EL DIBUJO DE CONDUCTORES II

Dibujos para placas de conductores con revestimiento galvánico ulterior

Si en la placa de conductores se han previsto conmutadores u otros contactos, que deban ser plateados, dorados, niquelados o rodinados, entonces basta en general el dibujo normal de conductores. Sin embargo, en una descripción o bosquejo adjunto, se deben designar los puntos que se han de galvanizar. Una conexión eléctrica de los respectivos contactos (a causa del tratamiento galvánico) no es absolutamente necesaria. En interes de una fabricación rentable y económica, juntamente con una calidad- técnicaqjente mejor, se'han de prever, sin embargo, conexiones eléctricas. En determinadas circunstancias los contactos o los conductores pueden ser separados por el proceso de estampado subsiguiente. A este respecto el dibujo del conmutador y un croquis de dimensiones.

Dibujos"-de taller para la elaboración mecánica de placas de conductores

Los dibujos de taller son siempre necesarios cuando la placa de conductores, además de estar provista de taladros, se tiene que elaborar mecánicamente de otra forma o se necesita la construcción de una herramienta de estampado para, grandes cantidades

Se ha observado que la mayor parte de los taladros, según la Norma DIN 40 801, se encuentra en la retícula, de modo que el dibujo de taller se puede hacer con poco gasto como sigue:

En un papel transparente de venta normal en el comercio, con una retícula de 5 mm., se dibujan en primer lugar los contornos de la placa de conductores. Para que en un control posterior, el dibujo transparente se pueda poner encima del dibujo de conductores, los dos dibujos se deben hacer en la misma escala. Después del dibujo de los cg/itornos, se registran todos los orificios que se encuentran en la retícula. Finalmente se inscriben todos loS orificios, aberturas, etc., que no se encuentran en la retícula.

Tolerancias de fabricación

Según una regla aproximada, una herramienta taladradora o de acabado resulta económica para la fabricación de 1.000 placas de conductores o más. Para cantidades menores de 1.000 piezas, en general es más barato el taladrado, fresado de contornos o el aserrado pieza a pieza. Las fábricas Ruwel han confeccionado en una hoja de datos, bien resumida, las Normas y tolerancias para circuitos impresos.

Según Fuba, en la determinación de tolerancias para las placas de conductores estampadas, se debe tener en cuenta que los materiales soporte que se han de escarpar hacen más concesiones respecto a las diferencias de medida de lo que muchas veces se admite. Incluso aun fabricándose herramientas de estampar de la máxima precisión y estabilidad de medidas, la constitución del material de soporte no es,en absoluto igual desde el punto de vista de la técnica de estampado. Por ejemplo, puede ocurrir que particularmente en recortes de estampado complicados y grandes, los paneles de materia prima del mismo tipo de material necesiten un precalentamiento a distinta temperatura, de modo que la siguiente contracción se traduzca en desiguales distancias de orificios. Pero no solamente desempeña un papel el calentamiento, necesario, en determinadas circunstancias, sino también las diferencias de alabeado, coeficiente de dilatación, comportamiento posterior y espesor del material.

Para la elaboraciót^de placas dé conductores con herramientas de-estampar rige como valor límite para el diámetro de orificio más pequeño y anchuras de hendidura un vaíor mínimo de los 2/3 del espesor del material de soporte, el cual, en ningún caso, debe ser inferior a 0,5 mm. Como separación mínima de orificios o de orificio a canto de placa, la distancia no puede ser inferior a la dimensión sencilla del espesor del material de soporte. Sin embargo, la separación mínima no debe ser inferior a 0,5 mm.

Cintas autoadhesivas y trozos de moldeo para el proyecto de circuitos impresos

Para el proyecto de reproducción de circuito impresos, se emplean cada vez más cintas autoadhesivas y trozos de moldeo. Las ventajas de esta técnica llamada Brady consiste en la rapidez de fabricación, su gran precisión y la posibilidad de poder hacer fácilmente correcciones.

Las cintas autoadhesivas se suministran en todas las anchuras necesarias (transparentes o negras, y también en otros cinco colores) en rollos o en cartón. Para pegar las cintas en forma de rollo hay un cómodo registrador de cinta y para el trabajo con cintas en cartón hay un porta-tarjetas adecuado. Además de anillos terminales, se pueden suministrar en tarjetas distribuidoras las formas especiales, todas autoadhesivas. Se permite ver la forma de pegar las cintas con anillos terminales y ojetes de soldadura.

Las cintas indicadoras y los ojetes de la firma Radio Fern son muy apropiados para el trazado de circuitos por sus pequeñas dimensiones. Las cintas (ancho 1,5 mm.) se producen en rollos de 16,4 metros, y asimismo ojetes de 2,5 mm de diámetro. El material está adherido por simple prensado a papel transparente, es muy manejable y con él se puede configurar un esquema en pocos minutos, cuando antes se invertían horas.

CONTRUCCION DOMESTICA

>> DE CIRCUITOS IMPRESOS

En general, se cree que la técnica especial de los circuitos impresos se emplea solamente en donde se efectúa la fabricación en serie. Sin embargo, se ha demostrado que esta técnica —convenientemente modificada— es preferible frecuentemente para ensayos en laboratorio y para aparatos individuales de modelo de la técnica genera! de cableado. De este modo se consiguen módulos de construcción manejables y robustos, que se pueden agrupar también para formar grandes aparatos. De las muestras de laboratorio se pasa, después de una comprobación, a la fabricación industrial. Incluso cuando no se hace la soldadura de inmersión, sino que se trabaja con soldadores corrientes, ofrece ventajas tal placa de impresión. También el técnico que practica el lema «do it yourself» (hágalo usted mismo), aspira a emplear los circuitos impresos.

Material de base

Las placas revestidas de cobre, fabricadas por las correspondientes Firmas para la producción industrial, son construidas solamente en grandes paneles (aproximadamente 570 X 1 060 mm. o 1.150 X 1.060 mm). Por este motivo es satisfactorio que algunas Firmas que se dedican preferentemente a la construcción de componentes y de unidades de construcción, contruyan placas revestidas de cobre de menor tamaño, que son apropiadas para los constructores individuales antes mencionados. Así, por ejemplo, por la Firmas «Mira-Geräte» y «Radiotechnischer Modellbau, K. Sauerbeck, Nürnberg» se suministran las siguientes placas:

1.  Placas perforadoras de retícula con orificios de 3 mm. para el remache de ojetes de soldadura, según convenga. Dimensiones: 100 x 50 mm.; distancia de taladro 6 mm., 17 hileras de 8 orificios cada una = 136 orificios.

2. Placas perforadas de retícula de 34 mm. X 15 mm. con orificios de 0,65 mm. Placas de 70 X 30 mm., con orificios de 1,3 mm. . ,-

En estas placas has terminales de los componentes se introducen simplemente por los orificios y se sueldan en la cara posterior de la placa. Así resulta una construcción rápida y estable.

Papel de pertinax, clase 2, con separación de taladro de 5 mm. = 200 orificios.

Papel de pertinax, clase 4, con separación de taladro de 2,5 mm. = 760 orificios.

3.  Placa de construcción experimental (una placa de conductores impresos). Retícula: longitud 2,5 mm., transversal 5 mm. Dimensiones: 75 x 100 mm. y 150 x 100 mm. Construcción: Papel de pertinax, clase 4 (amarillo) con tiras de conductores revestidas de cobre, en la que se han corroído marcaciones de taladro de 2,5 mm. (la dimensión internacional de retícula). Las necesarias interrupciones de los conductores son fresadas o picadas o raspadas con un destornillador puntiagudo. En los circuitos de prueba y experimentales se sueldan todos los componentes en la parte revestida de cobre, de modo que no son necesarias perforaciones. En circuitos para uso permanente se disponen los componentes en la cara no revestida de cobre. Para el paso de los hilos de conexión de estos componentes se han de taladrar entonces los correspondientes orificios (1,3 mm. 0).

4. Papel de pertinax revestido de cobre —clase 4— amarillo. Revestimiento de cobre por un lado 35 ¡j,m.

Este material tiene la ventaja de que el circuito, después del proceso de corrosión en el lado no revestido de cobre, es decir, en la cara de los componentes, tiene brillo.

Dimensiones aproximadas 90 x 115 mm., espesor 1 mm.

Dimensiones aproximadas 90 x 115 mm., espesor 1,5 mm.

Dimensiones aproximadas 180 x 115 mm., espesor 1,5 mm.

5. Tejido duro de cristal revestido de cobre — Verrodur E.

Este material a base de resina epoxílica es recomendable para circuitos de gran calidad en orden a la resistencia mecánica, resistencia a las condiciones climatológicas y aislamiento eléctrico.

Dimensiones aproximadas 90 x 115'riím., espesor 1,5 mm. Dimensiones aproximadas 180 x 115 mm., espesor 1,5 mm.

Finalmente, Mira produce placas de resina epoxílica con revestimiento de 35 ¡im, 16 mm. de grueso y 185 mm. de anchura. Este material flexible es apropiado para' conductores impresos en módulos, circuitos miniaturizados, etc. También produce regletas de terminales de soldadura para circuitos impresos.

La Firma «Radio-Fern GmbH, Essen», dispone igualmente de un abundante surtido de placas, que son apropiadas para circuitos impresos.

1. Placas de retícula perforada de papel de pertinax, clase 4, espesor 1,5 mm. Se pueden equipar fácilmente con ojetes de remache y ojetes para soldar. Las tiras.de- 52 mm. de anchura presentan en su anchsi, ocho orificios; la separación entre centros de orificio es de 6 mm., siendo el diámetro de taladro de 3 mm. Las tiras de 60 mm. de anchura tienen nueve orificios en su ancho.siendo 7 mm. la separación entre centros de taladro, y 3 mm. el diámetro de orificio.

Dimensiones en una anchura de 52 mm.: 100 mm., 120 mm., 150 mm., 200 mm., 30.0 mm., 500 mm. y 1.000 mm. de longitud.

Dimensiones en una anchura de 60 mm.: 125 mm., 250 mm. de longitud.

Dimensiones en una anchura de 120 mm.: 125 mm. y 250 mm. de longitud. '"

2. Papel de pertinax revestido de cobre —clase 4— amarillo. Revestimiento de cobre en una cara 35 |tm. Espesor de las placas 1,5 mm.

Dimensiones 100 mm. x 75 mm., 100 mm. x 100 mm., 100 mm x x 150 mm., 125 mm. x 125 mm., 250 mm. x 250 mm., 500 mm x x 500 mm.

Finalmente, la Firma «Radio-Rim, Miinchen», construye también:

1. Placas de retícula perforada de papel de pertinax, clase 2, 1,5 mm. de espesor, en las dimensiones de 50 mm. x 150 mm., con 8 x 25 orificios, diámetro de taladro 3 mm.

2.  Placas de retícula perforada de la misma ejecución, pero de papel de pertinax, clase 4, en las dimensiones de 50 mm. x 100 mm., 50 mm. x 120 mm., 50 mm. x 200 mm.

3. Placas de papel de pertinax, revestidas de cobre, ciase 4, 1,5 mm. de espesor; revestimiento de cobre de 35 ¡im de espesor, en las dimensiones de 50 mm. x 100 mm., 100 mm. x x 150 mm., 150 mm. x 150 mm., 150 mm x 200 mm.

Productos químicos

Como para el técnico de radio suele ser difícil obtener los productos químicos que necesita en pequeñas cantidades para la confección de circuitos impresos, distintas Firmas los facilitan en lotes o aisladamente.

Así la Casa «Mira» expende en frascos de inyección de plástico una tinta de soldadura Mira (azul), la laca de soldadura Mira (amarilla) y un corrosivo Mira (cloruro de hierro). Radio-Fern ha compuesto para uso del técnico un lote de productos químicos, que consiste en cuatro frascos: Laca de cubierta, corrosivo, disolvente y laca protectora. El lote cuesta solamente unos pocos marcos. Sin embargo, se puede adquirir también cada frasco por separado.

Elaboración

Primeramente se ha de limpiar a fondo la cara de la placa cubierta de cobre con un producto fino de los que se emplean en los hogares para fregar. Luego se transfiere el circuito proyectado en el papel milimétrico, empleando papel carbón, en la cara de cobre. Como la mayoría de las veces se trata de circuitos sencillos, se ha dibujado el gráfico del circuito, en la escala de 1. : 1 —en lo posible en'una dimensión de retícula de 2,5 mm.—. Es aconsejable elegir la placa algo mayor, porque en la corrosión son atacados ligeramente los cantos. Los cantos que sobresalen son serrados más tarde. Como buril para trasladar el dibujó es apropiado un registrador de tinta o un lápiz muy duro.

Mira recomienda para repasar el circuito calcado su tinta de soldadura. Con ella se puede escribir con el portaplumas, con una pluma lo más puntiaguda posible, con un tiralíneas o con pluma cónica, e incluso con el portaplumas de relleno. Por cada milímetro se pueden dibujar dos líneas. Con el pincel se inscriben mayores superficies. Las marcaciones para los orificios, etc., se hacen bien visibles a través de la tinta de soldadura transparente. También tiene la ventaja de que después del corroído ya no se va porque actúan al mismo tiempo de medio de soldadura.

Después del secado de la tinta de soldadura —en el secado por aire aproximadamente 12 horas, empleando el calentamiento o en el horno, dentro de tres horas y en un tubo de recocido, dentro de 10 minutos— se empieza con el proceso de corrosión. Son apropiadas para cubetas de corrosión unas de materia plástica o esmaltada, rectangulares y planas, como las que se emplean para trabajos de fotografía. Se vierte en la cubeta el suficiente corrosivo para que la placa quede justamente cubierta. Entonces se sigue vertiendo agua bien caliente, y se mueve constantemente la cubeta. El proceso de corrosión dura de 10 a 20 minutos aproximadamente. Debido a la formación de vapores nocivos, este trabajo se debe efectuar en el balcón o ante una ventana abierta.

La placa debe quedar dentro de la solución hasta que queden atacados limpiamente todos los puntos no señalados, es decir hasta que estén completamente libres de cobre. El corrosivo se debe manipular con cuidado, pues las manchas de cloruro de hierro que se produzcan en la tela ya no se pueden sacar.

La placa corroída se enjuaga durante unos minutos bajo el grifo de la cañería de agua y luego se cepilla ligeramente. Entonces se taladra la placa y se sierra al tamaño correcto. Después de soldar los componentes se puede dar a la cara de soldadura una capa de laca de soldadura Mira. Dicha Firma suministra para la soldadura de circuitos impresos un hilo de soldadura especial (60% de cinc, con inserción de colofonia), el cual se caracteriza por una fluencia especialmente rápida del cinc).

Radio-Fern recomienda aplicar primero la laca cubierta empleando un pincel fino y cubrir así todo el trazado que debe quedar como circuito. Este trabajo se ha de efectuar con mucho cuidado para obtener un contorno limpio. El trazado en sí tampoco debe presentar ninguna clase de poros. En unos 10 minutos queda secada la laca de cubierta.

Luego se puede hacer el trabajo de corrosión. El proceso de corrosión es el mismo que en el producto Mira. La corrosión dura en el producto de Radio-Fern unos 20 minutos. Luego se enjuaga la placa a fondo en un baño de agua, y se quita la laca de cubierta, que pueda haber quedado en el trazado, frotando con disolvente. Sólo después de la limpieza definitiva, se taladra la placa y se sueldan los componentes. Los residuos de soldadura se pueden quitar con el disolvente empleando un pincel.

Finalmente se reviste la cara de circuito de la placa con la laca protectora. Entonces mantendrá durante años su aspecto elegante y limpio.

Un circuito impreso bien proyectado y correctamente ejecutado es muy ventajoso para aparatos transportables, pues es resistente y es más seguro contra sacudidas que los aparatos cableados de forma ordinaria.

CONSTRUCCION DOMESTICA II

>> DE CIRCUITOS IMPRESOS

Transferencia del dibujo de conductores por medios fotográficos

También se puede obtener por medios fotográficos (como las fotocopias) una imagen fiel del dibujo de conductores en la placa revestida de cobre. A este objeto, se debe dar primeramente a la placa una capa de laca sensible a la luz (por ejemplo, laca de copias Kalle RE 2327/50). La capa se da por medio de un simple baño o inmersión, por aplicación con un aparato centrifugador o pintado con un pincel.

Para que la placa no se ensucie con partículas y polvo, es muy importante la limpieza de los recipientes de trabajo y de los aparatos.

Primeramente se limpia la superficie de cobre con piedra pómez pulverizada y agua corriente, haciendo una ligera presión. (También se pueden emplear con buen resultado Ata, Imi o detergentes análogos.) Finalmente se seca con aire caliente (insuflación de aire caliente).

Otra posibilidad de aplicar las capas es la que indica la figura 27, Se utiliza una hoja de aplicación para rascar, que se hace con un trozo de chapa y un soldador y con una tira de goma. El canalón de la hoja se llena con una laca de copiado, se aplica la hoja al material de base, se hace que se esparza la laca en dos o tres pasadas sobre la superficie de cobre. Caso necesario, esto se repite después de transcurridos unos 10 segundos. Naturalmente, en necesario tener alguna práctica.

La placa, que en lo posible ha de estar plana, ya no se debe tocar, sino que se cubre con una tapa de caja o algo parecido, para proteger la capa foto-sensible contra la entrada de luz o de polvo. A la temperatura ambiente, el tiempo de secado es de unas 6 horas.

Si se trabaja en un local oscuro y sin polvo o en una cámara oscura, entonces con un dispositivo llamado «Fó» (secador), se puede conseguir en cinco minutos una capa de laca seca.

La fotosensibilidad de la laca corresponde aproximadamente a la del papel de fotocopia Ozalid. Por consiguiente, no hay que preocuparse demasiado por la acción de la luz. Sin embargo, la laca tiene un color fuerte, que muy difícilmente se puede quitar de las manos y de los vestidos. El residuo de laca se puede hacer pasar por un filtro de café Melitta y se puede limpiar, de modo que se puede emplear nuevamente. Estando cerradas a la luz (empaquetadas en papel negro) las placas con capas de esta laca pueden guardarse durante un período de hasta un año.

La exposición de las placas se hace exactamente igual que en el copiado en la técnica fotográfica, en un formato correspondiente al chasis de copiado. Primeramente se coloca la diapositiva (el dibujo de conductores transferido al papel de dibujo transparente) y luego la cara fotosensible de la placa. Es importante que la colocación se haga correctamente sin burbujas.

El aficionado obtiene buenas copias cuando se expone la placa de 3 a 5 minutos bajo la fuerte acción del sol. En el laboratorio se emplea mejor la luz artificial. Bajo una lámpara de arco de carbón de 18 A y a una distancia de 50...70 cm. del manantial de luz, se consiguen buenos resultados con una duración de exposición de 3 a 5 minutos.

Sin embargo, también se encuentran en el comercio aparatos completos de copiado con bastidor de lámparas neón y dis-positivo_ de prensado neumático, que, sin embargo, sólo son adecuados cuando tales trabajos se han de hacer a menudo.

Las partes expuestas con capas de la placa deben ser ahora eliminadas por revelado. Mediante baño e inmersión en una cubeta con un ligero movimiento en el revelador Kalle, en dirección a la laca de copiado KEP, se hace visible la figura después de uno a dos minutos. Después de que se ha quitado el líquido revelador por lavado en agua corriente, se seca la placa por exposición al aire o con aire caliente (ducha de aire caliente).

El líquido de revelado se puede emplear varias veces, incluso aunque se haya puesto ya de color azul.

No se deberá olvidar comprobar .cuidadosamente la imagen de conductores par» ver si tiene interrupciones y otros defectos. Los puntos defectuosos se pueden corregir con laca de copiado. Las manchas de residuos de laca se pueden lavar fácilmente, lo cual se hace sumergiendo en acetona un extremo de un pañuelo o una servilleta de papel.

Cuando han salido mal las copias se lava simplemente la superficie de cobre con acetona y se aplican de nuevo las capas.

La corrosión de las placas de conductores se efectúa —como ya se ha mencionado— con (III) cloruro de hierro (fabricante, entre otros, E. Merk, Darmstadt). Lo mejor es adquirirlo en forma líquida en droguerías* o farmacias. También se pueden disolver en agua fragmentos de cristal hasta que se origine un color oro amarillo. Se deben guardar solamente en recipientes no metálicos.

En un baño con 40" Bé a la temperatura del local se eliminan en un tiempo de 30 a 60 minutos las superficies de cobre no deseadas, si la placa o el baño se mueven rápidamente.

Tan pronto como el trazado de conductores ha aparecido claramente y ha desaparecido el brillo violeta rojizo en las superficies libres, se enjuaga la placa en agua corriente y se mantiene así durante algún tiempo. Después del secado se corta la placa a la dimensión marcada.

La laca de copiado protege de corrosión el trazado de conductores. Se lava poco antes de su uso con acetona. En la superficie de cobre, ahora lisa, es conveniente aplicar en seguida un fundente (por ejemplo, colofonia —resina de trementina— disuelta en alcohol) para que estas superficies sean aptas para la soldadura.

Es considerablemente más fácil la fabricación del conjunto de conexiones con placas revestidas que tienen un revestimiento de película de cobre de la Firma Bungard. Estas placas las suministra Radio-Fern con un espesor de 1,5 mm. en cuatro tamaños (75 mm. x 100 mm., 100 mm. x 150 mm., 150 mm. x 200 mm., 150 mm. x 250 mm.). Las conexiones se transfieren limpiamente a una placa Bungard en pocos minutos, sin necesidad de cámara oscura ni instalaciones especiales. Como la placa es sensible a la luz, se recomienda sacarla de su envoltorio únicamente con luz natural tenue o con luz artificial cuya intensidad luminosa equivalga a la de una vela. Es muy apropiada para esto una bombilla amarilla de 25 W.

Se diluye en un litro de agua fría el revelador que es suministrado con la placa vertiendo la solución en una cubeta de revelar.

Para la exposición del trazado de los conductores se coloca éste entre la película de la placa Bungard y una placa de cristal exenta de burbujas. Hay que tener cuidado para que el dibujo quede bien fijo en la película y no se produzcan rayas en ella. El tiempo de exposición depende principalmente de la fuente luminosa, por lo que se recomienda hacer una exposición de prueba.

Las sobreexposiciones apenas tienen consecuencias desfavorables.

Una vez terminada la exposición se sumerge la placa en la solución de revelador moviéndola hasla que aparezcan los conductores "bien visibles. A continuación se aclara la placa con agua corriente, para lo que se puede utilizar una esponja. Finalmente se corroe la placa en una solución con 35 % de per-sulfato de amonio. El tiempo de corrosión se puede regular calentando la solución en una cubeta de revelado. Radio-Fern suministra el medio de corrosión en forma sólida para divolverlo en agua caliente. Las placas Bungard satisfacen los más rigurosos requisitos con respecto a la agudeza de los cantos o bordes y con ellas se pueden definir 100 líneas/mm.2 Sólo se puede aprovechar la alta calidad de las placas cuando el dibujo ha sido hecho en escala ampliada y se ha obtenido una diapositiva del mismo.

La capa fotográfica tiene buenas propiedades de soldadura y puede quedar el cobra en la placa como capa protectora. Si se desea platear o dorar los conductores, puede eliminarse la capa fotográfica en pocos segundos.

FABRICACION INDUSTRIAL

>> DE PLACAS DE CONDUCTORES IMPRESAS

Para que el lector tenga una ¡dea de cómo fabrica la industria sus placas de conductores de circuitos impresos, vamos a describir a continuación los procesos esenciales. Todos los procedimientos explicados hasta ahora son suficientemente conocidos y comprobados por la fabricación de clichés. Si el material de base está cubierto con laca, se emplea como corrosivo el (III) cloruro de hierro o el sulfato amónico. Sin embargo, si los conductores están cubiertos con metales, se recomienda hacer las corrosiones con ácido crómico.

La corrosión debe efectuarse en máquinas cerradas herméticamente al ácido. Se introducen las placas en un depósito de corrosivo de modo que puedan ser atacadas por una cara o bien por las dos. En general, las ruedas de paleta toman el corrosivo de un depósito y lo proyectan contra la superficie de cobre. Esto asegura una rápida extirpación del cobre; luego se enjuaga bien el metal. Además, la corrosión progresa uniformemente en la placa. Para que las placas de conductores se comporten correctamente. Todos los residuos de corrosivo deben ser eliminados con agua para evitar "la formación de focos de corrosión.

La industria fabrica grandes cantidades de piezas en máquinas automáticas de corrosión y de, lavado, las cuales, con un mínimo de-personal, garantizan un proceso de corrosión y de lavado uniformes. Para que los orificios destinados a los terminales de soldadura y los cantos de las placas sean los adecuados a la muestra de conductores en los procesos mecánicos, se proveen medios auxiliares que aseguran la exacta colocación de las placas en todos los procesos de trabajo. Con estos orificios de admisión quedan fijadas las placas en los marcos correspondientes de admisión. Se estampan los adecuados taladros para los componentes. Solamente en casos excepcionales, por ejemplo, en muestras o en pequeñas cantidades de piezas, se perforan estos orificios. La retícula recomendada por la Norma DIN 40 801, en la que se encuentran todos los orificios de la placa de conductores, permiteN emplear herramientas universales. Se utilizan tanto perforadoras de varias brocas como herramientas de estampado universales. Con grandes cantidades de piezas son económicos muchas veces perfiles completos.

El material de base empleado debe ser bien susceptible de ser estampado para poder mantener las tolerancias más estrechas posible. Las diferencias en las dimensiones se originan particularmente cuando el material debe ser precalentado. Por consiguiente, es ventajosa la propiedad de poder ser estampado en frío.

Se muestra esquemáticamente una instalación para la fabricación de grandes series de placas, tal como se emplean para los circuitos impresos de aparatos de televisión o de radiodifusión. Para series más pequeñas son suficientes dispositivos de fabricación más sencillos y baratos.

Se puede ver que en 1 se estampan los orificios de admisión para la ulterior elaboración mecánica de las placas. En los cuatro aparatos, 2, se imprime la muestra de conductores. Después de la comprobación de la presión en 3, llegan las placas a una cinta transportadora y pasan por un horno de secado 4. En 5 las placas deben ser trasladadas al dispositivo transportador de una máquina automática de corrosión. Esta máquina, 6, efectúa automáticamente todo,s los procesos de corrosión, limpieza y secado. Las placas que han sido corroídas llegan a 7 y son transportadas a la instalación de estampado 8 para la ulterior elaboración mecánica.

La instalación automática reproducida en la figura 29 imprime con un tamiz de perlón predibujado unos colores susceptibles de soldadura en las platinas revestidas de cobre.

Se puede ver una instalación automática de corrosión, que, mediante cloruro de hierro, elimina si revestimiento de cobre en las partes no impresas de las platinas. La figura muestra cómo las platinas ya correctamente lavadas salen delante de la instalación de corrosión automática e inmediatamente entran en el dispositivo de secado.

Las máquinas de ferrigrafia, que son empleadas con éxito para la fabricación de circuitos impresos, son construidas también entre otros por la Casa «Gebr. Messerschmitt GmbH, München». Estas máquinas presentan en esencia las siguientes propiedades:

1. A pesar de su fuerte anclaje, las placas son aspiradas correctamente, pues hay incorporadas placas de base con fuerte aspiración.

2. Gracias a la construcción estable de las máquinas, la precisión de ajuste es máxima.

3. Para que la corrosión sea correcta se emplean tamices de acero que proporcionan una fuerte aplicación de color, de cobertura completa. El tamiz Me de la mencionada Firma suministra, con su suspensión elástica, particularmente en el marco Me de la Firma, un ajuste completo. Además, gracias a la suspensión elástica, los tamices de acero garantizan una duración varias veces mayor. El marco Me permite la colocación posterior de los tamices.

4. En general, se utilizan copias directas. Han dado muy buenos resultados las capas de ferrigrafía Chromosol O o S, las cuales trabajan casi de liria manera perfecta en diagonal. En casos particulares se pueden utilizar también copias de pigmentación empleando el papel de pigmento Chromotype.

La Casa «Gebr. Messerchmitt GmbH» suministra marcos Me en cinco tipos, que se distinguen por su tamaño. Son de metal ligero, rígido y estable y tienen una gran duración. En esta ocasión, los marcos de anclaje automático se pueden manejar de manera fácil y rápida. Se pueden colocar con pocos tornillos de fijación por lo que no hace falta un aparato especial de fijación.

FABRICACION iNDUSTRIAL II

>> DE PLACAS DE CONDUCTORES IMPRESAS

Los marcos Me son herramientas plegables para construcción en módulos. Con cuatro escuadras y nueve pares distintos de regletas resultan 36 distintos formatos de marco. En una escala de tensión se puede leer la tensión del tamiz.

Un aparato de mesa de ferrigrafía con base de vacío y base de placa iluminada es el Tablomat, que se puede suministrar en cuatro tamaños. La instalación automática universal de ferrigrafía Rondomat se fabrica en dos tipos.

Para que el lector tenga una idea de cómo se trabaja con capas de ferrigrafía, vamos a describir brevemente cómo hay que proceder con el Chromosol S de «Gebr. Messerschmitt GmbH». Este nuevo color de ferrigrafía se puede emplear para fabricación directa o indirecta de plantillas. Se adhiere a todas las clases de tejido (gasa de seda, tejido de nylon, metal), y proporciona una reproducción de imagen extraordinariamente nítida. La capa que se aplica requiere poco color. Se pueden copiar sin dificultades las más finas retículas y los más finos perfiles. El Chromosol S es muy flexible, de modo que no se rompe entre las mallas y es muy resistente incluso con impresiones fuertes. Hay que señalar otra ventaja y es que el Chromosol S solamente se revela con agua fría y tiene que ser coloreado posteriormente.

El tamiz empleado se debe limpiar y desengrasar bien, preferentemente con detergentes líquidos. Después de un enjuague a fondo, se trata en las dos caras con un elemento de prelava-do S (diluido a 1 : 3), y con una esponja se enjuaga con agua otra vez, y luego se seca. ,

Los tamices de nuevo tejido de nylon deben ser tratados, antes de ser utilizados por primera vez para el graneado del tejido con una solución al 5 % de Meta-Kresol en alcohol. La solución se aplica con un trapo y se seca rápidamente en una ducha de aire caliente. Para el desengrasado completo del tejido, después de un lavado a fondo con agua, se cepillan las dos caras del tejido con lejía sódica al 10%, se enjuagan y se tratan otra vez con ácido sulfúrico al 2%. Después de otro lavado a fondo con agua, se seca el tamiz.

Se recomienda no aplicar más Chromosol S que el que se consuma en un día. Un litro de Chromosol S se hace sensible a la luz con una sensibilización de 50 cm3. En el procedimiento indirecto se filtra seguidamente el Chromosol S para retener las burbujas que se originan.

Para la fabricación de una plantilla directa, se estratifica el tamiz —como se hace en general— dos veces, con un canalón de aplicación de capas, en las dos caras, sin secado intermedio y se seca en caliente. No es necesario efectuar el secado en la cámara oscura; basta para ello la luz diurna amortiguada. El tiempo de exposición, con una lámpara diurna trifásica de 60 amperios, 220/380 voltios y a una distancia de 130 cm., es de unos 2 minutos.

La plantilla se revela entonces con una ducha de agua fría hasta que se, puedan reconocer claramente incluso las partes más finas de la imagen. A continuación se seca en caliente. Una eventual sangría de la capa, después del revelado, no tiene influencia perjudicial en la impresión.

En la fabricación indirecta de plantillas se emplea como soporte de capas una hoja de Astralon, que se limpia escrupulosamente con elemento de lavado previo S en la cara lisa, con una tampón o esponja en un aparato de centrifugar, y se estratifica después de un enjuagado previo con agua. El Chromosol S se aplica aproximadamente a una velocidad de 80 r.p.m. y se seca a una temperatura.de 30...35°C.

Antes de la exposición, se limpia la hoja en la cara posterior y se seca. Para conseguir la mejor posible reproducción, se debe exponer en un chasis de vacío con una lámpara trifásica de 60 amperios, 220/380 voltios, a una distancia de 130 cm. aproximadamente, durante un período de unos 90 segundos.

Para evitar copias defectuosas se puede averiguar también el tiempo exacto de exposición por medio de una exposición gradual.

También aquí se revela con una ducha de agua fría. La película revelada y desarrollada es trasladada ahora en estado húmedo al tamiz bien limpio. A é*ste objeto se coloca la hoja de Astralon con la cara posterior en una placa de cristal algo menor que el chasis del tamiz que se ha de colocar ahora, para obtener un firme contacto entre el Chromosol S y el tejido.

Los chasis de tamiz ligeros son más pesados. El agua sobrante se quita con un papel secante. Finalmente se oprime el tejido con un rodillo de goma para que penetre el Chromosol S en el tejido. Luego se seca con aire frío hasta que haya desaparecido toda humedad del tejido y se separa con precaución del tamiz la hoja soporte; el tamiz puede ser empleado de nuevo después de una cuidadosa limpieza con permanganato y agua oxigenada.

Para tapar las plantillas se recomienda el empleo de laca correctora de tamiz, la cual se iwne fuertemente con Chromosol S, y no se vuelve porosa durante la presión, incluso después de haber sido lavada varias veces.

Para eliminar las capas del tamiz primeramente se quita por medio de lavado, muy cuidadosamente, el color del tamiz. Luego se vierte sobre el tamiz una solución saturada de permanganato, e inmediatamente después se quita el permanganato con una solución acida de peróxido de hidrógeno. En un litro de agua se ponen 60 cm.1 de peróxido de hidrógeno y 8 cm.3 de ácido sulfúrico concentrado. De este modo se pueden quitar fácilmente del tamiz los residuos de capas.

El Chromosol O, igualmente fabricado por la Casa «Gebr. Messerschmitt GmbH», se distingue particularmente de los otros elementos para capas en fotografía por el hecho de que las plantillas fabricadas con esta emulsión pueden ser endurecidas térmicamente, por lo que no solamente se les hace insolubles al agua, sino también resistentes a las soluciones acidas y alcalinas. De este modo, el refuerzo normal de laca de las plantillas resulta superfluo.

La máquina repetidora-copiadora Lithoprintex

El desarrollo del circuito impreso no solamente se dirige hacia componentes de conexión cada vez más pequeños, sino también en el sentido de una construcción cada vez más complicada. Los circuitos se componen también de conexiones parciales individuales. En este respecto los constructores exigen cada vez tolerancias más estrechas. Esto se debe a que las placas de conductores, después de la terminación de los circuitos individuales, continúan siendo elaboradas por máquinas automáticas (por ejemplo, se cortan, se perforan e incluso se modelan automáticamente). Este trabajo automático implica mayor tolerancia. Sin embargo, la suma de todas las tolerancias no puede ser mayor que unas pocas centésimas de milímetro.

Si se exige una precisión tan elevada, entonces no se puede dibujar todo el modelo original, porque el dibujante no podría trabajar tan exactamente. Por consiguiente, los sectores individuales del circuito se dibujan muy ampliados y luego se reducen fotográficamente a su tamaño correcto. Las unidades negativas así originadas se ponen en el porta-modelo de máquinas repetidoras-copiadoras, que trabajan con gran precisión, las repiten en una placa de cristal estratificada y las copian hasta que el circuito completo esté enteramente alineado.

Las máquinas «Lithoprintex» de la Firma Monotype GmbH ofrecen una ventaja especial con su dispositivo de rayado, con el cual, incluso las rayas más finas pueden ser grabadas en la capa fotográfica de la manera más exacta y precisa. Por este medio se pueden dibujar los respectivos circuitos mucho mejor y sobre todo mucho más exactamente que lo que era posible con el procedimiento usual clásico.

se han reproducido los dos tipos de la Casa Monotype GmbH. Para el Lithoprintex-Senior se suministra una lámpara de arco trifásica de gran potencia, y para la Júnior se suministra una lámpara de arco monofásica.

El sistema de varillas de retícula asegura una precisión constante e insuperable. El porta-negativo se coloca en la correspondiente posición completa de medida, de graduación en pulgadas o métrica, de la varilla de retícula, y es bloqueado, mientras que las dimensiones fraccionarias se consiguen mediante giro con micrómetros de gran precisión. Las varillas de retícula son de una precisión extraordinaria; la tolerancia es de ± 0,005 mm. entre cada dos retículas en un juego de varillas de retícula de cualquier longitud.

Los porta-negativos para el aparato Júnior tienen unas dimensiones de 22 cm. x 17 cm. a 50 cm. x 40 cm, y los Sénior tienen las dimensiones de 25 cm. x 20 cm. a 76 cm x 60 cm.

Grundig produce para ello placas de papel revestidas de cobre con una capa de color sensible a la luz. El dibujo de los conductores se transfiere a la platina mediante la exposición de la plantilla en un armario de fotocopia. El baño subsiguiente de revelado elimina la capa de color en las superficies no expuestas, y el cobre puede ser corroído. Lo que queda es el conjunto de conexiones eléctricas del aparato.

Las placas de conductores impresos, con pistas conductoras muy finas, requieren un control muy riguroso para obtener una calidad uniforme de los aparatos construidas con ellas. Las pistas conductoras son extraordinariamente estrechas en la fabricación de bobinas impresas, tales como las que se utilizan en los amplificadores de frecuencia intermedia video en los receptores de televisión. Hasta ahora se examinaban con lupas muy potentes para detectar las posibles interrupciones de los conductores o cortocircuitos.

Esta laboriosa operación es considerablemente más fácil y cómoda con la instalación que describimos a continuación. Una cámara de circuito cerrado de televisión capta la imagen de la placa impresa iluminada desde abajo y la imagen televisada aparece en la pantalla con tal claridad que evita toda fatiga del operario que efectúa el control.

La exploración de la imagen da una definición mucho mayor que la televisión ordinaria (875 en vez de 625 lineas). De esta manera no son perceptibles en la pantalla las líneas de la trama, y las imágenes televisadas son de alta fidelidad. Las placas de conductores impresos cuya fina estructura se controla pasan rápidamente ante la cámara u «ojo distante» mediante un sistema de bastidores, con lo que se pueden controlar en poco tiempo gran número de placas con bobinas impresas.

LOS COMPONENTES

Como hemos mencionado en el capítulo 2, un cableado impreso (placa de conductores impresa) no constituye un circuito impreso. A este respecto, la placa de conductores todavía debe ser provista de los componentes, que no pueden ser impresos, y éstos deben ser soldados en el trazado del cableado.

Todos los componentes, que deben intercalar en circuitos impresos deben ser fabricados de modo que se ajusten a la distribución bidimensional de la placa de conductores. Los componentes grandes, que no pueden ser soldados autosustentados en las pistas de conductores, requieren a menudo unas adecuadas suspensiones mecánicas adicionales, en el mismo plano que las conexiones eléctricas. En lo posible deben ser evitadas las fijaciones a tornillo utilizadas en la técnica clásica de cableado, porque su montaje exige otros procesos de trabajo y piezas de fijación, por ejemplo, tornillos, tuercas, arandelas de calce, arandélas elásticas, remaches, etc. Como siempre es posible una fijación exclusivamente por soldadura, se provee a estos elementos de aletas adicionales de retención, que pueden ser dobladas o retorcidas después de introducidas en los correspondientes orificios o hendiduras de la placa de conductores, en la cara posterior (de conductores) y a menudo también se pueden soldar con la capa de cobre. La lámina para estas soldaduras puede ser el conductor general de referencia (conductor de tierra) o un ojete de soldadura libre, que está aislado por todas partes. Se prefiere el modelo llamado de cierre a presión, que por su acoplamiento a presión con el componente garantiza una retención mecánicamente correcta en la piaca de conductores hasta la soldadura por inmersión, que es la definitiva.

La Tabla de la página 105 proporciona una visión de conjunto sobre las condiciones que deben cumplir los componentes de circuitos impresos. Los componentes se pueden dividir, por ejemplo, en los siguientes grupos:

1.  Componentes de la técnica clásica de cableado, que se pueden emplear sin variación alguna en circuitos impresos. En general, están provistos de conexiones de hilo, por ejemplo resistencias, condensadores tubulares, diodos semiconductores, transistores, válvulas subminiatura.

2.  Componentes cuya construcción ha sido variada para adaptarse a los circuitos impresos. Pertenecen a este grupo los condensadores fijos grandes, potenciómetros, reguladores de ajuste, bobinas, transformadores y rectificadores de la red.

3.  Modelos especiales construidos específicamente para circuitos impresos, como zócalos de válvulas, conexiones de clavija y conmutadores.

4.  Componentes especiales que ;se emplean exclusivamente en circuitos impresos y cuya construcción ha sido adaptada a esta técnica en cuanto a tamaño y propiedades mecánicas y eléctricas, por ejemplo resistencias y condensadores adheribles con pegamento, condensadores de clavija soldables.

5. Componentes impresos que integran completa o parcialmente una placa de conductores, y que se producen en las fábricas de placas de conductores, o por procedimientos análogos, por ejemplo, condensadores, bobinas, resistencias, piezas de componentes de contacto (planos de conmutadores), componentes de alta frecuencia.

Además de los componentes eléctricos especificados se necesitan también componentes mecánicos y eléctricos, por ejemplo, para fines de control y de regulación. También para este grupo de distinta configuración fueron necesarias nuevas formas de construcción, que se crearon con elementos de fijación y conexión especiales.

Estos componentes no debían presentar ninguna desproporción con los semiconductores que forman los componentes principales actuales. La altura de construcción la determina, por regla general, la altura de la mayoría.de las unidades enchufa-bles, y por tanto es la que determina el factor de relleno. Sin embargo, se han impuesto ciertos límites a esta tendencia de miniaturización, eléctricamente por las exigencias de aislamiento y por las capacidades de conexión, y mecánicamente por las fuerzas de contacto y elásticas necesarias, así como por la manejabilidad.

La cara de conexión de estos componentes es también el lado de fijación. Los elementos de fijación se construyen de una manera análoga a la de los otros componentes. Los terminales de conexión deben corresponder en longitud, diámetro y posición, y particularmente en sus tolerancias, a la placa de conductores y a la retícula de orificios. Como condición límite rige la de que en componentes con muchos terminales, los hilos de conexión de mayor diámetro se adaptan, uno tras otro, con la máxima transposición en los orificios, mientras que los de mínimo diámetro se adaptan a los mismos, con transposición contraria. Esto se exige también para la dimensión de la diagonal.

LOS COMPONENTES II

Los enchufes de clavija exigen un cuidado especial, porque de su contabilidad depende la seguridad de funcionamiento de todo el. sistema de transmisión. Existen dos posibilidades: conectar directamente en una regleta de contactos los extremos de la cinta conductora, adecuadamente configurados, o emplear un par de clavijas; la construcción mencionada en último lugar es la que merecen nuestra preferencia, porque de este modo se puede conseguir una mejor calidad de contacto, que también se puede mantener en permanencia. Mira produce una clavija de 19 polos para sus placas experimentales. Las clavijas se pueden enchufar perpendicularmente en una regleta de resortes de contacto. Naturalmente, se pueden utilizar los contactos en menor número, según convenga.

Son necesarios conmutadores, sobre todo escalonados, con muchas variaciones. No es siempre aconsejable incorporar la pista de contactos de un conmutador escalonado en un circuito impreso grande. La mayoría de las veces se utilizan conmutadores económicos de husillo, de llaves múltiples y de cursor.

Para obtener mejor factor de relleno es conveniente, a menudo, disponer los pequeños componentes, como resistencias, condensadores o diodos, unos encima de otros o verticalmente. A tal objeto se han creado unas suspensiones aislantes de materia plástica.

Montaje de los componentes

En laboratorios o en circuitos impresos construidos por aficionados se montan los componentes a mano. Aparte de los pocos componentes cilindricos con dos hilos terminales axiales especiales para la automatización, en la industria todavía es normal hacer a mano el trabajo de montaje adecuadamente organizado.

El cableado impreso de la placa de conductores con sus superficies metálicas desnudas o cincadas está cubierto con una laca apta para soldadura. Tpdos los orificios y demás aberturas necesarias están ya separados y finalmente se elaboran los cantos exteriores de la placa.

En el montaje a mano un solo operario puede equipar completamente las placas pequeñas de conductores. Las placas grandes se distribuyen en grupos de equipo. Los símbolos o designaciones correspondientes en las placas de conductores facilitan considerablemente los procesos de trabajo [fig. 39). Como cada operario ha de colocar un gran número de distintos componentes, se ha de procurar sobre todo que estos componentes se puedan coger fácilmente, para lo que son ventajosos, por ejemplo, los tambores-almacén, que, haciéndolos girar, presentan cada vez un componente.

Las placas de conductores pueden ser insertadas o fijadas en marcos apropiados. Se deslizan de un lugar a otro en carriles de deslizamiento o en una cinta transportadora. La velocidad del transporte se ha de ajustar a la duración del trabajo necesario para cada placa.

Es importante que los componentes estén preparados para el montaje, de modo que se puedan colocar sin pérdida de tiempo en la placa de conductores o se puedan fijar en otra parte.

Para las operaciones de montaje de las placas de conductores con componentes se han ideado —primeramente en los EE. UU. de América— un gran número de instalaciones automáticas. Primero suministran pequeños componentes (por ejemplo, condensadores con terminales axiales] dispuestos en tambores de cartón. En ello los componentes se colocan a mano y luego, por medio de una corriente de aire y de movimientos de sacudidas pasan de una cinta transportadora a las aberturas de una cadena dentada, la cual coloca los componentes a la distancia necesaria. Para disponer los extremos de los hilos, la cinta pone el componente debajo de un rodillo de goma accionado. El rodillo hace girar los extremos del hilo entre placas metálicas y ios endereza. A este respecto, los componentes son colocados en cintas adhesivas.

También se pueden conseguir buenos rendimientos con máquinas automáticas individuales; por ejemplo, se pueden montar de 30 a 40 componentes por minuto. Las cadenas de automatización satisfacen las condiciones de la racionalización, pero sólo son adecuadas para la fabricación de grandes series, pues presuponen la inversión de grandes capitales, que deben ser amortizados. La figura 41 ilustra una instalación que trabaja por medios electro-neumáticos y que es regulada electrónicamente. Aquí se colocan de una manera completamente automática todos los componentes durante el proceso de las placas de circuitos impresos preparados por esta cadena de montaje..