Como fazer uma placa de circuito electrónico em casa?

No mundo de hoje, as placas de circuito impresso são utilizadas no fabrico de circuitos electrónicos. Estes incluem, por exemplo, as montagens electrónicas. Uma placa com múltiplas camadas de novos elementos electrónicos tem a propriedade de ser integrada. Esta característica torna possível reduzir o tamanho dos circuitos eléctricos e as técnicas de computação. A primeira placa de circuito impresso apareceu há mais de cem anos.

Como fazer uma placa de circuito impresso electrónico em casa?

Conteúdos

1 O que é a placa de circuito impresso
2 Fazer uma placa de circuito electrónico em casa
3 Receitas de Soluções de Gravura

O que é uma placa de circuito impresso?

A placa de circuito impresso aparece como uma bolacha dieléctrica. A superfície do produto contém o circuito eléctrico. É necessária uma placa dieléctrica para ligar os componentes electrónicos. Os condutores dos componentes do cartão são soldados às partes do padrão condutor.

O diagrama do circuito é feito de folha de alumínio sobre uma superfície isolante sólida. Os furos e almofadas são feitos na placa de circuito impresso para a montagem dos componentes planares e dos pinos. A folha no quadro está disposta em várias camadas, pelo que a ligação eléctrica ao quadro é fornecida por orifícios de transição. A superfície exterior do cartão é coberta com uma camada protectora (máscara de solda) e marcações (gráficos e texto adicionais de acordo com os documentos de desenho).

Classificação das placas de circuitos impressos de acordo com o número de camadas de papel de alumínio

de uma só face;
frente e verso;
multicamadas (união de várias placas com uma ou duas camadas).

IMPORTANTE! O número de camadas é aumentado em função da complexidade da instalação do projecto.

Fazer uma placa de circuito electrónico em casa

Como fazer um PCB electrónico em casa?

Que material será utilizado para o fabrico

Os substratos de folha de alumínio dieléctrico são utilizados para placas de circuito impresso. O material consiste em placas multicamadas com isolamento eléctrico ou filmes fluoroplásticos sintéticos ou de poliimida. Por cima do isolamento ou da película está uma folha de cobre, alumínio ou de níquel.

A folha de alumínio não solda bem.
A folha de níquel tem maior resistência e baixa dissipação de calor. Além disso, a produção é mais dispendiosa.
A folha de cobre pode ser muito bem soldada. A espessura é de 18 a 35 μm.

Muitos materiais para a confecção de placas estão disponíveis no mercado. Para fazer um prato com as suas próprias mãos, pode usar fibra de vidro ou gethinax:

O flutuador reforçado com fibra de vidro é um material composto à base de fibra de vidro. O material composto é impregnado com resina epoxídica e revestido com folha de cobre. A fibra de vidro tem elevada condutividade térmica, resistência e isolamento eléctrico. O peso do material não irá pesar a unidade montada. O material é fácil de maquinar. A temperatura de aplicação varia entre menos 60 e mais 125 graus Celsius. A espessura admissível é de 1,5 milímetros. Em casa, 0,8 milímetros com uma única demão é preferível.
Gethinax é papel impregnado com verniz bakelite. As camadas do material são obtidas depois de o papel ter sido prensado a quente. Gethinax é impregnado com resina epoxídica. A temperatura de aplicação varia entre menos 65 e mais 120 graus Celsius. A escolha da variedade Gethinax depende da sua utilização futura.

Requisitos básicos para as placas fabricadas

Forma rectangular com revestimento de dupla face.
Espessura - não mais do que três milímetros (deve corresponder ao substrato dieléctrico).
Os contornos dos recessos e ranhuras estão localizados em torno do perímetro da placa e não coincidem com as linhas da grelha.
Os centros de todos os buracos estão localizados nos nós da grelha.
O espaço entre os bordos do buraco e a tábua não deve exceder a espessura da tábua.
O tamanho da área de contacto determina o diâmetro do buraco.
A espessura das pistas e o espaço entre elas é de cerca de 0,2 milímetros.

Ferramentas e química necessárias

cartão de fibra de vidro ou gethinax;
raspador de loiça;
detergente para lavagem de louça;
acetona;
removedor de verniz de unhas sem acetona;
álcool industrial ou médico;
uma escova de dentes antiga;
papel higiénico macio de duas camadas;
seringa de dois copos;
papel fotográfico;
uma impressora laser a preto e branco com uma resolução de mais de 600 dpi e o seu cartucho;
tesouras de costura;
brocas 0,6 milímetros, 0,8 milímetros e 1 milímetro
marcador para desenhar placas de circuito impresso;
mini-broca;
hidroperitidos;
ácido cítrico;
sal grosso (não iodado);
recipiente de plástico para gravura;
cartão de plástico;
3 kg de peso;
fluxo de álcool-canisterna;
estação de solda.

Impressão do desenho do quadro na impressora

Para a largura máxima da linha no desenho deve desligar o modo de poupança de energia nas propriedades da impressora. Poderá ter de seleccionar um modo diferente para obter um bom resultado. A representação gráfica do quadro não deve ser desfocada ou arranhada.
Seleccionar resolução máxima e modo preto e branco nas definições de impressão (no caso de uma impressora a cores).
A escala deve ser realista.
Uma vez concluída a impressão, uma imagem com elementos gráficos não deve ser tocada à mão. É melhor deixar uma margem na folha antes de cortar o desenho. Uma área extra de dois centímetros é suficiente para segurar o papel com os dedos sem tocar no diagrama.

IMPORTANTE! Deve deixar três milímetros da fronteira ao cortar para que se possa ver as arestas ao transferir.

Preparação da solução de transferência química

Para fazer a solução química, necessitará:

um líquido sem acetona e a própria acetona na proporção de 2:1;
seringa;
Um recipiente de vidro com uma tampa de borracha.

Ambos os líquidos são medidos com uma seringa, misturados e despejados num recipiente hermeticamente fechado. Se armazenada durante muito tempo, a acetona pode evaporar e a substância deteriorar-se-á.

Fazer plástico reforçado com fibra de vidro (GRP)

O cartão de fibra de vidro requer uma ampla superfície uniforme, no centro da qual é colocado um pedaço de papel higiénico.
A seguir vem a preparação do material. O painel de fibra de vidro é esfregado num padrão circular com uma esponja metálica para remover qualquer oxidação, arranhões ou impressões digitais. A placa deve brilhar.
Pingar o detergente no centro da placa e ensaboá-lo. Além disso, uma solução com sabão é aplicada nas mãos.
O prato é lavado durante alguns minutos e enxaguado com água fria. O tabuleiro deve ser segurado nos seus lados pelas bordas.
Após a lavagem, colocar o cartão sobre papel. Aplicar algumas gotas de solução de acetona por cima e limpar com papel higiénico até estar completamente seco.

IMPORTANTE! Não permitir que pêlos, pó ou pêlos finos cheguem à superfície da tábua. Limpar a área antes do procedimento.

Transferência do padrão

Verter dois mililitros de solução para uma seringa.
O cartão é colocado sobre o papel. Uma superfície de folha de cobre deve ser colocada em cima.
Uma fina camada de líquido é aplicada sobre a superfície de cobre, sem lacunas.
Um desenho do circuito é colocado uniformemente sobre a placa com o selo para baixo. O papel não deve ser movido.
Utilizar um cartão plástico para apagar o papel e espremer a solução em excesso.
Após dez segundos, dois pedaços de papel são colocados por cima, após mais dez segundos, uma prensa suave (3 quilos) é colocada sobre a placa e a pressão é aplicada durante cinco segundos.
Após cinco minutos, o peso é retirado. O papel com o desenho deve secar (ficar branco).
Para remover o papel, embeber uma escova de dentes em álcool e molhar a superfície. Depois de se ter tornado oleoso, o papel é dobrado de uma borda para trás e o álcool é derramado debaixo dele com o pincel. A área de desenho deve ser completamente coberta com o líquido volátil.
A folha é puxada uniformemente para trás para que a tinta permaneça na placa. Recarga periódica com álcool.

IMPORTANTE! Se restarem pequenas áreas de toner no papel, pode utilizar um marcador e assinalar as lacunas. É aconselhável pintar em duas demãos para obter um efeito de verniz preto. Antes de desenhar no quadro deve medir a geometria do desenho com uma régua.

Gravar o quadro

Para preparar a solução, verter 50 mililitros de água quente para um recipiente.
Três comprimidos de hidroperitido são adicionados à água até que esta se dissolva. O resultado é peróxido de hidrogénio (3 por cento).
15 gramas de ácido cítrico e 5 gramas de sal são adicionadas ao líquido até à sua completa dissolução.
Verter a solução para um recipiente de plástico e mergulhar a placa de circuito durante meia hora (por vezes quarenta minutos).
Lavar a tábua com água morna e limpar o toner com acetona. A tábua é revestida com fluxo de álcool-tocanifão.

Furos de perfuração

Os furos são perfurados no local de saída da pista. Os segundos furos são feitos no local de saída da pista. As transições são adicionadas em torno dos bordos da placa para uma maior rigidez. É necessária uma mini-broca porque é utilizado um pequeno diâmetro de broca.

Queimar o tabuleiro

O rebarbamento de uma placa protege a chapa de cobre da corrosão. É necessária uma estação de soldadura para o processo. A trança é fixada na ponta do ferro de solda e estanhada com um arame para se obter um bom resultado de estanhagem.

A placa e a trança estão cobertas de fluxo. O estanho é então aplicado no quadro. No processo, as flecks de cobre da trança são removidas.

Receitas de Soluções de Gravura

Solução de água de peróxido de hidrogénio e ácido cítrico

Ingredientes:

peróxido de hidrogénio (3 %);
ácido cítrico;
sal comum;
água quente (100 ml).

Uma solução de gravura de 100 mililitros é suficiente para remover folha de cobre (35 µm de espessura) de uma área de placa de 100 centímetros quadrados. A solução preparada não deve ser armazenada. O ácido acético pode ser utilizado em vez do ácido cítrico, mas a tábua terá de ser seca ao ar livre por causa do cheiro desagradável.

As vantagens da solução são a barateza, fácil disponibilidade de ingredientes, alta velocidade, segurança. A gravura pode ser feita à temperatura ambiente.

Solução de decapagem de cloreto de ferro

A solução de cloreto férrico não requer temperatura. O tempo de gravura é rápido. No entanto, a velocidade diminui à medida que o cloreto férrico no líquido é consumido.

Para a sua preparação, precisará: 200 mililitros de água e 150 gramas de ferro cloro em forma de pó. Agitar os componentes até estarem completamente dissolvidos.

IMPORTANTE! A solução de gravura pode ser armazenada num recipiente hermeticamente fechado e utilizada repetidamente. Para uso repetido, é "animado" com pregos de cobre. A desvantagem da solução é o seu elevado custo.

Solução de gravura à base de peróxido de hidrogénio e ácido clorídrico

A solução de gravura é rápida e facilmente disponível. O hidroperitol ou peróxido de hidrogénio pode ser obtido na farmácia.

Para a sua preparação, uma solução de peróxido de hidrogénio (3%) é vertida em ácido clorídrico (agitando-o) num fluxo fino. As precauções de segurança devem ser observadas durante o processo de gravura porque o ácido clorídrico corrói as mãos e estraga outros objectos. Não se recomenda a utilização da solução em casa por este motivo.

IMPORTANTE! O electrólito de bateria ao qual é adicionado sal pode ser utilizado em vez de ácido clorídrico.

Uma solução de gravura à base de sulfato de cobre

Uma solução de decapagem à base de sulfato de cobre é raramente utilizada porque o procedimento é complicado. Além disso, o sulfato de cobre é um pesticida que é utilizado na agricultura para matar pragas. É vendido em pontos de venda a retalho para jardineiros.

Método de preparação: sulfato de cobre (⅓ parte) é misturado com sal de mesa (⅔ parte). Deitar 1,5 chávenas de água quente na mistura para dissolver o sal.

O tempo de decapagem com sulfato de cobre é de cerca de quatro horas. A temperatura requerida situa-se entre 50 e 80 graus Celsius. A solução deve ser constantemente alterada durante o processo de gravura.

O método de fazer placas de circuito impresso em casa é útil para aqueles que são novos na electrónica. É possível adquirir as competências necessárias em casa antes do trabalho profissional. O número de métodos é variado, o que afectará o sucesso do que se concebeu.