Graver un circuit imprimé avec des fournitures de cuisine : 6 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Au fur et à mesure que vous bricolez des projets électroniques, vous vous rendrez rapidement compte que plus ils sont complexes, plus ils sont difficiles à souder ensemble. Cela signifie généralement créer un nid de rats de fils individuels, ce qui peut être encombrant et difficile à dépanner. Il est temps d'essayer de fabriquer vos propres circuits imprimés à la maison ! C'est un excellent moyen de tester de nouvelles conceptions de circuits et de rendre l'assemblage de votre projet beaucoup plus simple plus tard - il suffit d'ajouter des pièces.

Il y a cependant un hic: la plupart des kits existants utilisent des produits chimiques vraiment désagréables comme le chlorure ferrique ou l'acide chlorhydrique pour graver le cuivre… alors dans cette instructable, je vais vous montrer un moyen de le faire avec des trucs dans votre cuisine. Appelez cela fabrication de circuits high-tech-low-tech, si vous voulez.

Tu auras besoin:

• 1 copie d'Autodesk Eagle (ou un autre logiciel de conception de cartes)
• 1 carte plaquée de cuivre (PCB vierge simple face)
• 1 paquet de papier autocollant (important: le support se détache en UNE GRANDE PIÈCE - pas de coupes préfabriquées)
• 1 fer à repasser
• 1 imprimante laser de bureau
• 1 flacon d'acétone ou de vernis à ongles
• 1 bouteille de vinaigre blanc
• 1 bouteille de peroxyde d'hydrogène
• 1 boîte de sel de cuisine (finement moulu est le meilleur)
• 1 boîte de papier d'aluminium
• Gants et protection des yeux

Étape 1: Préparez votre conception de PCB

Une fois que vous avez testé votre circuit sur une maquette, vous pouvez commencer à disposer vos composants dans un logiciel. Il existe de nombreuses façons de le faire - j'ai utilisé Autodesk Eagle, qui est gratuit, mais très puissant. Je n'expliquerai pas comment l'utiliser ici, c'est bien en dehors de la portée d'un Instructable. Si vous voulez apprendre, Sparkfun.com propose de très bons tutoriels.

Quel que soit le logiciel que vous choisissez, vous devrez enregistrer ou exporter la conception sous forme de fichier-p.webp

Lorsque vous avez terminé, utilisez un logiciel de retouche d'image comme Gimp (ou même iPhoto) pour le retourner et créer une IMAGE MIROIR. Si vous ne le faites pas, votre PCB final sortira à l'envers.

Obtenir une image de tableau à partir d'Eagle:

• Cliquez sur le bouton "Paramètres des calques". (ressemble à trois carrés multicolores).
• Assurez-vous que SEULS les traces et les pads au bas de la carte sont affichés. C'est ce que vous voulez voir physiquement gravé sur votre tableau. Ce sera généralement la couche 16 ("Bas"), 17 ("Pads"), 18 ("Vias") et 20 ("Dimension)".
• Dans le menu "fichier", sélectionnez "exporter", puis "image".
• Réglez la résolution sur 1200 dpi et ASSUREZ-VOUS de sélectionner "monochrome".
• Donnez un nom au fichier et enregistrez-le.

Étape 2: préparer le papier de transfert

Il est temps de transférer votre conception sur le PCB en cuivre. Pour faire ça. vous devrez l'imprimer sur le papier de support de l'autocollant.

Pourquoi? En imprimant au laser le motif sur ce papier antiadhésif, nous pourrons facilement repasser le toner sur le cuivre vierge. Une fois qu'il est collé, il forme un très beau masque - tout le cuivre qui reste exposé sera gravé; tout ce qui est couvert par le toner de l'imprimante restera du métal solide, formant votre circuit.

Tout d'abord, préparez le papier. Décollez tous les autocollants et essuyez le côté cireux du support avec de l'acétone. Assurez-vous de le laisser sécher. Cela enlèvera toutes les huiles de vos doigts (ou des autocollants) et vous donnera des résultats beaucoup plus uniformes lorsque vous essayez d'imprimer dessus.

Étape 3: Imprimez votre transfert

Une fois que le papier est prêt, glissez-le dans le bac « feuille simple » de votre imprimante laser (généralement celui qui se replie pour accepter des choses comme des enveloppes). Assurez-vous que vous imprimez sur le côté brillant et cireux !!

Si tout se passe bien, vous devriez avoir une impression comme celle illustrée ci-dessus. Sinon, pas de soucis - il suffit de l'essuyer avec de l'acétone et de réessayer ! Vous pouvez généralement obtenir 2 à 3 utilisations d'une feuille avant qu'elle ne devienne trop fragile à utiliser.

Étape 4: Transférer la conception vers le PCB

Vous avez une bonne impression ? Impressionnant. Préparez maintenant votre carte de cuivre vierge pour le transfert.

Essuyez-le avec de l'acétone et laissez-le sécher. NE PAS toucher à nouveau la surface avant l'étape suivante ! L'huile de vos doigts empêchera le dessin de coller au cuivre

Fixez le panneau de cuivre vierge face vers le haut sur un morceau de carton ou de bois de rebut. Du ruban adhésif double face est utile pour l'empêcher de bouger

Posez votre conception de PCB nouvellement imprimée sur la carte de cuivre. Vous pouvez coller les bords en place pour empêcher la feuille de glisser

Réglez un fer à repasser à haute (réglage Lin) et appuyez sur le papier autocollant recouvrant la plaque de cuivre. Tenez le fer en place, couvrant toute la planche. REMARQUE: si vos bords sont déchiquetés ou semblent couler, cela signifie que le toner fond trop. Essayez de mettre le fer sur un réglage inférieur et d'appuyer plus longtemps

• Appuyez fort pendant 60 secondes, puis déplacez lentement le fer tout en appuyant pendant 3 à 4 minutes. J'ai trouvé utile d'appuyer doucement sur les zones détaillées avec la pointe du fer pour m'assurer qu'elles se transfèrent complètement.
• Retirer du feu et attendre que la planche refroidisse quelques minutes. Pendant qu'il est encore chaud (mais pas chaud), retirez délicatement le papier transfert. Si vous l'avez bien fait, votre design sera collé au cuivre !

Utilisez un sharpie ou du vernis à ongles pour remplir les zones qui n'ont pas été complètement transférées ou qui sont légèrement sorties. Si des traces sont trop rapprochées, vous pouvez également gratter une partie du toner avec une lame ou une aiguille X-acto

Étape 5: gravez votre planche

Le moment de vérité. Mettez vos gants et vos lunettes de protection, et préparez-vous à graver ! Avant de le faire, un mot d'avertissement:

NE PAS, je le répète, NE PAS verser d'acétone dans la solution de gravure. L'acétone et le peroxyde d'hydrogène peuvent réagir pour provoquer un produit chimique hautement inflammable et éventuellement explosif. Compte tenu des faibles concentrations de peroxyde d'hydrogène que nous utilisons (solution à 3 %), c'est peu probable, il vaut mieux prévenir que guérir. Maintenant place au spectacle !

Mélanger un rapport 1:1 de vinaigre et de peroxyde dans un petit récipient tupperware. J'ai trouvé utile de le chauffer au micro-ondes pour accélérer la réaction chimique

• Ajoutez autant de sel que la solution peut en contenir.
• Posez le PCB avec votre conception nouvellement transférée dans le bac. Vous devriez entendre un sifflement lorsque la réaction commence à fonctionner.
• Remuez de temps en temps le mélange et ajoutez plus de sel et de peroxyde au besoin. Un peu de crasse se formera à la surface de la plaque de cuivre au fur et à mesure qu'elle se dissout - vous pouvez accélérer le processus en l'essuyant doucement avec une éponge ou une brosse.
• Après environ une heure, votre planche devrait être terminée ! Assurez-vous de RINCER LA CARTE AVEC DE L'EAU, puis essuyez le toner restant avec de l'acétone et laissez sécher.
• Ensuite, percez des trous dans les patins des composants avec de petits morceaux comme ceux-ci (une perceuse à colonne ou une main ferme aide - ils se cassent très facilement).

Vous êtes presque prêt à commencer à souder ! La dernière chose à faire (et c'est important) est de nettoyer vos dégâts en toute sécurité.

Étape 6: Éliminer en toute sécurité le décapant

Lorsque vous avez terminé de graver, le liquide apparaîtra bleu-vert. C'est parce que le processus a créé de l'acétate de cuivre (II), qui est toxique. Ce n'est pas génial de le jeter dans les égouts, alors nous allons le neutraliser.

• Couper environ un pied carré de papier d'aluminium en petits morceaux. Incorporer les morceaux dans le liquide de gravure bleu-vert et laisser à l'extérieur pendant quelques heures.
• Le liquide deviendra violet et vous verrez de petites taches brunes se déposer au fond. Félicitations: vous venez de transformer ce chlorure de cuivre en sels d'aluminium inoffensifs et en cuivre élémentaire (les taches brunes).
• Vous pouvez maintenant vous en débarrasser en toute sécurité dans votre égout.

Notes finales: Ne vous découragez pas si votre planche ne sort pas correctement du premier coup. Il a fallu un peu d'essais et d'erreurs pour obtenir les miennes comme je les voulais - mais c'est bien plus rapide et plus satisfaisant que de commander des planches à l'étranger !

Aussi: je ne suis PAS un chimiste - si vous l'êtes, veuillez peser sur les méthodes d'élimination ! Pour plus d'informations sur cette technique de gravure (et sur son élimination), il y a une grande discussion sur Blondihacks.com. Bonne construction !

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MISE À JOUR: quelques personnes ont souligné dans les commentaires que ma chimie pourrait être légèrement différente - avec suffisamment de sel dans le mélange, la solution pourrait devenir verte, ce qui signifie qu'il s'agit de chlorure de cuivre (II) - la même chose dans certains tueurs de racines. Dans ce cas, l'ajout de papier d'aluminium ne ferait qu'un autre produit chimique toxique, le chlorure d'aluminium (II), et ne devrait pas être jeté à l'égout. Voir la discussion sur stackexchange pour plus de détails

s'il y a le moindre doute sur la sécurité ou non de rincer le liquide, vous pouvez toujours le mélanger avec du plâtre de Paris, attendre qu'il durcisse et jeter le tout

Finaliste du défi des trucs et astuces électroniques