Um dos grandes problemas que nossos leitores encontram, na montagem de qualquer projeto, consiste na elaboração da placa de circuito impresso. Só de pensar no material que se necessita para isso, além das dificuldades técnicas de se transferir o desenho para o cobre, muitos desistem. Somente os que possuem um kit completo para preparação de placas têm mais facilidades, o que não significa que existam soluções alternativas para os projetos mais simples. Essas soluções são o tema deste artigo, visando principalmente os leitores iniciantes.
Para os projetos eletrônicos atuais, a placa de circuito impresso é indispensável, se bem que existem alternativas para as montagens experimentais como a ponte de terminais e a matriz de contatos. Todavia, a elaboração de uma placa representa um trabalho demorado e envolve substâncias químicas, além de técnicas que fogem bastante do que podemos chamar de "eletrônica".
Não admira, pois, que muitos montadores detestem essa etapa, preferindo sempre que possível pegar uma placa pronta de um kit e partir diretamente para o trabalho de soldagem. Ocorre, entretanto, que kits são raros em nossos dias, e na maioria dos casos, o que se dispõe é de um desenho de placa, ou simplesmente de um diagrama a partir do qual devemos obter a placa.
A partir de kits vendidos no comércio é possível obter placas de circuito impresso de excelente aparência, como as empregadas em protótipos, mas existem alternativas muito mais simples que exigem menos em termos materiais e menos em termos de conhecimentos de nossos leitores.
Neste artigo, procuraremos dar alguns métodos fáceis para a elaboração de placas, diretamente a partir dos diagramas. Evidentemente, como condição básica para que o leitor possa entendê-lo, é preciso um conhecimento sobre símbolos usados na representação de componentes nos diagramas. Uma boa lida no nosso Curso Prático de Eletrônica poderá ser muito interessante para tirar dúvidas.
A placa de circuito impresso
A finalidade de uma placa de circuito impresso é dupla: ao mesmo tempo em que sustenta os componentes em posição de funcionamento, ela fornece os percursos para as correntes que eles exigem para executar a operação.
Esse percurso é conseguido por uma camada de cobre, que deve ser recortada de modo a formar trilhas que irão funcionar como fios, conforme ilustra a figura 1.
Assim, sobre uma placa de fenolite ou fibra (que é um material isolante), temos depositada uma finíssima camada de cobre que deve ser corroída de modo a formar as linhas que irão ligar os componentes. Colocados nessas placas, os componentes têm seus terminais encaixados em furos e depois soldados nessas trilhas de cobre, conforme mostra a figura 2.
Dessa forma, em um trabalho de elaboração de uma placa para um projeto, o montador deve iniciar com uma placa virgem, ou seja, uma placa que tenha toda sua superfície cobreada. Depois, deve transferir para essa placa o desenho de como terão que ficar as ligações entre os componentes para o projeto que deseja montar.
Veja, então, que para cada projeto temos um desenho diferente que cor- responde aos componentes usados e como eles são ligados. O planejamento desse desenho é a parte mais difícil do trabalho, pois trata-se do "projeto" da placa e isso exige uma boa habilidade. (figura 3)
Uma vez que se obtenha o desenho da placa, ou seja, como devem ficar as trilhas de cobre para o aparelho desejado, será preciso fazer a gravação, ou seja "corroer" os locais em que o cobre vai ser retirado. Para isso, existem várias técnicas, sendo a mais comum a que faz uso de uma tinta especial à prova de corrosivo.
Pinta-se com uma caneta os locais em que o cobre deve ficar, ou seja, as trilhas, deixando-se descoberto os locais em que o cobre deve ser "comido", observe a figura 4.
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Coloca-se, então, a placa numa banheira de plástico que contém a solução para placa de circuito impresso, que é obtida dissolvendo-se percloreto de ferro em água (a proporção é de um para um).
Obs.: O nome correto da substância é cloreto de ferro II. Essa solução pode ser comprada pronta nas casas de materiais eletrônicos, ou ainda o percloreto em pó.
Se o leitor tiver de partir do pó, deverá dissolvê-lo em água com muito cuidado, jogando-o bem devagar na água (e nunca o contrário!) e ir mexendo com um pedaço de madeira ou de plástico. Nesse processo, o percloreto libera muito calor e vapores que devem ser evitados. Faça isso em um local ventilado. A solução de percloreto mancha com facilidade e ataca objetos de metal. Deixe-a, pois, longe de objetos de metal.
Para "dar o banho de percloreto", basta colocar a placa na banheira, evitando a formação de bolhas por um tempo que varia entre 20 e 40 minutos. A seguir, você pode retirar a placa e verificar visualmente se o cobre nas regiões descobertas foi totalmente removido, veja exemplo na figura 5.
Caso a placa não precise ficar mais tempo no "banho", lave-a com água comum e depois com um algodão embebido em álcool ou outro solvente, e remova a tinta das regiões cobertas. As trilhas de cobre devem aparecer (figura 6).
O próximo passo consiste em fazer os furos para encaixar os componentes. Com base no desenho original, observe os locais e use ou uma furadeira elétrica ou então manual, como as indicadas na figura 7.
Feito isso, a placa estará pronta para ser usada.
O mais difícil
Todavia, o grande problema da maioria não é fazer o que explicamos, que exige apenas tempo e um local apropriado. A dificuldade maior é partir de um diagrama e projetar sua própria placa. Os desenhos que publicamos na Revista exigem mais habilidade e alguns recursos como, por exemplo, a possibilidade de se "copiar" fielmente o desenho no cobre, ou ainda de se trabalhar com cartelas de símbolos adesivos, como a exibida na figura 8.
Essas cartelas contêm as "ilhas" ou pequenas rosquinhas que correspondem aos pontos onde entram os terminais dos componentes, inclusive as linhas retas e curvas que podem ser usadas para fazer as trilhas.
Mas, e para aqueles que não têm acesso a esses recursos? Para esses, especialmente, vamos ensinar métodos alternativos de fazer placas de circuito impresso com poucos componentes e que valem para circuitos mais simples.
Criando uma placa
Vamos supor que o leitor deseje montar o microtransmissor de FM cujo diagrama é visto na figura 9.
É claro que o primeiro passo para isso é projetar uma placa de circuito impresso que "corresponda" aquele circuito. Então, coloca-se em um papel o desenho feito à mão das peças como elas são na realidade, e mais ou menos do mesmo tamanho. Obteremos algo similar ao exibido na figura 10.
A seguir, devemos estabelecer as ligações entre os componentes conforme o diagrama. Uma ideia simples para isso é marcar com uma caneta colorida as chamadas "ilhas" ou interligações. Desse modo, conforme ilustra a figura 11, a base do transistor, R2, R3 e C2 que são todos interligados, o que significa que podemos estabelecer entre eles um sistema de ligações.
Se formos usar uma caneta para circuito impresso, essas ligações poderão ser finas, observe a figura 12-a, mas temos outras alternativas, e uma delas é vista na figura 12.b.
Nesta alternativa, formamos regiões de conexão grandes que podem ser recobertas depois com fita adesiva, ou mesmo com esmalte de unhas. Fazendo isso com as outras ligações entre os componentes, e incluindo as ligações externas do positivo (+) da alimentação, do ponto de zero volt (0), a antena e os fios do microfone, chegamos a dois desenhos possíveis. O primeiro deles, exibido na figura 13 tem trilhas finas que depois podem ser traçadas com decalques ou mesmo uma caneta de circuito impresso.
Já o segundo tem regiões retangulares e é muito mais fácil de se fazer na prática, pois poderemos usar alguns recursos domésticos. Veja, entretanto, que esses dois desenhos correspondem ao lado dos componentes, ou seja, a placa quando vista "por cima" e não do lado cobreado. Para transferir esse desenho para o lado cobreado, devemos virá-lo conforme indica a figura 15.
Uma maneira simples de inverter o desenho é usando papel carbono, conforme exemplo na figura 16.
Conseguimos, então, o padrão cobreado que deve ser transferido para o cobre virgem da placa, e para isso temos diversas possibilidades. Se o leitor for bom de desenho, poderá copiar o padrão somente observando-o e usando a caneta especial para circuito impresso. Uma ideia para se obter uma boa precisão, é tomar como referência apenas os pontos em que devem ficar os furos dos terminais.
Para isso podemos prender o desenho provisoriamente na placa e marcar esses pontos com um prego ou punção, batendo não muito forte, conforme ilustra a figura 17.
Seguindo as marcas dos furos, será fácil copiar as trilhas do desenho original. Se tivermos uma cartela de "bolinhas de terminais", elas poderão ser as primeiras a serem transferidas para, depois, voltarmos a uni-las usando a caneta de circuito impresso ou mesmo decalques.
Outra viabilidade consiste em transferir o desenho das regiões usando papel carbono e depois "pintar" com esmalte de unhas, ou cobrir com fita adesiva, ou mesmo fita crepe as regiões que devem ficar cobreadas, e assim obter o padrão de ilhas retangulares observe a figura 18.
De qualquer maneira, é sempre importante ter o esquema e o desenho da placa disponíveis para que a montagem seja feita depois sem problemas. Nesse ponto, a placa pode ir para o banho de percloreto.
Uma alternativa interessante para projeto consiste na "cópia modificada" do diagrama. Na realidade, desenhamos os componentes com os tamanhos e dimensões reais na própria placa, inicialmente usando um lápis preto comum. Uma cópia deverá ser feita em um papel, conforme indica a figura 19.
Feito isso, copiamos as ligações obedecendo o diagrama, mas engrossando os fios de cada ligação de modo que eles se tornem as trilhas da placa. Temos, assim, uma reprodução exata do desenho do diagrama, porém já na forma de uma placa de circuito impresso, veja a figura 20.
Note que essas técnicas são válidas apenas para os projetos que não usem circuitos integrados. O que acontece é que os circuitos integrados possuem terminais muito juntos e isso dificulta o desenho à mão. Para trabalhar com circuitos integrados, o leitor precisará ter disponível uma cartela com a disposição de seus terminais, ou seja, uma cartela de terminais de filas paralelas (DIL), figura 21.
Se vamos trabalhar com um circuito integrado de 14 pinos (4093, por exemplo), o que fazemos é transferir para a placa esses 14 terminais diretamente da cartela e depois, partindo deles é que executaremos as ligações ou desenhos das trilhas que unem aos demais componentes.
Vale, nesse caso, a mesma ideia de se desenhar "diretamente", porém, precisamos lembrar que estamos olhando o circuito integrado "por baixo", quando desenhamos no cobre, o que nos leva a uma numeração diferente, conforme ilustrado na figura 22.
Mesmo para os transistores, quando desenhamos um diagrama "direto no cobre, é necessário ter em mente que os estamos observando "por baixo" pois uma vez furada, os componentes terão seus terminais enfiados do outro lado.
O banho de percloreto
O tempo do banho depende da "força ou concentração da solução".
Um litro de solução serve para fazer dezenas de placas de circuito impresso, mas à medida que ela vai sendo usada, naturalmente enfraquece. No início, com uma solução forte, a corrosão pode ocorrer em 15 a 20 minutos, agitando-se o líquido para acelerar o processo.
Com o tempo, a corrosão vai demorando mais, e quando chegarmos aos 50 minutos, é o sinal indicativo de que precisamos de uma solução nova. Se agitarmos o líquido, a corrosão será mais rápida. Uma maneira de se "fabricar" uma banheira de ação rápida é exibida na figura 23.
Com vidro e cola de silicone (usada para fazer aquários) é possível construir um "aquário" vertical para as placas, e usando dois fios encapados rígidos, fazemos os ganchos que prendem a placa à meia altura. Para manter o líquido agitado, usamos uma borbulha- dor do tipo empregado para oxigenação da água em aquários. Essa banheira acelera consideravelmente a corrosão de placas de circuito impresso, reduzindo em duas ou três vezes o tempo necessário à sua elaboração.
A placa fica pronta quando não restam manchas de cobre visíveis sobre a parte descoberta. Quando isso acontecer, retire a placa e lave-a em água corrente.
Depois, basta remover o decalque ou tinta usando um algodão com ace- tona ou álcool. Para aquelas que são recobertas com fita adesiva, isolante ou crepe, a retirada da fita deve ser feita manualmente. Use um estilete para esta finalidade.
Acabamento
O próximo passo no preparo da placa ser a furação que pode ser feita com a furadora manual ou elétrica. Observe que certos componentes como transistores de potência, trimpots e resistores de fio podem ter terminais mais grossos, o que exige a adesão da solda, pode-se usar uma furos maiores.
A limpeza do cobre pode ser feita com uma esponja de aço, mas limpe depois muito bem a superfície cobreada de modo a não deixar nenhum fiapo. Esses fiapos podem colocar em curto as trilhas causando problemas se não forem totalmente removidos!
Para proteger o cobre contra a oxidação que o escurece e torna difícil solução de iodeto de prata (pratex) que será aplicada com um pincel. Essa substância forma uma fina película de prata sobre o cobre tornando a placa cor de prata e mais resistente à oxidação. Alguns montadores costumam aplicar uma camada de verniz incolor à placa de modo a melhorar sua aparência.
Nota: Artigo publicado na revista Eletrônica Total 145 de 2010.
