Tutorial: PCB pelo método fotográfico

Existem diferentes formas de se fazer uma placa de circuito. O método normalmente utilizado pelos iniciantes é desenhando o circuito a mão na placa através de uma caneta permanente. Apesar desse método ser extremamente consistente, isto é, dificilmente as trilhas apresentarão falhas, ele não permite circuitos complexos e bem acabados. Para uma maior complexidade, é necessário montar o  circuito em algum software e imprimi-lo. O desafio, no entanto, é passar do circuito impresso para a placa, formando assim os famosos PCB's (Printed Circuit Board). Optei por investir no método fotográfico, que depois de alguns meses e muitas tentativas, finalmente valeu a pena. Com ele dá para fazer placas dupla face e com mascara de solda, como demonstrarei a seguir:

Materiais fundamentais para esse método:

• Tinta fotossensível;
• Fotolito ou papel vegetal;
• Luz negra;
• Revelador (barrilha/carbonato de sódio);
• Removedor (soda cáustica).

Outros materiais importantes:

• Secador de cabelo;
• Óleo de banana;
• Rolo de pintura suave;
• Luvas;
• HD antigo;
• Fonte de computador;
• Chapa de vidro do tamanho da placa.

O primeiro desafio é espalhar tinta fotossensível na placa de forma uniforme. A melhor forma que encontrei para isso é através de um motor de HD, que possui uma boa velocidade (~5000rpm). Se o único tipo de placa a ser feita é de uma face, pode-se colar a placa diretamente no HD com uma fita dupla face, por exemplo. Como eu queria fazer placas dupla face, precisava de uma forma de girar a placa sem danificar a tinta presente no outro lado. Para isso, colei uma placa de lego no HD, de dimensões 10x10cm. Alimentei o HD com uma fonte e colei tudo num suporte pesado, para evitar vibrações.

Centrífuga virgem para tinta fotossensível

A desvantagem é que o tamanho máximo de placa que consigo fazer com essa centrífuga é 10x10, porém não acho que preciso placas maiores por hora. Para espalhar a tinta na placa não tem segredo, basta utilizar equipamento profissional, como uma escova de dentes.

Se o resultado após a centrifugação não ficar como acima, pode ser que a tinta esteja muito grossa. Para diluição, recomendo misturar óleo de banana na solução (eu misturei uns 20ml desse óleo no pote inteiro de 100ml de tinta).

Após a centrifugação, é necessário secar a tinta. Essa é a parte mais demorada de todo o processo. Eu uso um secador de cabelo na temperatura máxima por 15~20min, porém pode ser utilizado um forno, que além de secar mais rápido, não joga sujeiras na placa. Importante: se você utilizar um secador de cabelo, não seque a placa na própria centrífuga. Eu fiz isso e a temperatura interna ficou tão quente que entortou a placa de lego e fez o motor girar mais lentamente (até resfriar).

Após ter a tinta seca (ela ficará opaca), é necessário repetir o processo para o outro lado da placa, porém tomando cuidado para não danificar a camada de tinta já existente. Para isso, eu utilizei um pedaço de fotolito 8x8cm com o lado plastificado em contato com a tinta seca durante a centrifugação.

Com as duas camadas secas, é hora de expor à luz ultravioleta. Para isso, é necessário ter em mãos o circuito impresso no fotolito. Como estamos fazendo uma placa dupla face, é preciso alinhar a parte de cima do circuito com a parte de baixo. Utilizei uma "extensão" do fotolito colando A4 nas bordas, servindo como suporte para colar a parte de cima com a parte de baixo, de forma que seja fácil colocar a placa entre as duas folhas de fotolito.

Configurações de impressão no Proteus:

Bottom copper: inverter cores, inverter orietação;

Top copper: inverter cores, orientação normal;

Bottom resist: cores normais, inverter orientação;

Top resist: cores normais, orientação normal.

Precisamos expor os dois lados da placa à radiação UV ao mesmo tempo. Para isso, fiz como no esquema acima, com uma lâmpada em baixo, vidro, placa, vidro e outra lâmpada em cima. O vidro ajuda a melhorar a resolução e o papel alumínio na caixa ajuda na captação de UV pela placa. Importante: tente não deixar a placa totalmente em cima da lâmpada e use lâmpadas de mesma potência (~35W) na mesma distância. O tempo de exposição varia conforme as lâmpadas, sendo o mínimo 3min (com essas lâmpadas). Quanto maior o tempo de exposição, mais segura será a revelação porém mais difícil será tirar a tinta que não foi exposta.

Com a solução de revelador preparada (duas colheres de chá para 200ml de água), mergulhe a placa nela e passe o rolo suave. Você deve ser capaz de tirar a tinta não exposta a luz sem grandes dificuldades. Se as trilhas do circuito ficarem tortas/saírem ou a tinta enrugar, é necessário refazer todo o processo, ajustando tempo de exposição/posição.

Depois é necessário corroer a placa com percloreto de ferro e remover a tinta presente com o removedor (duas colheres de chá em 200ml de água).

Observe que eu deixei muito tempo exposto, resultando em certar ligações indesejadas que precisaram ser arrumadas com o riscador de placa antes de aplicar a mascara de solda. Após checar todas as ligações, era hora de fazer esse método valer a pena: fazer tudo que foi feito até agora de novo para aplicar a máscara de solda (exceto corroer e remover a tinta).

Tive dificuldades em alinhar os pontos a serem expostos no fotolito com os pontos já presentes na placa, o que resultou em certo desvio. Pensei que seria um grande problema, mas após a furação e soldagem, vi que não foi nada de mais. Recomendo muito usar solda de 0,5mm e broca de 0,8mm para furação (sério, faz toda diferença).