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B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica
DESENVOLVIMENTO DE PLACAS DE CIRCUITO IMPRESSO UTILIZANDO UMA IMPRESSORA A JATO DE TINTA CONVENCIONAL
Rodrigo Martins da Silva 1   (autor)   rodrigomartins@es.cefetmg.br
Brenno Brummel de Figueiredo 1   (autor)   brennobf@des.cefetmg.br
Rômulo Augusto da Costa Castro 1   (autor)   romulo@lactea.cefetmg.br
Márcia da Mota Jardim Martini 2   (orientador)   marciamj@brfree.com.br
1. Depto. de Engenharia Elétrica, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais - CEFET-MG
2. Depto. de Disciplinas Básicas, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais - CEFET-MG
INTRODUÇÃO:
São amplamente conhecidos os processos para a confecção de placas de circuito impresso, dentre os quais destacamos o método manual como o mais trivial. Neste caso, com o uso de uma caneta para retro-projetor, o design e a precisão tornam-se de responsabilidade dos autores técnicos. O processo por termo-transferência aplicado em circuitos que exigem exatidão torna o trabalho vagaroso e dispendioso. A aquisição de uma folha para termo-transferência e a necessidade de se ter uma impressora a laser, além do uso de uma prensa térmica para a fixação do circuito na placa, limita o acesso do estudante a esta tecnologia. Este trabalho de desenvolvimento de tecnologia de baixo custo, que visa à agilidade no processo de confecção de placas de circuito impresso, adota a reengenharia de produtos e processos, novas tecnologias e negociações nos processos de inovações tecnológicas. E, além disso, obtém-se a diminuição do tempo e de etapas na confecção das placas, tornando-o um fator econômico especialmente importante para laboratórios e projetos de pesquisa. Proporcionar praticidade para solucionar problemas e otimizar processos é o ponto chave do projeto. Neste projeto em particular o protótipo para a impressão diretamente sobre a placa de cobre faz-se viável a circuitos de face única.
METODOLOGIA:
O objetivo é desenvolver uma nova técnica, utilizando a reengenharia e a Metodologia de Projetos, visando adequar uma impressora a jato de tinta para receber e imprimir em uma placa de circuito impresso e obter tecnologia de produção de tinta específica de melhor aderência à placa evitando a corrosão das trilhas durante seu banho de ácido. Espera-se empregar esta impressora nos laboratórios eletro-eletrônicos para obter uma maior agilidade e menores gastos na confecção de placas de circuito impresso. A metodologia de pesquisa e desenvolvimento adotada no projeto envolveu a adaptação de materiais, preparo de produtos químicos e partes de equipamentos reciclados. Essa abordagem contribuiu para a redução dos custos de desenvolvimento. A construção do objeto faz parte de uma série de projetos desenvolvidos no Laboratório Aberto de Ciência, Tecnologia, Educação e Arte (LACTEA) do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG), aonde um trabalho de investigação sobre a Metodologia de projetos vêm servindo de base à proposição de novos processos de ensino-aprendizagem, voltados para o desenvolvimento científico, tecnológico e humanístico integral de estudantes de Engenharia, bem como para o incentivo às inovações de materiais, equipamentos e tecnologias.
RESULTADOS:
Adaptou-se uma impressora Lexmark®, modelo 4076 IIc, para permitir a passagem da placa de circuito impresso. O uso desta foi estudado e escolhida devido às características listadas a seguir:
- Entrada de papel pela parte traseira;
- Tecnologia Micro Piezo® de impressão;
- Cartucho de tinta com a tecnologia Super Shap Waterproof® (13400HC).
Primeiramente aumentou-se a passagem de papel reduzindo os frisos da parte posterior. A cabeça de impressão foi levantada 1mm do normal. A pressão das molas na saída de papel foi reduzida. Uma placa de fenolite 20x20 cm passa pela impressora sem qualquer oposição permitindo a impressão sobre a mesma. A Tecnologia Micro Piezo® trata-se de um sistema eletromecânico, onde pulsos elétricos fazem com que a parede do reservatório de tinta realize uma deflexão, liberando uma gotícula de tinta. Isso resulta em um maior controle no volume de tinta, variação no tamanho e direcionamento preciso da gota. A procura por uma tinta capaz de fixar na placa de cobre e não permitir sua corrosão durante o banho de ácido foi o ponto chave da pesquisa. Pesquisas desenvolveram-se no Laboratório de Química em busca de um ataque de ácido eficiente a ponto de atacar a placa e não se fazer eficaz na tinta.Utilizou-se tinta comum, resina látex, pigmento para serigrafia, dentre outros testados. A busca resultou em uma tinta de tecnologia da Lexmark® - 13400HC - Cartucho Preto SUPER SHARP WATERPROOF® (56 Orifícios de impressão, 600 DPI, tinta aprova de água).
CONCLUSÕES:
Observou-se um funcionamento normal da impressora após sua adaptação, pois continua a imprimir em papel comum com boa qualidade. A impressão sobre a placa de fenolite permite uma definição de 0.0254 milímetros (20 mils) nas trilhas do circuito garantindo sua continuidade. A aglutinação em maiores espessuras é mínima. Torna-se indispensável 25 minutos de estufa a 75ºC, aproximadamente, após impressão para uma rápida secagem e boa fixação do pigmento. Revela-se necessário um tratamento antes da impressão com percloreto de ferro dissolvido de 1:10, para limpeza superficial da face de cobre. Um preparo concentrado de solução de percloreto para a confecção final é importante, mas o uso de ácido nítrico ou clorídrico é dispensável, pois ataca também a tinta impressa. A relação custo benefício torna-se culminante na proposta apresentada, excepcionalmente para laboratórios onde a demanda por placas de face simples é intensa. A confecção pela impressora reduz em mais de 5 vezes o custo da produção de circuitos. Aperfeiçoamentos e ajustes na técnica ainda se fazem indispensável, mas a capacidade de empreendimento, popularização e inclusão em uma rede de interações sócio-tecnológicas a serviço da ciência e sociedade se fazem imprescindível.
Instituição de fomento: LACTEA
Trabalho de Iniciação Científica
Palavras-chave:  Eletrônica; Placas de circuito impresso; Circuitos eletrônicos.

Anais da 56ª Reunião Anual da SBPC - Cuiabá, MT - Julho/2004