, ilha, etc. Se tudo correu bem, o resultado obtido impressionará. A placa que preparei durante a montagem deste artigo pode ser vista na figura abaixo.

Se você deseja fazer uma placa dupla face o método é praticamente o mesmo para os passos 2 a 5. No passo 1 é preciso um certo cuidado. Lembra-se que não foi necessário inverter o desenho para o lado inferior da placa (bottom)? Pois bem, para o lado superior (top) será!!! Ao imprimir o lado de cima da placa, use a função MIRROR, ou outra que permita o espelhamento da figura.

Já no passo 6 você deverá proteger totalmente o lado que não deseja corroer (lado contrário ao que você aplicou o desenho). Isso pode ser feito com uma fita adesiva forte, papel CONTACT ou uma tinta resistente ao percloreto e que possa ser retirada posteriormente, sem muito esforço.

Uma dica que pode ajudar muito é: quando for preparar uma placa com duas faces, faça a furação das ilhas antes. Assim, posicionando a placa em frente a uma luz forte será possível se orientar e fazer com que as ilhas/furos em ambos os lados fiquem perfeitamente alinhados.

Sempre que lidamos com placas comerciais, notamos a presença de uma “serigrafia” na parte superior da mesma com a simbologia dos componentes. Esta serve para orientar o "montador" sobre posição dos componentes através da sua nomenclatura (CI1, R1, C4, valores, etc). Alguns programas permitem a impressão desta “mascara” separadamente dos outros layers (botton, top, etc). Se este é seu caso, que tal inserir uma bela mascara no lado superior da sua placa? Vamos ao passo-a-passo:

Você deve ter percebido que o passo 6 foi descartado, já que não vamos corroer a placa e nem mesmo retirar o toner da mesma. Ele agora tem que ficar! Veja na figura abaixo, como ficou minha placa com a mascara.

Com tudo pronto você já pode pensar em dar o acabamento final em sua placa. Um verniz na parte de baixo da placa e também na parte de cima são uma excelente opção. Eles irão conferir o brilho e a proteção necessária à placa.

No caso da parte inferior ou mesmo superior (quando tratar-se de uma placa face dupla) é necessário o uso de um verniz específico para placas de circuito impresso, facilmente encontrado em lojas que comercializam componentes eletrônicos. Este verniz permite a solda posterior e protege as trilhas e ilhas contra a oxidação.

Já para uma placa apenas com mascara de componentes na parte superior (sem trilhas ou ilhas – face simples) o ideal é usar, neste lado, um verniz de acabamento para fotos e objetos de decoração. Este verniz é encontrado no comércio especializado em tintas.

Obs.: Em ambos os casos, é melhor adquirir estes produtos em latas tipo spray para facilitar a aplicação.

O método apresentado não é nenhuma novidade para muitos, porém para aqueles que ainda não o conheciam ou ainda para aqueles que apenas já ouviram falar, este artigo é uma verdadeira “receita de bolo”. Você poderá agora fazer suas próprias placas (mesmo face dupla), sem se preocupar com aquelas trilhas muito finas ou muito juntas e difíceis de se desenhar manualmente. Agora é possível obter um resultado final mais satisfatório. Espero ter colaborado com você que gosta de realizar suas próprias montagens preparando para isso suas próprias placas. Boas “placas” e até a próxima!

Compilado das minhas experiências e do meu artigo publicado na revista Eletrônica Total nr 130 de Março/Abril de 2008