miércoles, 12 de diciembre de 2012

¡Más difícil todavía!



Esa exclamación, "¡Más difícil todavía!" es un clásico del circo, cuando el jefe de pista, quería anunciar que si lo visto hasta ahora era difícil, lo que venía iba a superarlo.

Viene a cuento, porque en el artículo anterior, he explicado con todo detalle la forma de hacer circuitos impresos a mi estilo, pero como se puede comprobar son circuitos de una sola cara. Ya en la imagen de cabecera del artículo anterior, resaltan unos cuantos "puentes" de alambre, que es la forma fácil de conseguir que se unan puntos que no pueden unirse por el lado del cobre porque interferirían con otras pistas ya existentes en ese lado.

La forma de evitar esto es hacer un circuito de doble cara. De hecho la gran mayoría de los circuitos de tipo industrial son de doble cara (e incluso multicapa), porque en muchos casos es imposible diseñar un circuito de una sola cara sin interferencias de pistas.  Cuando yo empecé con esto de la electrónica, los circuitos eran normalmente de una sola cara, pero esto se debía a que había muchos componentes discretos (resistencias, condensadores, transistores) relativamente grandes y con pocos terminales. Sin embargo, cada vez más utilizamos circuitos integrados que tienen muchos terminales y pequeño tamaño, con lo que no queda espacio para organizar un diseño de pistas sin interferencias.

Como ya he comentado he tenido que repetir el circuito CABCON00 que ya construí y que vimos en el artículo "Ya funciona?" Tal como se ve en las imágenes de aquel artículo, este circuito CABCON00 era un tanto chapucero en cuanto a su diseño, ya que no sólo tiene bastantes puentes, sino que incluso algunos quedan tan juntos que tuve que poner algunos de ellos recubiertos de aislante. Como tenía que repertirlo, me plantee la posibilidad de hacer un doble cara para experimentar con este sistema y concretamente con unos elementos que descubrí en el catálogo del suministrador al que le compro los elementos para PCB.

Me refiero a unos remaches que se utilizan para conectar eléctricamente pistas de la parte superior y de la parte inferior. En plan industrial lo que se hace es un "taladro metalizado", es decir se hacen unos taladros entre una pista de la cara de arriba y otra pista de la cara de abajo, y con un procedimiento químico se deposita una película metálica que cubre la pared del taladro y forma una arandela metalizada en cada una de las pistas, asegurando el contacto eléctrico. Sin embargo este procedimiento no resulta abordable para hacerlo en plan casero. Así que encontré estos remaches, que son exactamente como los ojetes que se ponen en lonas para para pasar cuerdas y tensarlas, pero de un tamaño minúsculo. Concretamente de 1,3 mm de diámetro. También vende una herramienta para remachar estos remaches, que yo pensaba que sería algo parecido a una remachadora de las que se emplean con los remaches normales, de 3 o 4 mm de diámetro, pero que al final resultó algo así como un "clavo gordo" Por el precio que tiene me pareció un timo. Sin embargo, después de practicar un poco conseguí hacer unas cabezas remachadas de muy buen aspecto.

También me di cuenta de otra cosa: Yo siempre empleo placas de circuito impreso de 0,8 mm de espesor. Me parecen muy manejables y son muy fáciles de cortar y taladrar, así que pedí un par de placas de doble cara de 0,8 mm. Sin embargo, me di cuenta de que los remaches están previstos para placas de 1,6 mm que son las habituales, de modo que con las mías, el cuello del remache quedaba demasiado largo y al formar la cabeza sobraba material y se torcía, con lo que quedaba mal. Vuelta a pedir placas de doble cara, ahora de 1,6 mm. (Hay que pagar la novatada)

Superados todos esos inconvenientes, hice el nuevo diseño de la placa CABCON00 contando con doble cara. lo que implica dibujar ambas caras y los taladros para las uniones de cara a cara. Lo que se hace aquí es dibujar en un color, por ejemplo negro la capa de cobre de abajo, y en otro color, por ejemplo rojo, la cara de cobre de arriba. Queda algo así:


Los ojales rojos que se ven en esa imagen son los puntos donde luego se colocará uno de estos remaches. En la capa de cobre inferior hay también un ojal del mismo diámetro y ambos lados quedan eléctricamente unidos por el remache.

Bueno esa es la teoría, pero yo preferí poner una gota de soldadura en cada extremo del remache para asegurar el contacto eléctrico. Es posible que si experimento con circuitos menos comprometidos que este, haga el experimento de fiarme del remachado para asegurar la conexión. Estéticamente quedaría mejor.

Como se puede comprobar, las pistas de la capa de cobre superior cruzan sobre multitud de pistas de la cara inferior, haciendo posible un conexionado que sería imposible de otro modo.

El resultado final de todo este proceso lo vemos en la imagen siguiente:


Como se puede comprobar, si la comparamos con la versión anterior que vimos en Ya funciona? el resultado es mucho más limpio y profesional, a pesar de que esas gotas de estaño sobre cada remache, todavía afean un poco el acabado. En la imagen de cabecera se ve también una bonita vista de cómo queda el circuito terminado.

También puede verse que en comparación con su predecesor, este circuito tiene la parte izquierda igual, mientras la derecha ha cambiado. Curiosamente la parte izquierda es con mucho la más compleja, ya que es donde va toda la parte digital, que funcionaba perfectamente en la versión anterior, mientras que la parte derecha la he tenido que reorganizar, incluyendo un disipador para el controlador de 5 Voltios, y un relé que es mandado desde el DEMU01 y que permite cortar la corriente de tracción.

Bueno, pues para completar los vídeos del artículo anterior, he grabado un nuevo vídeo con el proceso total de construcción de este circuito. Queda claro que, si en los tres vídeos del capítulo anterior estoy presentando un proceso que tengo ya muy conocido y dominado, en este caso es prácticamente la primera experiencia, por lo que algunas cosas seguramente las iré cambiando.

Hay una cosa curiosa con respecto a los circuitos de doble cara: Evidentemente hay que hacer dos fotolitos, uno para cada cara y emplearlos para exponer cada una de las dos caras de la placa. El problema es que ambas caras deben coincidir exactamente, por ejemplo para que los agujeros para los remaches queden perfectamente centrados en los ojales de ambas caras. Existen muchas insoladoras para hacer circuitos de doble cara que permiten exponer las dos placas simultáneamente.

Naturalmente son mucho más caras que las que solo exponen una cara. En mi opinión esto es un poco tonto: no hay porqué exponer las dos caras simultáneamente. Podemos hacerlo sucesivamente siempre y cuando garanticemos que ambas exposiciones estén exactamente alineadas. El exponer las dos caras al  mismo tiempo producirá una placa desalineada si los fotolitos no están alineados. Por el contrario una doble exposición sucesiva producirá una placa alineada si ambos fotolitos están perfectamente alineados en cada exposición. Así que se me ocurrió un sistema para garantizar la alineación exacta de ambos fotolitos entre si y con la placa y conservarla de una exposición a otra. Consiste en hacer una especie de sobre, con los dos fotolitos perfectamente alineados y en medio poner un separador en forma de U donde encaja exactamente la placa. Esto garantiza tanto la alineación de un fotolito con otro como con la placa, y permite hacer dos exposiciones sucesivas sin que se pierda la alineación. En el video se ve la forma de hacer ese "sandwich" con la placa y los dos fotolitos.

Otra novedad que he introducido es el utilizar un sacabocados para hacer los agujeros grandes en la hoja de cacomanía, Hasta ahora, como se ve en los vídeos anteriores, abría estos agujeros al final del proceso, con la punta de un cutter. En este caso, tenía muchos más agujeros que hacer, uno para cada ojal de remache, y además no quedaban vacíos, con lo que no podía cortarlos con cuchilla. Se me ocurrió perforar estos agujeros en la calca antes de pegarla, utilizando un sacabocados. Lo bueno es que estos agujeros precortados son una excelente guía para situar la calcomanía sobre la placa, ya que se pueden alinear con exactitud sobre los agujeros, así que voy a usar este sistema incluso para los de una sola cara.

Bueno, pues aquí va el vídeo:




El que vea el vídeo anterior, se dará cuenta de que la perforación de los agujeros, resulta bastante penosa ya que mantengo el taladro a pulso. Siempre lo he hecho así, pero cada vez me cuesta más trabajo. No se si son los años, o es que cada vez hago circuitos más compactos, pero hay que hacer algo al respecto. Voy a ver si localizo un soporte para la Dremel que me permita hacer esto con mayor comodidad.

Y como comentario final, ¿compensa hacer circuitos de doble cara? En mi opinión, y creo que ya lo he dicho aquí, no compensa. Económicamente, una placa de doble capa es mas cara, y además si resulta que la tengo que usar de 1.6 mm todavía más cara en comparación con las habituales que uso de una cara y 0,8 mm. Además los remaches, aunque baratos tienen su coste, y sobre todo hay que tener un stock, porque se utilizan mucho y no hay sustitución posible. Por supuesto se gastan dos hojas de transparencia y se garta el doble de revelador y de cloruro.

En cuanto a la fabricación, es más delicada, ya que hay que hacer el diseño de las dos caras, el sandwich de fotolitos, perforar los agujeros para los remaches y colocar estos con la famosa remachadora manual.

Así que frente a la opción de hacer los circuitos de una sola cara y colocar los puentes necesarios, no hay ninguna ventaja más que la estética. Pero bueno, tampoco aporta ninguna ventaja distinta de la estética el tema de las calcomanías, y lo estoy utilizando en todos los casos. Debe ser que soy un esteta  :-)

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