Grabado de una placa de circuito impreso en casa: método de transferencia de tóner

Diseñe el diseño del circuito en el software de diseño PCB (KiCad, EasyEDA, Eagle o Fritzing). El diseño debe imprimirse como imagen especular porque se transferirá boca abajo sobre el cobre. Imprima el diseño en papel fotográfico brillante usando una impresora láser con el ajuste de densidad de tóner más alto. El tóner de impresora láser es un polímero plástico que se adhiere a la superficie de cobre al calentarse, actuando como resist de grabado; la tinta de inyección no funcionará porque es a base de agua y se disuelve en el agente de grabado. El ancho de las pistas debe ser de al menos 0,3 mm para un grabado casero fiable (las fábricas profesionales de PCB pueden lograr trazos mucho más finos). Imprima primero una copia de prueba en papel normal y colóquela sobre la placa revestida de cobre para verificar el tamaño.

Limpia la superficie de cobre de la placa en blanco PCB frotándola con lana de acero fina o una almohadilla Scotch-Brite hasta que quede uniformemente brillante y lustrosa, sin oxidación, huellas dactilares ni grasa. Cualquier contaminación impide la adhesión del tóner. Manipula la placa limpia solo por los bordes. Coloca el papel couché impreso boca abajo sobre la superficie de cobre limpia, alineando el diseño del circuito. Aplica calor y presión con una plancha de ropa ajustada a la temperatura más alta (sin vapor). Presiona firme y uniformemente durante 3-5 minutos, desplazando la plancha lentamente por toda la superficie. El calor funde el tóner (aproximadamente 180 grados C) y la presión lo adhiere al cobre. Deja enfriar ligeramente y luego sumerge la placa en agua tibia durante 10-15 minutos hasta que el papel se ablande y se despegue, dejando el patrón de tóner sobre el cobre.

Inspeccione el patrón de tóner transferido cuidadosamente bajo luz brillante. Busque cualquier área donde el tóner no se haya transferido limpiamente: roturas en las pistas, microagujeros o pastillas faltantes. Retoque cualquier defecto usando un marcador permanente (Sharpie) o un rotulador de resistencia PCB; la tinta del marcador actúa como resistencia al grabado igual que el tóner. Este paso de inspección es fundamental: una sola rotura en una pista significa una conexión eléctrica rota en la placa terminada, lo que puede ser muy difícil de diagnosticar más adelante. Preste especial atención a las pistas finas y a los espacios entre pastillas muy juntas: estos son los puntos de fallo más comunes en la transferencia por tóner.

Usando guantes de seguridad y gafas (el cloruro férrico mancha permanentemente y es ligeramente corrosivo), vierta la solución de cloruro férrico en una bandeja de grabado de plástico hasta una profundidad de aproximadamente 1 cm. Sumerja la placa con el cobre hacia abajo, flotando sobre la superficie del mordiente. Agite suavemente la bandeja cada minuto balanceándola de adelante hacia atrás; la agitación lleva mordiente fresco a la superficie de cobre y acelera el proceso. El grabado tarda entre 15 y 45 minutos según la temperatura y frescura de la solución (un mordiente más caliente funciona más rápido; 40-50 grados C es lo óptimo). Revise el progreso periódicamente levantando la placa: verá cómo el cobre se disuelve gradualmente alrededor de las pistas protegidas por el tóner. El grabado está completo cuando todo el cobre expuesto se ha disuelto, dejando solo las pistas protegidas por el tóner. No sobregrabe, ya que la solución socavará los bordes bajo el tóner, adelgazando las pistas.

Retire la placa grabada de la solución, enjuáguela bien con agua y retire el tóner con acetona o quitaesmalte de uñas, dejando al descubierto las pistas de cobre brillante debajo. Inspeccione las pistas para comprobar la continuidad: use un multímetro en modo de continuidad para verificar que cada pista conecte sus puntos previstos sin cortocircuitos con las pistas adyacentes. Perfore los orificios de los componentes con una broca de 0,8-1,0 mm en un taladro de columna pequeño o en una herramienta rotativa. Las brocas PCB son de carburo porque la fibra de vidrio (FR4) es extremadamente abrasiva y embota las brocas de acero al instante. Después de perforar, lije ligeramente el cobre con lana de acero fina para eliminar cualquier oxidación y mejorar la soldabilidad. La placa terminada está lista para la soldadura de componentes. Para una protección a largo plazo, aplique un recubrimiento de fundente o laca transparente al cobre para evitar la oxidación antes de instalar los componentes.