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Fabriquer un circuit imprimé en investissant

(1875 mots dans ce texte )  -   lu : 3315 Fois     Page Spéciale pour impression

/! COURS NON ILLUSTRE /!

La pratique : réaliser un circuit en investissant dans du matériel

Introduction

Souvent lorsque qu’on veut graver un circuit imprimé et qu’on débute c’est qu’on s’intéresse un peu à l’électronique, qu’on veut se fabriquer un « truc » qui nous plait bien ou que l’on a trouvé un circuit sur le net que l’on voudrait réaliser. Je vous dis tout ça car ce fut mon cas, depuis l’âge de mes 12 ans, le monde de la radio me fascinait, surtout le fait que le son de « France Bleu Provence » (la radio qui a bercé toute mon enfance) puisse arriver de Aix en Provence jusqu’ à Istres sans passer par un câble à mes 15 ans je fis une trouvaille sur le net, le schéma d’un modulateur FM très basique accompagné de son typon … Je vous laisser imaginer la suite ;)

Nous nous intéresserons ici à la gravure de circuits en SL (Simple Layer/Simple couche) et pas en DL (Dual Layer/Double couche) voir la page théorique pour + d’explications.

Le matériel nécessaire

Et bien pas le choix, il vous faut vous équiper en matériel qui bien sûr est hors de prix ... Non, bien sûr, c'est totalement faux, le matériel nécessaire à la gravure d'un circuit imprimé n'excédera pas les 120€ et vous serez déjà très bien équipé si vous débutez en électronique. Mais je vous proposerais aussi de réaliser vous-même tout le matériel nécessaire à la gravure, voir du côté de l’article « La pratique : réaliser un circuit avec les moyens du bord »

L’essentiel du matériel se résume à :

  1. Une graveuse (pour graver pardi !)
  2. Une insoleuse (pour impressionner la plaque d’époxy
  3. Une bassine (pour y mettre le révélateur
  4. Une paire de gants (essentiels !)
  5. Des lunettes (pour vous protéger des éclaboussures
  6. De la patience (ça ne s'achète pas ^^)
  7. Du perchlorure (1L)
  8. Une plaque d’époxy (La base de tout)
  9. Des feuilles transparentes (pour imprimer le typon)
  10. Une imprimante Laser (c’est un marrant lui ! et si on n’en a pas ?)
  11. Du révélateur positif (attention, soude caustique !)
  12. De l’étain liquide (optionnel, permet de figer le circuit dans le temps, voir 7)

 

 Vous pouvez trouver tout ce matériel chez votre revendeurs électroniques, pour ma part, je me fournis chez Gotronic.fr et Conrad.fr (occasionnellement chez Electronique Diffusion) Sinon il y a aussi mon revendeur électronique préféré à Martigues si vous habitez le coin, LMV Electronique, gérant très sympathique et possède pas mal de composants sur place !

 Le passage à l’acte (finit la théorie !)

Commencez tout d’abord par préparer l’endroit où vous allez effectuer les opérations, il vous faudra de préférence un endroit qui ne craint pas trop la salissure (le perchlorure tache les habits, le carrelage, les joints de carrelage et les éviers en céramique de manière irréversible, vous êtes prévenus). Portez donc une tenue adapté, des gants, des lunettes et un masque (j’insiste beaucoup car c’est très important si vous tenez à votre vue car le simple fait de se prendre des vapeurs de perchlorure peut vous faire perdre la vue !)

1) Impression du typon

Pour commencer, il vous faut imprimer le typon de votre circuit sur papier transparent, et pour cela, une imprimante laser est indispensable car même si vous utilisez du papier transparent spécial imprimantes jet d’encre, l’encre noire n’est pas assez opaque et laisser traverser les UV, les encres d’imprimantes jet d’encre ne permettent pas d’empêcher les UV de passer ! En revanche, le toner d’une imprimante laser (si on règle la densité d’impression au max) est parfaitement opaque aux UV.

Pour ceux qui n’auraient pas d’imprimante laser, je peux vous imprimer vos typons moyennant une participation financière de 0,5€ ou d’un 1€ selon la taille de votre typon. N’hésitez pas à me contacter : bricolomania@radio-istres.fr ou voir la page SERVICES

Enfin, une autre technique pour le jet d’encre, imprimez votre typon en deux exemplaires et superposez-les l’un sur l’autre, l’encre sera déjà un peu plus opaque. C’est pas 100% garanti de réussite mais essayez toujours !

En conclusion, je vous déconseille l’impression sur papier calque, le résultat est tout simplement NUL.

2) Préparation de la graveuse

Installez votre graveuse sur une surface plate et stable

[ILLUSTRATION]

Si vous avez acheté du perchlorure en granules il vous faudra le dissoudre non pas dans la graveuse mais dans une bouteille avec 1L d’eau (c’est souvent ce qui est indiqué sur l’étiquette). Ne pas agiter comme un fada car le perchlorure est d’autant plus corrosif et acide si il est agité, il perdra donc en efficacité !

[ILLUSTRATION]

En revanche si votre perchlorure a été acheté sous forme liquide, vous pouvez sans problème le verser directement dans votre graveuse (résistance et pompe à air éteints)

[ILLUSTRATION]

Maintenant que la graveuse est remplie à une hauteur qui convient pour la taille de la plaque à graver …

[ILLUSTRATION]

… vous pouvez démarrer la résistance de chauffage et la régler sur 50°C sans démarrer la pompe à air pour ne pas activer votre perchlorure avant d’y avoir plongé la plaque d’époxy. Pour info : chauffer le perchlorure de manière abusive (plus de 50°C) ne vous servira à rien, sauf peut-être à vous empoisonner car il dégage des vapeurs très toxiques au-delà de cette t°

[ILLUSTRATION]

3) Préparation du révélateur

Le révélateur dans 90% des cas s’achète sous la forme d’un poudre blanche (non, ce n’est pas ce que vous pensez ;D). Il s’agit en fait de cristaux de soude qu’il vous faudra dissoudre dans de l’eau.

Etape un chouia plus complexe car il faut que votre révélateur soit à la bonne température (je vous rassure il ne s’agit pas d’une opération d’une grande importance pour la réussite de votre circuit mais il ne faut pas non plus la négliger) la température idéale est souvent indiqué sur l’étiquette, pour ma part, je vous conseille 20°C. Diluez donc la soude en poudre dans une bouteille avec 1L d’eau  (sauf indication contraire)  à 20°C

Si vous utilisez du révélateur qui a déjà servi (donc sous forme liquide) il vous faudra le faire chauffer si il n’est pas à 20°, pour cela j’utilise la technique « bain marie » je fais chauffer de l’eau dans une bouilloire et je verse cette eau dans une bassine et dans cette bassine je mets ma bouteille (jusque-là, je ne vous apprend rien sur le bain marie ! ;D)

La température du révélateur peut provoquer les effets suivants :

  • Si la t° est trop basse (-15°) : La révélation du circuit sera beaucoup trop longue et lorsqu’elle aura commencé, les pistes fines du circuit auront été attaqué prématurément, la gravure sera raté.
  • Si la t° est trop haute (+30°) : La révélation va être très rapide mais avec une piètre qualité et le circuit risque bien de mal se graver.

Bien sûr tout cela peut varier, cela dépend du type de plaques que vous utilisez (Büngard pour ma part)

Une fois que votre révélateur est dissout dans une bouteille (vous pouvez agiter la bouteille contrairement au perchlorure) vous pouvez le verser dans la bassine.

4) Préparation de l’insoleuse

Je dirai que c’est maintenant que tout se joue, les temps d’insolation, c’est-à-dire la durée pendant laquelle on va laisser notre plaque et notre typon se faire dorer aux UV peut tout changer au cours d’une gravure, c’est selon moi, le point le plus délicat car on ne peut pas calculer le temps pendant lequel il faut insoler la plaque, cela dépend des plaques, de l’écartement entre les tubes UV, de leur puissance, de l’épaisseur du verre, de la qualité de l’encre et du papier transparent.

Pour déterminer les temps d’insolation, je vous conseille de lire les données du fabricant de vos plaques d’époxy ainsi que la documentation de votre insoleuse. (En cas de doute écrivez-moi).

Maintenant nous allons à présent nous attaquer à l’insolation en elle-même, tout d’abord il faut effectuer les manipulations qui vont suivre dans une obscurité quasi-totale (utiliser de préférence une ampoule rouge à LEDs de 5W maximum, dispo chez Leroy Merlin avec culot E14 ou sinon une lampe de faible puissance éloigné de l’insoleuse). Commencer par enlever le film protecteur de la plaque d’époxy puis plaquer le typon contre la plaque, important : Placer contre la plaque la face sur laquelle se trouve le toner (en passant délicatement son doigt sur la feuille on sent le relief du toner) c’est important afin d’éviter la diffraction des UV.

Maintenant, refermer le couvercle de l’insoleuse et poser une masse lourde sur son couvercle afin de bien écraser le tout.

Ensuite démarrer votre insoleuse et laissez-la en fonctionnement selon le temps que nécessite vos plaques.

5) La révélation

A présent il vous faut sortir la plaque et son typon de l’insoleuse, retirer le typon délicatement et plonger la plaque dans le bain de révélateur (Toujours porter des gants !), le temps de révélation normal est entre 30 secondes et 1minute, on peut considérer que la révélation est terminée lorsque les motifs du circuit sont clairement visibles :

[ILLUSTRATION]

Maintenant passer la plaque sous l’eau (froide) afin d’enlever la soude restante sur le circuit. Reconditionner immédiatement le révélateur dans une bouteille (en verre de préférence).

6) La gravure

Nous utiliserons dans le cadre de cet article la gravure au perchlorure, il existe en effet plusieurs produits pour graver un circuit, entre autres le persulfate d’ammonium que je n’utilise pas spécialement à cause de ses résultats très moyens. (Sauf pour les circuits à pistes fines).Il existe aussi trois types de graveuse, graveuse à mousse, graveuse à air, graveuse à jet, nous utiliserons ici une graveuse à air.

Vérifier que le perchlorure dans la graveuse est à bonne température (50°C), attacher le circuit aux supports prévus dans la graveuse, le plonger dans le perchlorure et lancer la pompe à air.

ATTENTION : La pompe doit toujours être placé plus haute que le niveau du perchlorure dans la graveuse (amélioration du rendement et cela évite les retours dans la pompe).

Il n’y a pas de temps précis pour la gravure, cela dépend de la qualité de votre perchlorure et de la graveuse, on peut considérer que le procédé de gravure est terminé lorsque votre circuit ressemble à ceci :

[ILLUSTRATIOn]

Maintenant, sortez votre circuit (TOUJOURS AVEC DES GANTS !) et rincez abondamment le circuit à l’eau (froide), c’est très important cela permet de stopper net le procédé de gravure.

7) Nettoyage du circuit à l’alcool à bruler

Cette étape ne doit être effectuée que si vous n’employez pas l’étamage à froid (voir paragraphe suivant). L’alcool à bruler est très pratique pour éliminer les résidus de perchlorure (mais je croyais que passer sous l’eau suffisait ?) il peut en effet rester du perchlorure.

Prendre un vieux chiffon, l’imbiber d’alcool à bruler et frotter le circuit.

8) L’étamage à froid

Ce procédé permet de figer le circuit dans le temps et de le rendre insensible à l’humidité et aux variations de température, cela agit comme un vernis qui protège le cuivre.

Je n’ai jamais utilisé cette technique pour protéger les circuits mais elle est très efficace, prendre une bassine très propre et y verser l’étain liquide, plonger ensuite le circuit imprimé à l’intérieur à l’aide d’une pince brucelles et tremper le circuit jusqu’à ce que les pistes de cuivre soient complètement recouvertes d’étain. Reconditionner ensuite l’étain liquide car c’est un produit très volatile et vu son prix, on ne va pas le laisser s’échapper

Au final

Normalement si vous avez suivi les instructions précédentes tout devrait bien se passer, maintenant si vous avez besoin d’aide ou d’un conseil, n’hésitez pas à m’envoyer un mail. Et si vous êtes intéressés, vous pouvez aussi m’envoyer les photos de vos réalisations accompagnées d’un schéma pour que je puisse les mettre en ligne avec votre accord.

 




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