Tutorial confeccao pcb

TUTORIAL
CONFECÇÃO DE PLACAS DE CIRCUITO IMPRESSO
PELO PROCESSO DE FOTOTRANSFERÊNCIA
Desenvolvido por Guilherme Morgado Bassan e Luís Paulo Custódio – out/2014 – V1.0
Curso de Engenharia Elétrica – UTFPR-Curitiba
INTRODUÇÃO
Este tutorial foi elaborado com o intuito de ajudar e promover a utilização de placas de circuito impresso (PCI)
para laboratórios, projetos e protótipos de circuitos eletrônicos. Existem outros métodos de fabricação de PCI,
tais como: termotransferência, serigrafia, impressão direta na placa, adesivos, etc. Porém este método, mesmo
sendo um pouco trabalhoso, mostrou melhores resultados, sendo um processo caseiro, e por esta razão este
tutorial foi criado, para mostrar passo a passo e com o máximo de detalhes de como fabricar sua própria placa de
circuito impresso com boa qualidade.
Os termos utilizados devem ser familiares e alguns técnicos, porém nada que impeça o entendimento dos
passos.
Algumas marcas serão citadas, porém elas se referem aos materiais utilizados. Não sendo obrigatória a
utilização das mesmas marcas.
A placa sugerida para o tutorial e os componentes utilizados tal como a disposição deles é somente uma
sugestão do circuito de PWM para a disciplina de Eletrônica de Potência da Universidade Tecnológica Federal do
Paraná dos cursos de Engenharia Elétrica e Engenharia de Controle e Automação.
OBSERVAÇÕES IMPORTANTES:
Primeiramente, é preciso ter em mente alguns pontos importantes:
- É um processo que exige atenção e cuidado por lidar com produtos químicos, portanto, a utilização de EPI’s
(Equipamentos de Proteção Individual) é necessária.
- A exposição da luz ultravioleta diretamente aos olhos é prejudicial.
- Todo o processo deve ser feito em um lugar arejado, tanto na utilização dos produtos químicos, quanto para a
corrosão e soldagem dos componentes.
- O contato com elementos químicos pode causar sérios ferimentos, fique atento a coceiras e ardências, e caso
entre em contato com a pele, lave imediatamente com água. Caso o ferimento seja grave ligue para a
emergência local.
MATERIAL NECESSÁRIO:
Para segurança:
 Óculos de proteção: evitar que alguma substância entre em contato com o olho. Não é necessário óculos
para proteção ultravioleta, somente evitar olhar para a lâmpada.
 Luvas: para não entrar em contato com a pele as substâncias químicas e manchar as mãos com o
percloreto e com a tinta. Caso seja necessário, use um jaleco para proteger as roupas.
 Máscara: evitar o pó produzido pelo bicabornato de sódio e com o cheiro forte das tintas, evidenciando
novamente para trabalhar em locais arejados.

Para impressão:
 Folha transparente: para impressão do circuito. Existem dois modelos: impressora a laser (tira indicativa
de lado) e cartucho de tinta (tira indicativa de cima). Preferência pela impressão a laser. Na impressora
cartucho de tinta imprimir em alta qualidade para a cor preta ficar opaca no circuito.
Para o preparo da placa:
 Placa de fenolite/fibra de vidro: dependendo da aplicação, por exemplo, para circuito de alta frequência, é
preferível utilizar placas de fibra de vidro.
 Esponja de aço: limpar a oxidação da placa.
 Detergente: eliminar a gordura e resíduos da placa.
 Cortador de placa ou uma retífica (Ex: Dremel®): para ajustar o tamanho da placa de cobre conforme o
circuito.
Para fototransferência:
 Tinta Fotosenssível: é uma tinta que é sensível à luz ultravioleta, ou seja, nos espaços onde a impressão
do circuito é transparente a tinta se fixa, cobrindo o cobre; e na parte preta da impressão, a tinta sai com
o banho em bicabornato de sódio. Pode ser adquirida aqui: http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-
591305970-tinta-fotosensivel-100gr-para-corroso-de-circuitos-imp-_JM, (somente exemplo).
 Luz ultravioleta: comercialmente chamada de luz negra. Pode ser utilizada uma lâmpada de 26W, um
conjunto de lâmpadas fluorescente, até mesmo a luz solar, porém, o tempo necessário para transferir o
circuito para a placa demora muito mais.
 Duas placas de vidro: servem para prensar a impressão da folha transparente à placa, formando um
“sanduiche” (vidro-placa-circuito-vidro).
 Presilhas: para fixar as placas de vidro e prensar a placa e o circuito para não se mexerem.
 Micro retífica: ela serve para centrifugar a placa (detalhes adiante). Pode ser utilizado qualquer
equipamento girante para fixar à placa.
 Cola quente: para fixar a placa no eixo da retífica.
 Secador: secar a tinta da placa. Utilizar na temperatura quente, mas não deixar esquentar muito a placa
para não estragar a tinta. Caso esteja disponível, é favorável utilizar um forninho SOMENTE para este
fim.
 Caneta para retoque em circuito impresso (caneta para escrita em CD/retroprojetor): caso haja alguma
falha no circuito, antes de corroer, é possível utilizar esta caneta para preencher as falhas.

Para revelação, corrosão e limpeza da tinta:
 Bicabornato de Sódio (barrilha leve): encontrado em lojas de limpeza de piscinas e mercados.
 Cloreto de Ferro III, Percloreto de Ferro (líquido ou em pó): substância química para corroer o cobre da
placa. Cuidado para não respingar nas roupas, e quando encostar-se à pele lave-a o quanto antes com
água. Sempre misture o percloreto na água e não ao contrário, pois poderá ocasionar, dependendo da
concentração dos elementos, uma reação exotérmica que poderá liberar vapores prejudiciais a saúde.
 Hidróxido de Sódio (Soda Cáustica): CUIDADO!!! Substância altamente corrosiva dependendo da
concentração, atenção ao manuseá-la. Encontrado em lojas de limpeza de piscinas.
 Potes para revelação, corrosão e limpeza da tinta: podem ser potes de plástico onde caiba a placa. Não
usar recipientes de metal.
 Esponja ou rolo macio: para auxiliar na retirada da tinta da placa.
Para proteção e finalização da placa:
 Perfurador de Placa: realizar os furos na placa para encaixar os componentes, furadeira ou micro
retíficas com broca não maior que 1 mm de diâmetro para componentes em geral (dependendo do
componente eletrônico – Ex: diodo UF5004, bornes, etc – deve ser uma broca um pouco maior).
Caso queira proteger a placa da corrosão natural do cobre (oxidação) têm-se os seguintes materiais para
proteção da placa:
 Verniz: em formato aerossol, aplica-se à placa na parte cobreada e deixe secar.
 Pasta para soldar: uma pasta que deve ser espalhada na parte cobreada e com o ferro de solda, aplica-
se uma pequena porção de solda na ponta, espalhe-a onde queira se “estanhar”. Passe, por exemplo,
nas trilhas para que não oxide e também onde exija maior corrente circulante no circuito. Não se
preocupe, pois a solda somente se fixará na parte cobreada.
 Máscara de solda: uma tinta especial para proteção de toda a placa na parte cobreada, deixando
somente os pontos de solda para que não se espalhe.

DICAS PARA O LAYOUT DE UMA PCI
Algumas dicas de como atenuar as EMI’s (Interferências Eletromagnéticas) na construção de PCI’s:
 Fazer um plano de terra na placa de circuito impresso, ou seja, um chapado de cobre interligando todos
os pontos de GND (terra) do circuito.
 Projetar os componentes mais próximos possíveis do CI (observando a conveniência de botões, trimpots,
dip switchs,etc).
 Incluir em seu projeto capacitores de 100 nF (cerâmico) em pontos estratégicos para minimizar
instabilidade de sinal (leituras de conversores A/D, por exemplo).
 Em projetos com microcontroladores, os cristais devem ser posicionados muito próximos dos pinos do CI.
Caso contrário, ruídos poderão influenciar em mau funcionamento do projeto.
 Deixar as trilhas entre os componentes o mais curta possível para evitar que elas funcionem como
antena para o ruído.
 Evitar traçar trilhas a 90º, tente fazer curvas não acentuadas.
 Trilhas de realimentação devem ser posicionadas do lado oposto ao de realimentação, TOP/BOTTOM.
 Separar as trilhas de sinal das trilhas de alta potência.
 Separar circuitos analógicos e digitais.
 Cuidado com trilhas paralelas, pois podem gerar capacitâncias parasitas. Se o circuito for de baixa
frequência não é tão crítico, porém em alta frequência, o sinal pode ser desviado de uma trilha para outra
ou causar realimentação.
 Pinos de entrada de CI’s que não estão sendo usados devem ser aterrados, caso contrário haverá a
possibilidade do ruído gerar sinais indesejados a essas entradas (dependendo das funções do CI, as
entradas não deverão ser aterradas – ver datasheet).
 Se possível utilizar componentes SMD.
CRIAÇÃO DO LAYOUT DA PLACA

IMPRESSÃO DO CIRCUITO
Depois de montar o circuito e inverter a imagem (preto/branco) a impressão deve ser feita em papel
transparente, como na figura abaixo. Importante lembrar que a tinta utilizada requer que inverta as cores do circuito,
pois ela irá reagir com a luz negra, portanto, em lugares que devem ficar o cobre (a luz deve passar para sensibilizar
a tinta) deverá estar transparente, e nos lugares que deverá ser corroído, deverá ficar com tinta preta.
Atente para o lado correto caso tenha algo escrito algo no circuito. Se não for o caso, tanto faz, pois a folha é
transparente, então é só inverter.
Dê preferência à impressão a laser, pois a qualidade é muito melhor que a impressão à cartucho de tinta. Se
for imprimir com cartucho de tinta imprima em alta definição, e se mesmo assim o circuito não ficar opaco (o preto
não ficar tão preto) é bom imprimir mais uma ou duas vezes o mesmo circuito e sobrepor para que o preto fique
realmente preto. Atente na hora de adquirir a folha correta para cada tipo de impressão, pois são diferentes.
PREPARAÇÃO DA PLACA
A preparação da placa é uma etapa importante para que a placa fique com resultados satisfatórios.
Primeiramente, limite o tamanho da placa com um lápis e régua, e então, corte-a no tamanho adequado para o
circuito.
Depois disso, esfregue-a com uma esponja de aço até que ela fique brilhante sem marcas de oxidação. Para
eliminar a gordura restante lave-a com detergente e não a toque mais com os dedos, segurando-a pela borda de
agora em diante. Para secar poderá usar um secador de cabelo ou um papel que não seja áspero.

PREPARAÇÃO DA TINTA FOTOSENSSÍVEL À LUZ ULTRAVIOLETA NA PLACA
Esta etapa e a da secagem são as mais importantes do processo. Primeiro é preciso alocar a placa em um
suporte giratório para que posteriormente seja possível realizar a centrifugação da placa para deixar a tinta
espalhada homogeneamente. Utilizo para tal fim, uma micro retífica e com cola quente prendo a placa ao eixo da
retífica. Certifique-se que esteja bem presa para que não desloque do eixo.
Depois de fixada, aplique a tinta na placa. Para tanto, pode ser aplicada com um pincel macio ou também
com uma luva cirúrgica. Não é necessário ficar perfeitamente homogênea, pois com a centrifugação isso se
resolverá. Também não é necessário utilizar muita tinta, sendo que o importante é cobrir toda a área da placa.
Esta tinta não deve ser tóxica, porém, caso tenha algum tipo de alergia, utilize sempre luvas para evitar entrar
em contato com ela, e faça isso em ambiente aberto, pois o cheiro característico dela é um tanto forte, podendo
utilizar uma máscara para segurança.
Para centrifugar a placa não deixe em uma rotação muito elevada para não retirar muita tinta. O processo é
rápido da ordem de 5 segundos centrifugando. Outro ponto a observar é que esta tinta irá espalhar, então faça isso
em um recipiente fechado, podendo ser usada uma caixa para este processo.
A aparência da placa pós-centrifugação deverá ser a seguinte:
SECAGEM DA TINTA
Depois de centrifugar a placa é necessário secar a tinta. Poderá secar a tinta com um secador de cabelo ou
se tiver disponível, um forno para este fim específico. Quando for utilizar o secador de cabelo atente para que o
mesmo não tenha sujeiras, pois isto poderá prejudicar toda a fixação da tinta e a transferência do circuito.
Nos testes, o tempo de secagem com um secador de cabelo foi de 15~20 minutos. Ela estará pronta para a
próxima etapa quando ela estiver totalmente seca e lisa (sem grudar ou deixar marcas).

TRANSFERÊNCIA DO CIRCUITO PARA A PLACA
Nesta etapa a folha do circuito deverá ser posicionada na placa. Para que o desenho fique posicionado
corretamente na placa, foram utilizadas duas placas de vidro (verifique se a placa que está em contato com a luz
esteja limpa e sem poeiras, pois isso irá prejudicar a transferência do circuito) e presas com presilhas como na figura
abaixo. Atente novamente para o lado correto, caso contrário o circuito ficará invertido.
Com a luz negra posicione-a para iluminar toda a placa com uma distância de mais ou menos de 10 cm. Não
é necessário realizar esta etapa no escuro.
É necessário realizar alguns testes para saber quando está pronto o circuito, pois depende do tamanho da
placa e da potência da lâmpada. Nos meus testes um tempo de aproximadamente 3 minutos com a lâmpada próxima
de 10 cm da placa. Caso a placa seja muito grande, é preciso fazer um conjunto de lâmpadas ultravioleta para que a
luz preencha toda a placa.
REVELAÇÃO DO CIRCUITO
Esta é a etapa de que traduz o nome do processo. Depois de transferir o circuito para a placa, retire a folha
da placa. Se a tinta secou adequadamente, a folha não irá grudar. Para que possamos “revelar o circuito” é
necessário mergulhar a placa em uma solução de bicabornato de sódio de água. Em um recipiente com água misture
com uma colher cheia do sal e então mergulhe a placa na solução. Não demore muito tempo para revelar após ter
transferido o circuito para a placa, pois dependendo da iluminação local poderá comprometer a revelação.
Para agilizar o processo, pode utilizar um rolo de tinta ou uma esponja (com a parte amarela, menos
abrasiva) e esfregue levemente para que o circuito comece a se “revelar”. Não deixe vestígios de tinta nas partes que
não deveriam ter, pois no momento de corroer estes restos de tinta poderão causar curtos nas trilhas e o processo
será inutilizado. O resultado deverá ser o da figura abaixo.
Caso o circuito tenha algumas trilhas falhadas poderá utilizar a caneta para repará-las (dependendo do
tamanho da falha deverá realizar novamente os procedimentos adotados até então, e para retirar a tinta da placa
deverá usar a soda cáustica ou esfregar com a esponja de aço).

CORROSÃO DA PLACA
Após ter limpado completamente qualquer vestígio de tinta da placa está na hora de corroer o cobre que está
descoberto pela tinta. No comércio, o percloreto de ferro é vendido em pó ou líquido, a escolha não afeta o resultado
final. No caso de ser em pó, primeiro coloque a água e depois o pó, pois esta reação é exotérmica e gera calor e
vapores, portanto, faça este passo em um local com ventilação. Deposite o ácido em recipientes que não sejam
metais, por exemplo, em garrafas de vidro ou embalagens de plástico. Cuidado para não derramar em roupas ou na
pele, pois poderá manchar a roupa. Sempre use equipamentos de proteção como luvas e óculos para não respingar
aos olhos.
Próximo passo é mergulhar a placa no percloreto e deixar a reação acontecer. É interessante prender um
pedaço de fio para mexer a placa no percloreto e poder retira-la sem entrar em contato com o ácido.
A primeira vez que for usar o percloreto a corrosão será mais rápida. Para que a corrosão continue rápida, o
ácido deverá estar quente (não fervendo). Para isso, coloque o ácido em um recipiente de vidro e com a tampa
aberta deixe-o em banho-maria. Depois de um tempo de uso, o percloreto irá demorar muito para corroer, então,
deverá ser substituído. Dilua com água e descarte em local apropriado.
RETIRADA DA TINTA RESTANTE
Após retirar todo o cobre, lave a placa com água e prepare a solução, em uma vasilha ou pote, de água
(primeiro) e soda cáustica. Uma colher cheia deve ser o suficiente. Esta concentração não deve ser perigosa, porém
a utilização de luvas e óculos apropriados deve existir. A tinta deverá soltar-se por completo e então, lave a placa
com água e retire possíveis vestígios da tinta.

VERIFICAÇÃO DAS TRILHAS
Depois de todos estes passos a placa deverá ficar com seguinte aparência:
Antes de soldar os componentes à placa, é preciso verificar se existem curtos indesejáveis entre trilhas assim
como se as trilhas estão perfeitas. Esta verificação poderá ser visual e dependendo do circuito, o uso de um
multímetro na posição de teste de continuidade pode ser necessário.
PERFURAÇÃO DA PLACA
Depois de verificada, a placa pode ser finalmente perfurada para a colocação dos componentes. Existem
perfuradores parecidos com um grampeador, para este fim ou também pode ser usada uma furadeira com brocas de
tamanho apropriado. Uma dica é furar a placa do lado cobreado para evitar furar errado e também estragar o furo.
PROTEÇÃO PARA EVITAR A OXIDAÇÃO DA PLACA
Para proteger a placa poderá ser utilizado verniz para tal finalidade, facilmente encontrado em lojas de
componentes eletrônicos. Outra forma de proteger o cobre seria “estanhar” as trilhas, ou seja, aplicar a solda com o
ferro de solda nas trilhas. Para isso utiliza-se a pasta de solda para que a solda fique somente nas trilhas onde há
cobre.
Outra forma, mais eficaz de proteção, onde a placa inteira é protegida, se utiliza de uma tinta chamada
“máscara de solda” (solder mask) e existe de várias cores sendo a mais comum a verde (vista em placas de
computador, televisores, etc). Este processo é mais oneroso comparado aos outros métodos ditos neste tutorial,
porém dá uma finalização muito superior à placa.

RESULTADO FINAL
Após soldar os componentes, a placa deverá estar com esta aparência (lembrando que é somente uma
sugestão do layout e dos componentes):

Caso existam dúvidas quanto ao processo ou sugestões/reclamações entre em contato por e-mail:
luys_13@hotmail.com ou guilherme_hot-mail@hotmail.com.

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