Como fazer o seu próprio PCB em casa (Método de Transferência de Toner)

No tutorial anterior, mostrei-lhe brevemente como desenhar PCB usando o CAD Eagle. Neste tutorial, que é uma sequela do anterior, mostrar-vos-ei como fazer o vosso próprio PCB em casa.

Já vimos como começar com o software CAD Eagle da Autodesk, desenhar o esquema de um projecto (Circuito de Alarme de Incêndio) e finalmente desenhar o desenho do PCB com Eagle.

Depois da verificação de erros (DRC-Design Rule Check), há duas maneiras de proceder com a fabricação efectiva do PCB: usando os ficheiros Gerber gerados, pode contactar qualquer empresa de fabricação de PCB ou Casas de PCB e obter o seu PCB fabricado (e mesmo montado) ou pode fazer o seu próprio PCB em casa.

Antes de proceder com a fabricação do seu próprio PCB, verifique este artigo sobre Como desenhar o PCB usando CAD Eagle.

PCB Casas de Fabrico vs Produção de PCB em Casa

Utilizar Casas de PCB é uma boa ideia se estiver a desenvolver produtos comerciais. Geralmente, as Casas PCB fabricarão em grandes quantidades (para reduzir os custos) e se encomendar PCB apenas para prototipagem, poderá custar-lhe mais.

NOTE: O custo para fabricar um PCB dependerá da Casa PCB que escolher. Hoje em dia, muitas empresas de fabrico de PCB fornecem PCB de baixo custo mas de boa qualidade para a elaboração de protótipos. Sinta-se à vontade para os consultar.

Uma alternativa ao fabrico de PCB a partir de casas de PCB é fazer um em casa. Fazer PCB em casa é uma boa ideia se o seu desenho for simples (geralmente uma placa de uma camada) e se estiver pronto para sujar as mãos (literalmente).

Se tiver um pequeno circuito ou desenho que queira experimentar com um PCB, então provavelmente pode fazer um em casa sem o envolvimento da Gerber Files, da PCB Manufacturing Houses ou esperar que o PCB encomendado chegue à sua porta.

Neste tutorial, mostrar-lhe-ei todos os passos necessários sobre como fazer o seu próprio PCB em casa usando componentes e ferramentas simples.

Como fazer o seu próprio PCB em casa?

Aviso: antes de prosseguir com o processo, sugiro que tome as precauções de segurança necessárias, tais como usar óculos, luvas, máscaras, etc.

Imprimir o desenho do PCB num papel

Depois de desenhar o desenho do PCB do circuito, precisamos de imprimir o desenho num papel. Para imprimir o desenho, primeiro clique na opção Imprimir. Irá obter uma nova janela com opções para configurar o layout de impressão.

Como fazer o seu próprio PCB em casa Imagem 1

Agora, nesta janela, configure as seguintes opções.

    • Impressora: Imprimir em ficheiro (PDF)
    • Arquivo de saída: * definir o nome e localização da saída PDF *
    • Papel: A4
    • Orientação: Retrato
    • Alinhamento: Superior Esquerda (* em qualquer lugar *)
    • Área: Completa

    Fator de Escala também definido para 1 e Limite de Página para 0. Verifique as caixas de verificação “Preto” e “Sólido”. Finalmente, clique OK.

    Como fazer o seu próprio PCB em casa Imagem 2

    Um PDF será criado no local desejado. Agora, temos de imprimir este PDF num papel especial e seleccionar o papel é uma tarefa importante.

    Como seleccionar o papel para PCB?

    O método que vamos utilizar para fazer PCB chama-se Método de Transferência de Toner. Neste método, iremos imprimir o desenho do PCB num papel especial utilizando uma impressora laser e transferir o toner do papel para a placa PCB utilizando transferência térmica (caixa de ferro).

    As impressoras laser utilizam toner (um tipo de pó) para imprimir no papel, o pó de toner não será absorvido pelo papel, mas ficará colado na superfície. Isto está em contraste com as impressoras normais de jacto de tinta, que utilizam tinta, para pulverizar a impressão no papel (que será absorvido pelo papel).

    Por isso, a selecção do papel certo para o Método de Transferência de Toner PCB é muito importante. Para isso, utilizaremos (e sugiro que utilizem o mesmo) um papel para impressora laser brilhante de um só lado com uma espessura de 130 GSM.

    NOTE: Não utilizar papel brilhante de jacto de tinta. Papel de impressora laser, pois pode danificar o tambor da impressora laser.

    Preparar a placa para a transferência de toner

    Primeiro, imprimir o layout no papel com uma impressora laser. Aqui, fizemos várias cópias do layout apenas para demonstrar que podemos fazer várias placas com um pedaço de papel (guardar papel!!!).

    NOTE: Durante a impressão, definir o tamanho do papel para A4, a orientação para Retrato e verificar a opção Tamanho Actual (IMPORTANTE).

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    Agora, corte o pedaço de papel com o desenho impresso nele. Seleccione o tamanho do papel um pouco maior do que o tamanho final do cartão para que possa enrolar o papel à volta do cartão.

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    Toma um cartão PCB revestido a cobre e marca o tamanho do cartão num canto. No nosso caso, era um rectângulo de tamanho 4cm x 3cm.

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    Cortar a placa com uma serra. Antes de cortar a tábua com uma serra, usar uma ferramenta afiada como um cortador de caixa e fazer groves finos na superfície. Isto permitir-lhe-á cortar facilmente a placa com a serra.

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    Agora, a superfície da placa (aquela que acabámos de cortar) não está limpa com depósitos de impressões digitais e sujidade. Assim, para limpar a superfície, use uma lixa ou lixa macia e esfregue-a no lado de cobre da placa.

    Como criar o seu próprio PCB em Home Image 7

    Certifique-se de que a lixa não é dura, pois poderia remover completamente o cobre. Uma placa limpa com a sujidade removida parecerá muito brilhante.

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    Agora, limpe o lado de cobre da placa com álcool. Se não tiver álcool, pode usar acetona (também disponível como removedor de esmaltes). Este passo irá remover completamente pequenos depósitos de pó de cobre (causados pela fricção com lixa) e sujidade da superfície da placa.

    p>Como criar o seu próprio PCB em Home Image 9

    Agora, pegue na placa de cobre e coloque-a no papel com a camada impressa virada para o lado de cobre. Envolver o cartão com o papel extra que temos e selá-lo firmemente com cola ou fita adesiva.

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    Transferir o toner do papel para o PCB

    O passo seguinte é transferir o toner do papel para o lado de cobre do cartão. Para tal, utilizarei uma Caixa de Ferro. Existe outro método de transferência de toner do papel para o cartão chamado transferência de toner sem aquecimento, que utiliza produtos químicos para realizar a acção. Deixaremos isso para outro tutorial por agora.

    Preaqueça a caixa de ferro para cerca de 2000C (ou coloque o botão entre algodão e linho).

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    Colocar o lado de cobre da tábua em cima e colocar a caixa de ferro na tábua e lentamente começar a engomar a tábua. Aplicar uma leve pressão sobre a tábua durante cerca de 10 minutos e levar a caixa de ferro. Pode ver uma mudança na cor do papel antes e depois da passagem a ferro.

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    p> Colocar o cartão (com papel ainda embrulhado) numa tigela de água. Tenha cuidado ao tocar na placa, pois pode estar muito quente (Física do secundário: O cobre é um bom condutor de calor!).

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    Este arrefecimento instantâneo ligará o toner mais firmemente à placa de cobre. Deixe o cartão arrefecer durante um minuto ou dois.

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    Agora, pode começar lentamente a desenrolar o papel do cartão. Poderá notar que o papel está firmemente preso ao cartão.

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    Utilizar a água na tigela e esfregar o papel do cartão. Não aplique demasiada pressão ao remover o papel.

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    Quando o papel é completamente removido, é possível ver uma transferência limpa do toner na placa revestida a cobre.

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    Caso sinta que parte do traço ou almofada não se transferiu na perfeição, use um marcador permanente e desenhe sobre o toner partido ou pouco claro. No nosso caso, a transferência foi muito boa. Também pode usar um multímetro para verificar a conectividade.

    Tirar o cobre da placa

    O passo seguinte é remover todo o cobre desnecessário da placa PCB. Este processo chama-se “Etching”. Para tal, utilizarei cloreto férrico (FeCl3). O cloreto férrico é um químico muito nocivo e tóxico. Tenha muito cuidado ao utilizá-lo para fazer PCBs.

    Toma uma ou duas colheres de sopa de pó de cloreto férrico e coloca-o num recipiente espesso de plástico ou aço. Deite água quente no recipiente.

    Aviso: pode ver os fumos a sair do recipiente assim que adicionar a água.

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    Deixe cair o PCB no recipiente e agite a água durante 10 a 15 minutos (ou até o cobre estar completamente gravado).

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    Cloreto de Ferric não reagirá com carbono (que é o componente principal do toner), mas apenas com cobre. Portanto, o cobre na placa, excepto o que se encontra debaixo do toner (que actua como camada protectora) será completamente removido.

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    Descartar a água cuidadosamente e adicionar água fresca no recipiente. Agora, coloque o PCB na água para limpar a superfície dos depósitos químicos.

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P>Tire outra porção de lixa macia e limpe lentamente o toner do PCB.

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O seu PCB está pronto (bem, quase. Ainda precisa de fazer furos).

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Furos de perfuração no PCB

O passo seguinte é fazer furos no PCB para montar os componentes. Usamos um pequeno berbequim manual (berbequim eléctrico) para fazer os furos.

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Após todos os furos estarem feitos, o seu PCB está pronto a montar.

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Montagem do PCB

Reunir todos os componentes necessários para montar no PCB.

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P> Colocar todos os componentes nas suas respectivas posições e verificar se todos os furos, pistas e almofadas são os esperados ou não.

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Iniciar a soldadura dos componentes no PCB. Uma vez feito isto, o fundo do tabuleiro parece algo parecido com isto.

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E este é o PCB final com todos os componentes montados.

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E este é o PCB final com todos os componentes montados.

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