(Principalement) Fabrication facile de circuits imprimés : 11 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:10

C'est un moyen facile de créer vos propres circuits imprimés à la maison. La méthode est basée sur le procédé "5 Bears" (qui est lui-même basé sur le procédé de Tom Gootee). J'ai ajouté quelques améliorations.

Étape 1: créez votre conception

Commencez par disposer les traces et les pastilles de PCB avec votre programme de conception CAO ou PCB préféré. J'ai utilisé Pad2Pad, principalement parce que j'ai trouvé ce programme assez facile à utiliser et qu'il est téléchargeable gratuitement. Vous êtes censé utiliser Pad2Pad pour concevoir une carte, puis envoyer le fichier à l'entreprise pour la fabrication. Au lieu de cela, j'utilise cette conception pour créer mon propre masque de gravure. Malheureusement, vous ne pouvez pas exporter de fichiers p2p dans d'autres formats. J'ai donc imprimé la mise en page du tableau dans un PDF, puis ouvert le PDF dans Illustrator, ce qui m'a permis de nettoyer et d'affiner le design et de le séparer en calques. Cette technique permet de créer des PCB simple face, j'ai donc réalisé deux masques: un pour les traces & pastilles de cuivre, l'autre pour la sérigraphie. Vous devez imprimer une image miroir de vos masques - vous verrez pourquoi bientôt - mais comme les traces vont au dos du tableau, vous pouvez les imprimer normalement. Le masque sérigraphié doit être imprimé à l'envers. J'utilise des lignes 2pt pour la plupart des tracés; cela donne environ 0,028".

Étape 2: imprimer les masques

C'est une étape délicate. Vous devez imprimer les masques sur du papier spécial et les rendre aussi sombres que possible. Voici comment j'ai procédé. J'ai utilisé du papier photo glacé Jet Print Multi-Project. J'ai dû le commander en ligne, mais il pourrait être disponible dans les grands magasins de fournitures de bureau. Tom Gootee recommande le « papier photo » de Staples; cela semble plus facile à obtenir. Malheureusement, je n'ai lu l'article de Gootee qu'APRÈS avoir déjà reçu le papier Jet Print. Donc, le papier Staples pourrait être meilleur.

Ces papiers sont commercialisés sous le nom de papiers jet d'encre. Mais pour ce processus, vous devez les exécuter via une imprimante laser. Le toner crée le masque. Et vous voulez que le toner soit aussi sombre et dense que possible. J'ai trouvé que si vous dites à l'imprimante que vous imprimez un transparent, elle appliquera plus de toner. J'ajuste également divers paramètres dans les menus de l'imprimante (par exemple, la densité du toner, l'optimisation, etc.) pour obtenir l'impression la plus dense possible - les paramètres de votre imprimante varieront. Expérimentez pour voir ce qui fonctionne le mieux et prenez des notes au fur et à mesure afin de pouvoir reproduire vos meilleurs efforts plus tard. J'ai brûlé pas mal de papier avant de bien faire les choses, mais maintenant je le fais du premier coup. Si votre conception de PCB a de longues traces verticales, vous pouvez orienter la conception sur la page de sorte que les longues traces soient inclinées. En raison de la direction dans laquelle le papier traverse les imprimantes laser, les longues traces verticales peuvent perdre de la densité du toner près du bas. L'inclinaison des longues traces permet de garder le toner dense sur toute la longueur. N'oubliez pas d'imprimer le masque de cuivre "lecture à droite" - c'est-à-dire PAS une image miroir - mais le masque "sérigraphie" doit être imprimé à l'envers. Faites une impression ou deux et trouvez un masque uniformément dense avec un minimum de trous d'épingle. Assurez-vous que toutes les traces et les tampons sont complets.

Étape 3: Préparez le tableau vierge

Coupez votre planche à la bonne taille, en laissant un peu d'espace supplémentaire sur les bords. J'utilise une scie à métaux, ce qui laisse quelques bavures. Lissez les bavures avec un dremel ou une petite lime. Vous voulez que la surface du cuivre soit aussi plate que possible. Poncez la surface de la planche vierge avec du papier de verre grain 400-600 dans les deux directions diagonales selon un motif hachuré. Ensuite, utilisez de l'acétone sur une serviette en papier pour nettoyer la planche aussi soigneusement que possible. Les taches de graisse sont votre ennemi ! Frottez bien la planche.

Étape 4: Fixez le masque au tableau vierge

Découpez soigneusement le masque pour le côté cuivre de votre impression. Placez-le face vers le bas sur votre carte, de sorte que le toner soit face au cuivre. J'utilise de minuscules morceaux de scotch sur chaque bord pour maintenir le masque en place. Cela pourrait ne pas être nécessaire si votre blanc est un peu plus grand que votre masque. J'ai trouvé que le masque a tendance à glisser s'il n'est pas solidement scotché; vous voulez éviter cela lorsque vous travaillez avec des tolérances serrées.

Étape 5: Repassez

C'est l'étape la plus délicate. Vous devez régler votre fer à repasser à son réglage le plus élevé, pas de vapeur. Posez une serviette en papier sur le tableau et le masque; sinon, le plastique fondu collant qui suinte sous les bords du masque fera que le tout collera à votre fer à repasser.

Lorsque vous appliquez le fer pour la première fois, appuyez vers le bas et essayez de ne pas remuer ou faire glisser le masque. La couche superficielle en plastique du papier fondra instantanément, formant une couche temporairement glissante, qui aura tendance à glisser si vous ne faites pas attention. C'est là qu'il est le plus facile de se planter, je pense. Commencez par appliquer une pression constante et ferme sur toute la planche pendant une minute, en déplaçant le fer de temps en temps pour vous assurer que toute la planche est bien chauffée. Après cela, le masque est à peu près collé à la planche, vous pouvez donc maintenant parcourir toute la planche avec le bord du fer, petit à petit. J'utilise le bord du fer et m'appuie dessus, en exerçant une bonne pression dans le sens de la longueur le long de la planche. Ensuite, je déplace le fer d'un quart de pouce environ et je répète jusqu'à ce que toute la planche soit couverte. Ensuite, je fais la même série de "lignes de pression" dans le sens de la largeur sur toute la planche. Enfin, je termine avec une pression globale pendant quelques secondes de plus. Le temps de repassage total est peut-être de 3 minutes, maximum.

Étape 6: Imbibez le papier

Déposez immédiatement la planche chaude dans une casserole d'eau chaude, avec l'essuie-tout qui pourrait être attaché. Une partie du papier commencera à se détacher tout de suite. Aidez-le ! Après quelques minutes, plus de papier peut être retiré. Retirez également tout scotch que vous avez utilisé pour maintenir le masque sur la planche. Au bout de 10 à 20 minutes, vous arriverez à la dernière couche, qui ressemble plus à du plastique qu'à du papier. Les traces seront clairement visibles. Commencez par un coin et le plastique devrait se décoller facilement, vous laissant avec une planche bien masquée. Si vous avez suffisamment repassé, le toner sera solidement fondu sur la planche; il ne peut pas être gratté avec un ongle.

Si les traces sont abîmées de quelque manière que ce soit - par exemple, si le fer a glissé - vous pouvez nettoyer le toner fondu avec de l'acétone et recommencer avec un nouveau masque.

Étape 7: graver

Déposez la planche dans votre solution de gravure. Ne laissez pas le produit chimique de gravure sur quoi que ce soit en métal ! J'utilise un grand récipient en plastique. Gravez la planche jusqu'à ce que le cuivre restant soit parti. Selon la fraîcheur et la chaleur du produit chimique de gravure, cela peut prendre 10 à 30 minutes.

Étape 8: Nettoyez le masque

Utilisez de l'acétone pour nettoyer le toner. Vous vous retrouverez avec un joli circuit imprimé brillant !

Étape 9: appliquer la couche de sérigraphie

Il est maintenant temps d'ajouter la "sérigraphie" de l'autre côté du tableau. Ce n'est pas vraiment une sérigraphie; c'est en fait le même processus que décrit ci-dessus, sauf que vous laissez le toner fondu sur la carte et ne faites pas la gravure et le nettoyage.

Pour aligner la "soie", je perce un trou dans les quatre patins les plus en coin. Après avoir découpé le masque en soie, je le place toner côté dessous contre le côté de la planche opposé aux traces. En le tenant à la lumière, vous devriez pouvoir voir les quatre trous d'angle à travers le masque. Utilisez-les pour aligner correctement le masque en soie, puis collez-le sur la planche avec du scotch. Ensuite, repassez la planche de la même manière que vous avez fait le côté cuivre, et enfin faites tremper le papier comme à l'étape 6.

Étape 10: percez les trous

C'est un peu délicat, mais peut être fait sans avoir besoin d'une perceuse à colonne ou d'un autre équipement sophistiqué. J'utilise un outil dremel avec un bit #60. C'est le plus petit morceau que je peux trouver à la quincaillerie locale. Le foret est serré dans une pince, qui à son tour est maintenue dans le mandrin du dremel.

Voici mon secret pour percer de nombreux petits trous avec une perceuse à main: utilisez un morceau d'acrylique comme guide de perçage. Percez un trou dans l'acrylique, puis percez à travers ce trou et à travers la planche. L'acrylique transparent facilite l'alignement correct du foret au centre de chaque tampon. Après une douzaine de trous environ, le "trou de guidage" dans l'acrylique commencera à "se desserrer" - il suffit de percer un autre trou de guidage et de continuer.

Étape 11: Terminé

La planche est prête à l'emploi.

J'ai fait quatre planches en utilisant cette méthode. Le premier était parfait, mais a été ruiné par une soudure bâclée. Les deuxième et quatrième étaient également parfaits et ont très bien fonctionné dans les projets. Sur la troisième planche, j'ai déplacé le fer lors de la première application, le masque a donc glissé et estompé certaines traces. Avec un peu de pratique, vous pouvez créer une planche en quelques heures (sans compter le temps de conception).