Insoladora LED de PCBs (Parte 1)

Insoladora LED de PCBs (Parte 1)

Realizado por: Javier Martínez Gusano

Destinatario: Uso propio

Año: 2014

Duración del proyecto: 1 día

Punto de partida

El objetivo es construir una insoladora a LEDs ultravioleta de tamaño reducido con la finalidad de poder desarrollar placas de circuito impreso con un acabado semi-profesional. Hasta el momento, siempre he utilizado placas perforadas de prototipado. No obstante, algunos proyectos que tengo en mente para los próximos años, requieren el uso de componentes TQFP difícilmente integrables en placas perforadas.

Inicialmente el objetivo a alcanzar es poder insolarlas de un modo manual, sin temporizadores ni ningún tipo. Posteriormente, se añadirá un temporizador para controlar la exposición de las PCBs.

Material

A continuación les dejo el listado de material necesario:

1 - Maletín de herramientas pequeño.

1 - Transformador 220V AC a 12V DC.

162 - Diodos LED ultravioleta de 5mm.

54 - Resistencias 330 Ohmios.

1 - Lienzo de cartón prensado.

1 - Marco de fotos.

1 - Plancha de esponja.

1 - Interruptor ON/OFF.
1 - Lámina de papel cebolla.
1 - Rollo de cable.
1 - Rollo de estaño. 

Presupuesto

El coste de esta insoladora depende del tamaño de la misma y material utilizado. En mi caso, los LEDs los compré por eBay junto con las resistencias en packs de 100 por unos 40 euros todo. El maletín para construir la insoladora, me costó unos 10 euros. Finalmente, el marco de fotos que utilizaré como superficie para colocar las PCBs y la esponja para hacer presión sobre la superficie de cristal unos 15 euros. El transformador de 12V es reutilizado y su precio rondará los 8 euros. Por tanto, el presupuesto total oscilará entre los 50 y los 100 euros en total.

Construcción

El punto de partida comienza con la impresión del "footprint" desarrollado previamente en EAGLE. En Internet hay varios disponibles, no obstante, yo recomiendo que adaptéis estos esquemas a vuestra insoladora pues dependiendo del tamaño y distancia a la PCB los LEDs deberán estar más juntos o separados. Es importante conocer para ello el cono de luz de los LEDs que utilicemos en cada caso. Conocido el conexionado y la colocación de cada uno de los componentes, será más fácil soldar todo y posteriormente sustituirlo en caso de fallo. La página de colocación de los componentes, se situará en la parte trasera del lienzo blanco (en la cara marrón) con la finalidad de saber los puntos a taladrar. A través de estos orificios, pasaremos las patillas de las resistencias y LEDs de nuestra insoladora. Finalmente, soldaremos todo utilizando cables. En mi caso, decidí aprovechar las propias patillas de los componentes para la interconexión de los mismos.  A continuación se muestra la placa de LEDs ya terminada.

Placa LEDs UV

La colocación del lienzo se hará en el fondo de la maleta metálica. Como difusor, colocaremos encima una lámina de papel de cebolla. En mi caso, he utilizado el mismo papel sobre el que imprimo el negativo de las PCB.

El marco de fotos que utilizaremos como superficie de cristal para colocar la PCB, se situará justo encima de los LEDs en el borde de la maleta (a unos 5cm). Para asegurarlo, taladraremos cuatro agujeros pasantes en el lateral de la maleta, coincidiendo con las esquinas del marco e introduciremos cuatro tornillos para fijarlo. El resultado debería ser similar al de la siguiente imagen.

Insoladora casi terminada

Para acabar, en la tapa de la maleta, colocaremos espuma para que haga presión sobre el marco. De este modo, el contacto entre el negativo del circuito y la PCB a insolar será mayor y evitaremos "zonas desenfocadas". En nuestro circuito. Yo he utilizado un trozo de panel de absorción acústica. Estas planchas pueden adquirirse en tiendas especializadas de bricolaje. En la siguiente imagen, puede verse como quedaría todo.

Funcionamiento

El modo de trabajo con esta insoladora es bastante sencillo. Bastará con situar el fotolito en la superficie de cristal, cerrar la maleta y pulsar el interruptor de encendido. Para mi insoladora, el tiempo necesario para que la placa quede bien definida es de 50 minutos. Si queremos reducir este intervalo, tendremos que utilizar diodos LEDs UV de alta intensidad.

Insoladora terminada con el negativo de la PCB de prueba

Futuras mejoras

Para hacer más cómoda la colocación del fotolito y la placa PCB se añadirán, en la parte inferior del marco, unos LEDs rojos que permitan iluminar la insoladora durante la colocación de la PCB y el fotolito.

Prototipo del controlador para la insoladora

Por otro lado, para controlar los tiempos de insolación de manera automática, tengo desarrollado un prototipo de un temporizador con un display LCD y un microcontrolador ATmega328 con bootloader Arduino.