Una impresora de resina emite luz UV muy intensa y muy precisa a través de una pantalla monocromática. Una placa de cobre con fotosensible también necesita luz UV precisa para revelar el trazado. La conexión es obvia. Usé una Anycubic Photon Mono como insoladora para fabricar PCBs caseros partiendo de un diseño de KiCad, sin insoladora dedicada ni transparencias.
01 — La idea: usar la Photon como insoladora
El proceso de fotolitografía para PCBs caseros lleva décadas siendo el mismo: imprimir el trazado en una transparencia, colocarla sobre la placa con fotosensible, exponer a luz UV durante unos minutos con una insoladora, revelar con sosa cáustica y grabar con percloruro de hierro. El cuello de botella siempre ha sido la insoladora: o compras una, o te montas una con tubos UV, o usas el sol y rezas para que no haya nubes.
Las impresoras de resina MSLA como la Anycubic Photon Mono tienen una pantalla LCD monocromática de alta resolución iluminada por una matriz de LEDs UV de 405 nm. La pantalla actúa como máscara: los píxeles negros bloquean la luz, los blancos la dejan pasar. Es exactamente lo que hace una transparencia, pero con resolución de pantalla y sin depender de la calidad de impresión.
La resolución de la Photon Mono es de 2K (1620×2560 píxeles) sobre una superficie de 130×82 mm, lo que da aproximadamente 50 µm por píxel — más que suficiente para pistas de 0,2 mm sin problema.
02 — Preparar el archivo desde KiCad
El diseño del PCB estaba hecho en KiCad. Lo más complicado de todo el proyecto no fue el revelado ni el grabado — fue conseguir que la impresora expusiera exactamente una capa durante 8 segundos sin mover el eje Z ni hacer nada más.
La Photon Mono usa archivos .pwmo, que son básicamente un stack de capas con parámetros de exposición por capa. No hay ninguna opción en el software oficial de Anycubic para crear un archivo de una sola capa estática a partir de una imagen externa. La solución fue UVtools, una herramienta de código abierto para manipular archivos de impresoras de resina.
El proceso fue:
- Exportar la capa de cobre desde KiCad como imagen bitmap en escala 1:1 a la resolución de la pantalla de la Photon.
- Abrir en UVtools un archivo
.pwmocualquiera (de cualquier impresión anterior). - Borrar todas las capas del archivo.
- Importar el bitmap como primera (y única) capa, configurando el tiempo de exposición a 8 segundos.
- Guardar como
.pwmo.
El resultado es un archivo que la Photon interpreta como una impresión de una sola capa: enciende la pantalla con la imagen del PCB durante 8 segundos y para. Sin movimiento del eje Z, sin resina, sin nada más. UVtools permite exactamente ese nivel de manipulación quirúrgica de los archivos que el software oficial no expone.
03 — La exposición sobre placa presensibilizada
Las placas presensibilizadas ya llevan una capa de fotosensible positivo aplicada en fábrica y protegida por una lámina de plástico. Son las más fáciles de usar para este proceso: se quita la lámina protectora, se coloca la placa con el lado fotosensible hacia abajo directamente sobre la pantalla de la impresora, y se lanza la impresión.
El tiempo de exposición requiere pruebas. Con fotosensible positivo el objetivo es que las zonas expuestas a UV se vuelvan solubles al revelador (sosa diluida) y las zonas tapadas por los trazados negros del diseño queden intactas. Demasiado poco tiempo y el fotosensible no se activa bien; demasiado y la luz se cuela por difracción bajo los bordes y las pistas pierden definición.
Tras varias pruebas, el tiempo que funcionó fue de aproximadamente 8 segundos. Un tiempo muy corto comparado con insoladoras UV convencionales (que suelen estar entre 1 y 4 minutos), consecuencia directa de la potencia de los LEDs de la Photon.
04 — Resultado: el PCB revelado y grabado
Después de la exposición viene el revelado: sosa cáustica diluida en agua caliente. Las zonas expuestas a UV se disuelven rápido y el trazado queda limpio sobre el cobre. Lo importante es tener preparado al lado un plato de agua fría: en cuanto el trazado aparece limpio, se saca corriendo y se mete en el agua fría para cortar la reacción en seco — si se deja demasiado tiempo la sosa empieza a atacar también las zonas que tienen que proteger el cobre.
Después, el baño de cloruro férrico para grabar el cobre no protegido. Entre 3 y 6 minutos dependiendo de lo viejo que esté el cloruro — a medida que se va saturando de cobre disuelto tarda más. Cuando los canales entre pistas están limpios, a enjuagar y listo.
El resultado fue bueno. Las pistas quedaron bien definidas, los pads limpios y la resolución más que suficiente para componentes SMD pequeños. El texto del silkscreen del diseño también quedó legible. Nada que envidiar a una insoladora dedicada.
05 — Prueba fallida: la película fotosensible china
Antes de probar con placas presensibilizadas hice una prueba con película fotosensible seca (dry film) comprada en China: una lámina adhesiva de fotosensible que se aplica sobre cualquier placa de cobre virgen con calor y presión.
La aplicación fue bien — la película quedó bien pegada, sin burbujas, y aguantó la manipulación. La exposición y el revelado también salieron razonablemente: las pistas aparecieron limpias y con buena definición. Hasta ahí todo correcto.
El problema vino al meter la placa en el cloruro férrico. Esta película es básicamente un adhesivo, y al entrar en contacto con el cloruro hay zonas donde se despega del cobre. Cuando la máscara se levanta, el cloruro ataca el cobre que debería estar protegido y las pistas quedan dañadas o destruidas. No es un problema de exposición ni de revelado — es que el material simplemente no aguanta el baño de grabado.
Conclusión: la película fotosensible seca china no vale para este proceso. El revelado queda bien pero no aguanta el grabado porque se desprende en el cloruro. Las placas ya sensibilizadas de fábrica no tienen ese problema — su capa fotosensible está integrada sobre el cobre y no se levanta. Para fabricar PCBs caseros con la Photon Mono: placa presensibilizada y punto.