Impresión de circuitos por el método Seri gráfico

Objetivo de la práctica Conocer del método Seri gráfico de impresión de circuitos: materiales requeridos, aplicaciones, pros y contras y su condición actual ( industrial y escolar )

Justificación Esta técnica, consiste en una malla en donde es fijado por métodos químicos un circuito impreso en una malla. Una vez fijado el dibujo, se podrá traspasar a cualquier otro sitio, ejemplo: franelas, laminas de cobre, etc. Éste método es conveniente para producir varios circuitos, no uno sólo, y dependiendo de la experiencia, y el tamaño del circuito se pueden hacer unos 4 por minuto, éste método asegura la calidad en la impresión de las pista usando un mallado fino

NOTA: la serigrafía es una técnica que consiste en imprimir sobre cualquier superficie usando una tela (material variable) tensada en un marco y sellando con químicos los lugares donde no queremos tinta en nuestro modelo, y sirve para imprimir cientos o hasta miles de copias.

Principios de la serigrafía

Justificación Éste método es muy usado por pequeñas empresas donde su producción es hasta cierto punto limitada, y relativamente simple ya que circuitos de múltiples capas utilizan otros métodos de impresión, que son algo costosos, hay otros métodos, como el de la transparencia térmica el método manual. La mayoría de éstos métodos generalmente terminan en el mismo punto, proteger el cobre que no será retirado por el Cloruro Férrico dejando las pistas metálicas que conectarán los componentes eléctricos. La elección del método a utilizar será dependiendo de múltiples factores como: La cantidad de circuitos a imprimir, la complejidad de éstos, el tamaño y el número de capas.

Cuando se prepara el método de impresión serigráfico hay que definir dos áreas, aquella que conforma el dibujo y la segunda que no lo conforma. La primera deberá dejar pasar la tinta que protegerá al metal de la tabla del circuito y la segunda será un aislante que no dejara pasar tinta de un lado de la malla hacia el otro, esto se logra sellando los poros de la malla mediante los químicos usados en serigrafía se le conoce como emulsión fotosensible para serigrafía. La impresión original de la trama del circuito se diseña generalmente con la ayuda de software éstos softwares son fácilmente descargables de Internet y se puede imprimir en acetatos o en papel albanene, y de ahí pasar a la malla mediante químicos que reaccionan con la luz y se fijarán donde incide la luz.

Serigrafía significa escribir sobre seda, sus orígenes se remontan al el estarcido donde en el antiguo Egipto se usaba para estampar símbolos, letras e imágenes en las edificaciones. Hace dos mil años, los chinos mejoraron la técnica usando el marco de madera y el lienzo de seda para la impresión. La serigrafía ha mejorado muchísimo con el paso del tiempo y tiene miles de aplicaciones en la actualidad desde la artística, hasta la industrial pasando por la publicitaria o textil.

Los sustratos de circuitos impresos en consumo de bajo costo se hacen de papel impregnados de resina freólica comercialmente llamados PERETINAX Los usados industrialmente se denominan FR-4 compuestos de fibra de vidrio impregnados con una resina epóxica resistente al fuego Los circuitos flexibles se imprimen sobre una capa llamada Kapton de DuPont

La forma convencional de generar el circuito es por medio de la eliminación del cobre excedente con algún acido, generalmente Percloruro Férrico, Sulfato de Amonio Ácido clorhídrico y existen ataques alcalino o ácido según sea el material conductor. Hay otro método el cual lo hace por medio de agregar el material metálico a la placa, esto se llama galvanoplastia que es muy rápido. La serigrafía también se usa para imprimir el nombre de la compañía, en la placa, ubicar puntos importantes e imprimir códigos y numeraciones. Pero cuando el espacio no lo permite se usa tecnología de impresión digital por chorro de tinta (inkjet/printar).

Equipo utilizado Bastidor medidas algo mayores al del circuito (compuesto de marco de madera y el lienzo tensado de nylon y poliéster de 150 hilos por Mm. Emulsión fotosensible para serigrafía Sensibilizador Lámpara halógena de 500 watts Espátula plástica de cantos bien terminados Tinta o laca para circuitos bien impresos Secador ( que sople aire caliente) Vidrio ( medidas algo mayor al del bastidor ) Goma espuma que entre en el bastidor Tela negra para cubrir la goma espuma NOTA: el equipo utilizado y el procedimiento están planteados para que cualquier estudiante pueda realizar un circuito por su propia cuenta

Cómo imprimir Primero lavar con agua tibia y jabón el lienzo y toso lo usado Cortar a la medida la placa del circuito( generalmente hechas de PERTINAX VIRGEN o FIBRA DE VIDRIO ambas con una delgada capa de cobre en uno o dos costados) Colocar la placa virgen sobre la mesa de trabajo y centrarla con el diseño del circuito y hay que cuidar que quede una referencia fija para que la siguiente placa no se mueva y que el borde de la placa no corte la tela de impresión NOTA: hay máquinas de serigrafía que traen todos los aditamentos necesarios para hacer esta función eficientemente Tomar algo de tinta para circuitos en el bastidor y con la espátula de plástico forzar la tinta a través de la tela empujando firmemente de arriba hacia abajo, levantar el bastidor y esta listo para la siguiente impresión

Al terminar, la impresión hay que lavar con estopa y acetona el marco de impresión Colocar la placa ya impresa en Percloruro Férrico o algún otro ácido y enjuagar hasta que el cobre no perteneciente al circuito se haya ido Enjuagar la placa en acetona para quitar impurezas y luego taladrar los orificios donde van los elementos eléctricos y soldar los componentes a la placa. Una técnica para probar el tiempo justo de exposición a la luz es hacer varios recortes de cartulina rectangulares y ponerlos uno junto al otro sobre el bastidor ya impregnado del sensibilizador y exponerlo a la luz; Retirar cada tira cada 30 segundos , luego enjuagar con el agua a presión y justo entre donde algunas marcas se borran y otras no es el tiempo para exponer a la luz.

Datos obtenidos Los tiempos de exposición, las tintas utilizada, el tipo de trama y que tan cerrada es ésta, influyen profundamente en la calidad de nuestro circuito impreso ya que nos permite jugar con tiempos de exposición y calidad de la imagen a imprimir La impresión de circuitos por éste método nos garantiza un trabajo limpio y eficaz, también es práctico ya que es eficiente y de fácil manejo.

Conclusión técnica En conclusión quisiera mencionar que este método tiene algunas ventajas, como son: El poder imprimir copias exactas del circuito una y otra vez. En el sentido económico, es redituable hacer circuitos sencillos, ya que tecnológicamente es muy sencillo. Por otro lado la desventaja de este sistema de impresión es el gran cuidado que hay que tener al elegir el lienzo, al tensarlo y cuidar que no se rompa con cada impresión, así como el peligro que implica trabajar con estos químicos, ya que la exposición prolongada a éstos no es buena para la salud.

Tonando esto en cuenta es un método confiable, económico ( si se trata de producción en masa ) y relativamente fácil de aprender a utilizar, es un método que se ha usado por cientos de años para imprimir sobre muchas superficies; otra ventaja es que permite imprimir circuitos flexibles y manejar una alta calidad en impresión dando lugar a circuitos que pueden cumplir con los requerimientos que uno necesite. En la actualidad este método es usado en escuelas de manera mas pobre que en la industria ya que los trabajos escolares y proyectos tienden a ser mas enfocados a un solo elemento, en cambio, en la industria a veces es necesario contar con soluciones rápidas, económicas y que otorguen gran confiabilidad

Cuestionario 1.¿Cuál es el objetivo de la práctica? Conocer del método Seri gráfico de impresión de circuitos: materiales requeridos, aplicaciones, pros y contras y su condición actual ( industrial y escolar ). 2. ¿Qué es la serigrafía? La serigrafía es una técnica que consiste en imprimir sobre cualquier superficie usando una tela (material variable) tensada en un marco y sellando con químicos los lugares donde no queremos tinta en nuestro modelo, y sirve para imprimir cientos o hasta miles de copias. 3. ¿De qué depende la elección del método a utilizar en la impresión de circuitos? La elección del método a utilizar será dependiendo de múltiples factores como: La cantidad de circuitos a imprimir, la complejidad de éstos, el tamaño y el número de capas.

4.¿Cuáles son las dos áreas que hay que definir al preparar el método de impresión serigráfico? Cuando se prepara el método de impresión serigráfico hay que definir dos áreas, aquella que conforma el dibujo y la segunda que no lo conforma. La primera deberá dejar pasar la tinta que protegerá al metal de la tabla del circuito y la segunda será un aislante que no dejara pasar tinta de un lado de la malla hacia el otro. 5. ¿Cuál es la forma de convencional de generar el circuito? La forma convencional de generar el circuito es por medio de la eliminación del cobre excedente con algún acido, generalmente Percloruro Férrico, Sulfato de Amonio Ácido clorhídrico y existen ataques alcalino o ácido según sea el material conductor.

6.¿Cuál es el equipo utilizado en la impresión de circuitos por el método Seri gráfico? Bastidor medidas algo mayores al del circuito, (compuesto de marco de madera y el lienzo tensado de nylon y poliéster de 150 hilos por Mm), emulsión fotosensible para serigrafía, sensibilizador, lámpara halógena de 500 watts, espátula plástica de cantos bien terminados, tinta o laca para circuitos bien impresos, secador ( que sople aire caliente), vidrio (medidas algo mayor al del bastidor), goma espuma que entre en el bastidor, tela negra para cubrir la goma espuma. 7. ¿Qué factores influyen en la calidad del circuito impreso? Los tiempos de exposición, las tintas utilizada, el tipo de trama y que tan cerrada es ésta, influyen profundamente en la calidad de nuestro circuito impreso ya que nos permite jugar con tiempos de exposición y calidad de la imagen a imprimir.

8. ¿Cuáles son las ventajas de la impresión por este método 8.¿Cuáles son las ventajas de la impresión por este método? La impresión de circuitos por éste método nos garantiza un trabajo limpio y eficaz, también es práctico ya que es eficiente y de fácil manejo. 9. Menciona alguna desventaja que este método presenta? La desventaja de este sistema de impresión es el gran cuidado que hay que tener al elegir el lienzo, al tensarlo y cuidar que no se rompa con cada impresión, así como el peligro que implica trabajar con estos químicos, ya que la exposición prolongada a éstos no es buena para la salud. 10. Durante la elaboración del circuito por método Seri gráfico ¿Cómo calcular el tiempo exacto del circuito a la luz? Una técnica para probar el tiempo justo de exposición a la luz es hacer varios recortes de cartulina rectangulares y ponerlos uno junto al otro sobre el bastidor ya impregnado del sensibilizador y exponerlo a la luz; Retirar cada tira cada 30 segundos , luego enjuagar con el agua a presión y justo entre donde algunas marcas se borran y otras no es el tiempo para exponer a la luz.

uno junto al otro sobre el bastidor ya impregnado del sensibilizador y exponerlo a la luz; Retirar cada tira cada 30 segundos , luego enjuagar con el agua a presión y justo entre donde algunas marcas se borran y otras no es el tiempo para exponer a la luz.

Bibliografía Aquí pongo algunos links interesantes, y videos relacionados con la impresión de circuitos por el método Seri gráfico y otros Links de CAD para diseñar circuitos: www.cadsoft.de , www.target3001.com , www.SmartDraw.com , www.pcb123.com Video de impresión Seri gráfico www.youtube.com/watch?v=n02QHDX0X-4 Video de impresión por el método de transparencia térmica www.youtube.com/watch?v=urv6jArKp6M Video de impresión de circuitos por método de impresión directa www.youtube.com/watch?v=FkHpjzOhzxA Empresa en México y Querétaro fabricante de circuitos impresos www.balatron.com Empresa fabricante de circuitos impresos www.swplus.com.mx Empresa fabricante de circuitos impresos www.electronicpcb.com.ar/index.asp Otros enlaces: como hacer casera y económicamente un pcb

Fuentes de información www.todopic.com.ar/apuntes/serigrafia/serigrafia.htm www.geocities.com/diet103eq03a/tareas/circuitos.htm www.magis.iteso.mx/009/009_distincta_electronica.htm www.bricolajeyhogar.com/pintura/pintura_tipos_de_pintura/?pagina=001_001