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CIRCUITS IMPRIMES

 

BUT : Réaliser des circuits imprimés simple face cuivrée sur un support bakélite ou époxy. L'avantage de cette technique prend tout son sens lorsque l'on doit réaliser des petites séries, (block système par exemple).

MATERIEL NECESSAIRE :

  • Plaque cuivrée simple face photosensible
  • Révélateur
  • Perchlorure de fer (chlorure ferrique)
  • Alcool à brûler
  • Etain liquide
  • Acétone
  • Vernis protecteur
  • Insoleuse
  • Divers bacs
  • Gants de protection

Alcool à brûler, perchlo, révélateur, gant......

 

REALISATION : Elle comportera plusieurs étapes dont, la confection du typon, la préparation de la plaque, l'insolation, la révélation, la gravure, le nettoyage, l'étamage, le perçage, le montage, le nettoyage de la résine et enfin comme toute œuvre qui se respecte, le vernissage.

LE TYPON : Il peut être conçu à partir de la photocopie d'un typon proposé par une revue ou sur le web pour une réalisation existante ou réalisée à l'aide d'un logiciel pour une réalisation personnelle par exemple.

Si vous créez votre propre typon, veillez à ce que les pistes soient assez larges et les pastilles assez grandes en fonction des composants qu'elles recevront. Prenez soin également au courant qui transitera dans les pistes pour les circuits de puissance. Ne pas oublier les emplacements pour les trous de fixations, trop souvent oubliés.

Ma technique personnelle, imprimer deux transparents pour photocopieuse à l'aide d'une imprimante laser ou jet d'encre ou encore sur une photocopieuse. Pourquoi deux me direz vous, hé bien tout simplement parce que l'opacité des encres est souvent trop pâle et il risquerait de se produire des micro coupures. Les deux transparents seront superposés parfaitement et agrafés à leurs extrémités.

Impression papier du typon

Les deux transparents superposés

PREPARATION : On délimitera les limites de la plaque photosensible en prenant bien soin à prévoir son éventuelle fixation future, puis on découpera celle-ci à la scie à métaux, les tranches seront limées pour parfaire les côtés.

Il existe des plaques en bakélite (meilleur marché) et époxy, les deux en différentes épaisseurs et tailles. L'époxy est légèrement transparent, ce qui aide au montage et dépannage éventuel.

 

L'INSOLATION : Les plaques photosensibles sont revêtues d'un papier protecteur opaque qui protège la face photosensible des ultra violets pendant son stockage.

On dispose le typon sur la glace de l'insoleuse, attention au sens de positionnement , ensuite on retire le papier de protection de la plaque, puis on présente la face cuivrée photosensible sur le typon, puis l'on referme l'insoleuse.

Attention au sens du typon

Le typon est sous la plaque photosensible

Ensuite on allume l'insoleuse, le temps d'insolation est variable, mais 2mn30 est un bon compromis, procédez à des essais sur des chutes pour vous entraîner. L'idéal est de placer un programmateur dans son alimentation si celle ci n'en est pas pourvue d'origine, (ici un simple relais temporisé).

Après l'insolation, le dessin apparait

Note : Il existe un produit pour rendre photosensible une simple plaque cuivrée, mais je vous le déconseille car l'application de ce produit en aérosol est délicat à doser et se traduit par une mauvaise insolation due aux différences d'épaisseurs.

De même que l'on peut se passer d'une insoleuse et utiliser des lampes spéciales de type flood suspendues au-dessus du circuit. Ce procédé certes beaucoup plus économique est plus délicat à maîtriser.

 

 

LA REVELATION : Le produit révélateur se présente sous forme de poudre à diluer dans un litre d'eau. On utilisera un bac pour ce faire ( inutile de prendre le plat du chat pendant qu'il fait sa sieste), prenez un bidon de 5L genre liquide lave glace ou refroidissement qui une fois une face découpée au cutter (attention les doigts) font d'excellents bacs avec poignée et permettent de ranger le matériel une fois terminé.

La plaque sortie de l'insoleuse présente le dessin du circuit déjà visible. Il faut plonger cette plaque dans le produit révélateur jusqu'à ce que le dessin apparaisse parfaitement.

Sortir le plaque et la rincer sous le robinet. A chaque manipulation, tenir la plaque par les côtés en prenant bien garde à ne pas mettre de trace de doigt. Votre plaque est alors prête pour la gravure.

Si vous voyez apparaître des petites rayures sur les pistes, ce qui est toujours possible malgré de bonnes précautions, il est encore possible d'y remédier avant la gravure en utilisant un feutre spécial pour circuit imprimé (en vente dans les magasins d'électronique) et en repassant méticuleusement sur les rayures.

Ce même feutre permet de créer des prototypes, ce qui permet d'éviter la création d'un typon, on dessine à même le cuivre bien propre, par contre il ne permet pas une grande finesse.

La plaque après révélation

 

LA GRAVURE : Le perchlorure se présente soit en gros cristaux ou cailloux à dissoudre dans de l'eau, soit en liquide tout prêt, légèrement plus cher, mais plus pratique.

Attention, ce produit qui est ni plus ni moins que du fer dissous dans un acide est légèrement corrosif mais est surtout incrustant, les tâches doivent êtres rapidement nettoyées à l'eau. Si vous possédez un évier en inox, bien le rincer pour éviter le rouleau à pâtisserie..

Il est conseillé d'utiliser des gants genre chirurgien pour manipuler les plaques et le perchlo.

Verser quelques millimètres de perchlorure dans un second bac. Comme pour le révélateur, le perchlo est plus actif lorsqu'il est chaud.

Ma technique : Remplir au 3/4 d'eau très chaude le bac de votre évier puis poser le bac sur l'eau avec le perchlo avant l'insolation pour que celui soit à température, (bain marie).

Placer la plaque révélée dans le perchlo face cuivrée vers le haut puis agiter douvement le bac qui flotte de manière à ce que le circuit se promène d'un bord à l'autre. Le temps de gravage sera fonction de divers paramètres : Température du bain, activité du perchlo, surface du cuivre à dissoudre, épaisseur du cuivre etc...

On plonge la plaque révélée dans le perchlo

On agite doucement le bain marie

Le cuivre sera dissous partout où il n'y à pas de pistes, bien veiller à ce que tout soit bien parfaitement "grignoté" entre chaque piste et qu'il ne reste pas de court-circuit intempestif avant de le sortir. Ne le laissez pas trop longtemps, surtout si certaines pistes sont fines.

Le rincer ensuite abondamment à l'eau courante.

La plaque après gravure

 

Oter le produit de protection des pistes à l'aide d'un chiffon imbibé d'alcool à brûler jusqu'à ce que les pistes soient d'une belle couleur cuivrée.

Note : Le perchlo peut être utilisé plusieurs fois, stocker celui déjà utilisé dans une bouteille différente, lorsque l'on constatera que son effet diminue il sera temps de le remplacer. Pour s'en débarrasser il est possible de le jeter à l'égout en le diluant abondamment. Que les écolos se rassurent, ce produit est utilisé comme coagulant dans le traitement de l'eau potable.

La plaque après nettoyage à l'alcool à brûler

 

L'ETAMAGE : Cette opération facultative favorise les soudures des composants tout en préservant l'oxydation éventuelle des pistes.

L'étain liquide (assez cher) se présente sous forme de liquide dans lequel le circuit bien dégraissé sera trempé. La teinte cuivre se transformera alors en couleur étain, signe que l'opération est terminée.

Un autre rinçage à l'eau courante s'imposera.

LE PERCAGE : Assez fastidieuse cette opération sera facilitée si vous possédez une mini perceuse sur un support à colonne, car les forêts de petits diamètres sont très cassants à main levée.

Pour la plupart des composants classiques on utilisera un forêt de 0,7mm, pour les plus gros 0,8mm et 1mm.

Il est souhaitable de tourner très vite afin d'obtenir une bonne vitesse de coupe, surtout pour l'époxy qui use les forêts plus que la bakélite. Mais rassurez vous avec un bon forêt à bonne vitesse on peut percer plusieurs milliers de trous, de quoi faire quelques circuits.

Perçage de la plaque

LE MONTAGE : On mettra en place les composants en commençant par les plus petits, en veillant au sens pour ceux qui sont polarisés. On effectuera les soudures à l'aide d'un fer si possible thermostaté, puis on coupera les pattes des composants à ras de la soudure (attention aux yeux, ça saute), maintenir la patte avec un doigt pendant la coupe.

On essaie le fonctionnement du circuit. Lorsque toutes les soudures sont terminées (fils de raccordement soudés) on enlève la résine qui provient de la soudure à l'aide d'acétone.

LE VERNISSAGE : Cette opération facultative elle aussi, permet de protéger le circuit dans le temps contre l'oxydation et ajoute une touche finale. Ce vernis spécial pour circuit imprimé se présente sous forme d'aérosol sous différentes couleurs : vert, rouge, incolore…En cas de modification il se détruit localement sous l'action du fer à souder.

PRECAUTIONS : La manipulation et l'emploi des différents produits devront se faire dans un endroit bien ventilé en utilisant des gants de protection et bien évidemment à l'écart des enfants.

CONCLUSION : Si ce texte paraît long, les manipulations lorsqu'on les connaît sont très simples. Et la satisfaction d'un circuit imprimé réussit vaut vraiment toutes ces manipulations.

Si vous n'êtes pas convaincu ou téméraire pour les réaliser, sachez que certains magasins, vendeurs de composants électroniques peuvent se charger de cette opération à partir d'un typon moyennant finance.

 

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