Comment graver son circuit                    PAR BIGONOFFPetit manuel rapide sans prétention pour réaliser un typon      ...
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1. GÉNÉRALITÉS...............................................................................................................
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1. Généralités1.1 Présentation    Je n’ai aucune prétention de détenir la vérité absolue ni la meilleure méthode pour laré...
Remarquez qu’il faut toujours écrire du texte sur un typon, ceci afin de permettre del’imprimer à l’endroit. Notez que le ...
2. Obtention d’un circuit prêt à être gravé par méthode d’insolation2.1 Les différentes étapes   Obtenir un circuit prêt à...
Comme matériel il ne vous faudra qu’une imprimante, qu’elle soit à jet d’encre ou à laser,et un transparent. Une imprimant...
2.3.2 Avec une imprimante laser    L’imprimante laser nécessite également de travailler avec des encres originales. J’ai t...
Bref, mon conseil est clairement de construire l’insoleuse, c’est une simple boîte avec destubes, et donc à la portée de n...
-   Soit vous achetez de petits sachets tout préparés chez n’importe quel commerçant       d’électronique. Ces sachets ne ...
Si vous avez par exemple un petit trou dans un plan de masse, vous pouvez utiliser unfeutre à l’alcool pour reboucher (l’a...
3. Obtention d’un circuit prêt à être gravé par transfert direct3.1 Les différentes étapes   ATTENTION : cette procédure n...
publicitaires, l’encre de la pub ne se transférant pas mais bien l’encre du typon. Je n’ai pastesté ce genre de papier.   ...
Quand vous êtes certain que toute la zone a été correctement chauffée (n’ayez pas peurd’insister), enlevez le fer et atten...
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4. La gravure4.1 Le principe    Il s’agit de recourir à un produit corrosif susceptible de dissoudre le cuivre, mais incap...
-   Soit vous n’en avez pas et il vous suffit d’utiliser un bac en plastique pour       photographe.    Dans ce second cas...
5. L’étamage5.1 Le principe    L’étamage consiste à recouvrir le circuit d’une couche de protection « soudable ». Lecuivre...
Ouvrez votre tube de pâte à décaper et mettez-en sur un pinceau. « Peignez » tout lecircuit avec cette pâte (pas besoin de...
6. La soudure de composants CMS6.1 Méthode    Le montage de composants CMS est un sujet souvent redouté par bon nombre d’a...
-   Commencez donc par enduire votre circuit de pâte à décaper fraîche à l’aide d’un       pinceau. N’exagérez pas sur les...
Au boulot j’avais du matériel plus « pro », mais j’obtiens strictement le même résultat à lamaison avec du « bête » matéri...
7. Utilisation du présent document    Ce petit tutorial est utilisable par tous et libre de droits. Vous devez simplement ...
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  1. 1. Comment graver son circuit PAR BIGONOFFPetit manuel rapide sans prétention pour réaliser un typon sans matériel professionnel Révision 1
  2. 2. 2
  3. 3. 1. GÉNÉRALITÉS................................................................................................................................................ 5 1.1 PRÉSENTATION............................................................................................................................................... 52. OBTENTION D’UN CIRCUIT PRÊT À ÊTRE GRAVÉ PAR MÉTHODE D’INSOLATION ............... 7 2.1 LES DIFFÉRENTES ÉTAPES .............................................................................................................................. 7 2.2 OBTENTION DU CIRCUIT SENSIBLE AUX UV ................................................................................................... 7 2.3 OBTENTION DU TYPON TRANSPARENT ............................................................................................................ 7 2.3.1 Avec une imprimante à jet d’encre......................................................................................................... 8 2.3.2 Avec une imprimante laser..................................................................................................................... 9 2.4 L’INSOLATION ................................................................................................................................................ 9 2.5 LA RÉVÉLATION ........................................................................................................................................... 103. OBTENTION D’UN CIRCUIT PRÊT À ÊTRE GRAVÉ PAR TRANSFERT DIRECT ........................ 13 3.1 LES DIFFÉRENTES ÉTAPES ............................................................................................................................ 13 3.2 PRÉPARATION DU CIRCUIT ........................................................................................................................... 13 3.3 OBTENTION DU TRANSFERT.......................................................................................................................... 13 3.4 TRANSFERT SUR LE CIRCUIT ......................................................................................................................... 144. LA GRAVURE................................................................................................................................................ 17 4.1 LE PRINCIPE ................................................................................................................................................. 17 4.2 LA MÉTHODE ................................................................................................................................................ 175. L’ÉTAMAGE .................................................................................................................................................. 19 5.1 LE PRINCIPE ................................................................................................................................................. 19 5.2 L’ÉTAMAGE AU FER À SOUDER ..................................................................................................................... 196. LA SOUDURE DE COMPOSANTS CMS ................................................................................................... 21 6.1 MÉTHODE .................................................................................................................................................... 217. UTILISATION DU PRESENT DOCUMENT ............................................................................................. 24 3
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  5. 5. 1. Généralités1.1 Présentation Je n’ai aucune prétention de détenir la vérité absolue ni la meilleure méthode pour laréalisation d’un circuit imprimé par l’amateur. Je vous livre simplement ici le résultat des mesannées d’expériences et d’essais en la matière. Je vais éviter les solutions extrêmes, que j’ai pourtant utilisées en milieu professionnel,comme la gravure à l’acide nitrique, car ce sont des procédés dangereux et avec de fortesnocivités, le stockage des produits étant de plus risqué. Je vais me contenter de décrire de façon simple des procédés à la portée de tous, nenécessitant aucun matériel onéreux ou particulièrement dangereux, et aisément reproductibles.Les méthodes décrites m’ont permis sans aucun problème de réaliser des circuits entechnologie CMS avec des composants en boîtier TQFP, voire plus petits, le tout sans lemoindre défaut (coupures ou courts-circuits). Il existe plusieurs méthodes accessibles à l’amateur pour tirer son circuit. Les deuxprincipales sont : - La réalisation d’un typon avec insolation aux UV - La réalisation d’un typon destiné au transfert direct Evidemment vous disposez aussi de la solution de faire tirer vos circuits par une firmespécialisée, mais dans ce cas ce document ne vous sert pas à grand-chose. Je fais impasseégalement sur la gravure par fraiseuse, la graveuse étant hors prix et ceux l’ayant réaliséen’ont pas besoin de ce tutorial Dans la suite de ce document, le terme « typon » représente le document sur lequel estimprimé le futur tracé du circuit imprimé. Voici un exemple de typon (non à l’échelle 1/1) : 5
  6. 6. Remarquez qu’il faut toujours écrire du texte sur un typon, ceci afin de permettre del’imprimer à l’endroit. Notez que le texte est en général à l’envers (en miroir) parce que lecôté imprimé se trouvera toujours plaqué sur le cuivre, ce qui provoquera le rétablissement dutexte dans le bon sens. Si le typon vous est fournit avec le texte à l’endroit il vous suffit desélectionner l’option « impression miroir » de votre imprimante. Ce typon produira donc en réalité une impression inversée, donc, en regardant côté pistes,il produira ceci : J’ai choisi volontairement un typon avec des composants CMS, ceci afin de vous montrerque c’est parfaitement réalisable. Un circuit avec composants classiques est évidemment plussimple à faire. Dans la réalité, le composant carré du centre fait 11mm de côté, ceci pour vousdonner l’échelle. Je vais décrire des opérations très simples mais nécessitant de respecter scrupuleusementles recommandations pour obtenir un résultat de haute qualité. Plus vous prendrez des libertéssur ce que vous jugerez « non indispensable », voire « non pertinent », plus le risque d’obtenirun résultat médiocre sera important. Sachez que si le résultat que vous obtenez n’est pas parfait, c’est qu’une des étapesdécrites dans ce manuel n’a pas été réalisée de façon correcte. Il est parfaitement possible deréaliser des circuits sans aucune imperfection (à notre échelle). Attention : Pour toutes les opérations décrites, portez les protections nécessaires(gants, lunettes…) et aérez la pièce pour les opérations chimiques. Evacuez les produitsrésiduels dans les filières officielles de façon écologique. 6
  7. 7. 2. Obtention d’un circuit prêt à être gravé par méthode d’insolation2.1 Les différentes étapes Obtenir un circuit prêt à être gravé par méthode d’insolation nécessite plusieurs étapes : - Obtenir un circuit recouvert d’une couche sensible aux ultraviolets - Obtenir un typon sur support transparent - Insoler le circuit - Révéler le circuit.2.2 Obtention du circuit sensible aux UV Il vous faut un circuit recouvert d’un produit chimique présentant deux particularités : - Ce produit doit être imperméable à l’élément de gravure que vous allez utiliser ainsi qu’au révélateur - Il doit pouvoir être chimiquement modifié par attaque à la lumière ultraviolette de façon à le rendre sensible au révélateur Vous pouvez obtenir ce circuit de 2 façons : - Soit en l’achetant déjà préparé, sous la dénomination « circuit imprimé présensibilisé » - Soit en achetant du circuit ordinaire et en le sensibilisant vous-mêmes à l’aide d’une bombe vendue dans le commerce. Mon conseil est très clairement d’acheter du circuit présensibilisé. En effet, le réaliser soi-même de façon correcte est assez pénible (induction dans le noir, chauffage modéré dans lenoir, préparation minutieuse du support etc). Je ne suis jamais arrivé à obtenir le mêmerésultat en sensibilisant moi-même qu’en achetant du circuit tout préparé, et l’économie deprix est assez faible. Attention que si vous achetez, achetez de la bonne qualité, ne radinez pas. Si vous décidez de sensibiliser vous-mêmes, il m’est inutile de détailler la procédure, elleest indiquée sur la bombe en question.2.3 Obtention du typon transparent Vous devez réaliser un typon qui présente deux particularités : - Le transparent doit être parfaitement transparent à la lumière ultraviolette - La zone dessinée (noire) doit être parfaitement opaque à cette lumière UV. Ces deux contraintes ne sont pas toujours évidentes à obtenir, d’autant qu’un typon peutparaître correct à la lumière visible et désastreux en lumière UV. 7
  8. 8. Comme matériel il ne vous faudra qu’une imprimante, qu’elle soit à jet d’encre ou à laser,et un transparent. Une imprimante monochrome suffit, et si vous disposez d’une imprimantecouleur, réglez-là sur impression monochrome et avec les paramètres de qualité maximum. Au fur et à mesure des années et de mes nombreux essais sur toutes sortes de matériel, j’aipu constater des sortes de « constantes » qui ne sont pas des vérités absolues ni des argumentsdémontrables, mais qui se sont montrés suffisamment systématiques pour que je m’y fiedorénavant. Ces constantes sont : - Mieux vaut utiliser une encre et/ou une cartouche d’origine pour votre imprimante. Je ne suis JAMAIS arrivé à obtenir un résultat de qualité similaire avec des encres ou cartouches dites « compatibles », ni avec des encres de recharge. Même si l’encre semble de qualité correcte en impression ordinaire, sa résistance aux UV est rarement la même de même que sa capacité à se fixer sur du film transparent. Chaque tentative de ma part (en laser ou en jet d’encre) avec des « compatibles » s’est toujours soldée par un circuit incorrect. J’ai donc en permanence une cartouche d’origine destinée à réaliser mes typons - Mieux vaut utiliser un transparent prévu explicitement pour la marque et le type de votre imprimante, surtout avec les imprimantes à jet d’encre. De nouveau, mes essais avec des typons « standard » se sont révélés un échec niveau qualité. Il vous faudra évidemment le dessin du typon à une échelle 1/1 rigoureuse. Soit enutilisant un fichier dans un format standard respectant les échelles (pdf par exemple), soit enutilisant un format propriétaire avec le logiciel adapté (Kicad par exemple). Si le typon vous est donné avec le texte « à l’endroit », réglez votre imprimante sur« impression miroir », de façon à obtenir un typon dont le côté imprimé pourra être placécontre le circuit. Il est en effet impératif de plaquer le dessin côté encre sur le circuit, sans quoi la lumièrepourrait passer entre l’encre et le circuit, du fait de l’épaisseur du transparent, et donc rendreflous les contours des pistes, avec disparition pure et simple des pistes les plus fines.2.3.1 Avec une imprimante à jet d’encre Réglez votre imprimante sur la qualité maximale en impression monochrome. Utilisez impérativement des transparents prévus : Les transparents HP, par exemple, sontmunis d’une couche accrocheuse très visible (et qu’on peut sentir) qui permet à l’encre des’accrocher sans baver ni se rétracter. Imprimez et vérifiez le résultat à la lumière, qui doit être nickel, sans aucune bavure nitrous dans les zones noires. Si le résultat n’est pas parfait, recommencez plutôt que de tenterde poursuivre dans de mauvaises conditions. Si vous n’arrivez pas à un résultat parfait, alorsvérifiez si vous utilisez les encres et transparents corrects, ou tentez avec une autreimprimante (chez un ami). 8
  9. 9. 2.3.2 Avec une imprimante laser L’imprimante laser nécessite également de travailler avec des encres originales. J’ai tentédes cartouches adaptables et, de nouveau, le résultat a été mauvais. Je sais que je me répète,mais 80% des échecs reportés sur le net sont dus à l’utilisation de matériel « compatible ». Par contre, les imprimantes laser sont moins sensibles à la qualité du transparent, il doitcependant être prévu pour imprimante laser sous peine de brûler dans l’imprimante. L’impression laser sur transparent présente cependant un inconvénient : le transparent atendance à s’allonger dans un sens sous l’effet de la chaleur. Certains logiciels, comme Kicad,permettent de prendre en compte ce phénomène. Dans tous les cas, faites une impression etprésentez vos composants sur le transparent pour voir si la déformation permet de les soudercorrectement. Si ce n’était pas le cas, utilisez un autre transparent ou déformez l’image dutypon pour obtenir une impression à la bonne échelle.2.4 L’insolation Cette étape nécessite l’exposition du circuit par de la lumière ultraviolette. L’appareilémettant cette lumière est appelé « insoleuse » Première remarque : tous les UV n’ont pas la même fréquence, et le circuitsensibilisé n’est sensible qu’à une longueur d’onde particulière. Utilisez donc soit uneinsoleuse prévue pour cet usage, soit des tubes également prévus pour cet usage. Le coupde la « lampe à bronzer » ou du tube « noir », laissez ça aux amateurs d’approximation. Seconde remarque : la lumière émise par ces tubes attaque certains composants del’œil, évitez donc au maximum d’être exposé à la lumière émise, et prenez donc toutesvos précautions. Cette insoleuse, nécessaire, peut être soit construite soit achetée. - Si vous l’achetez, évitez les modèles en kit disposant de 2 ou 4 tubes miniatures avec un couvercle recouvert de moussse : ces tubes seront trop espacés pour un résultat correct (lumière pas constante sur toute la surface du circuit, et avec un angle lumineux incident variant selon l’endroit du circuit), sans compter leur puissance lumineuse médiocre. Donc, si achat, alors achat d’une insoleuse de qualité, et elles sont chères. - Si vous la réalisez vous-mêmes, achetez 4 ou 6 tubes (explicitement prévus, chez Farnell par exemple) de gros diamètre. Montez-les dans une boîte de façon jointive (les tubes se touchent presque = lumière constante) et placez une vitre de 4mm directement sur les tubes ou reposant sur les starters. En général on monte ces tubes par 2 en série sur 1 ballast et un starter, le schéma est donné sur les ballasts. On peut aussi utiliser un allumage électronique récupéré dans les ampoules économiques, il suffit alors de brancher le tube à la place du tube « économique » (veillez à respecter les puissances tube et tube économique dans ce cas). 9
  10. 10. Bref, mon conseil est clairement de construire l’insoleuse, c’est une simple boîte avec destubes, et donc à la portée de n’importe qui désirant construire des circuits imprimés (doncavec des connaissances électriques minimales). C’est la seule façon d’obtenir une insoleuse debonne qualité avec un prix raisonnable (+- le prix d’une insoleuse en kit dont vous seriezdéçu). Voyons maintenant comment procéder : - Travaillez avec le minimum de lumière ambiante. Quand je dis minimum je veux dire évitez le plein soleil, mais pas de problème avec un éclairage domestique, le circuit n’y est sensible qu’à très long terme (plusieurs dizaines de minutes, voire plusieurs heures). - Placez votre typon contre la vitre. Attention au sens, les textes doivent être visibles « en miroir ». Si vous savez lire les textes c’est que votre typon est à l’envers. Si tout est correct l’encre se trouve vers vous et le côté non imprimé contre la vitre - Placez délicatement votre circuit, face sensible vers le bas, contre le typon et en position correcte. Veillez à ce que votre circuit, si vous l’avez coupé, ne présente strictement aucune bavure. - Il faut maintenant opérer une pression conséquente sur le circuit, afin qu’il soit plaqué contre le typon et afin d’éviter que la lumière ne s’infiltre entre les deux. Méfiez-vous des couvercles d’insoleuses « en kit » avec du mousse, la pression n’est pas constante et le résultat désastreux. Pour ma part, je préfère placer des poids sur le circuit, sous forme de boîtes de conserves jointes ou de bouteilles d’eau de 0.5l pleines (il faut un certain poids, et il faut qu’il soit réparti). Vous pouvez aussi vous construire un sac à vide et aspirer l’air à l’intérieur pour obtenir une excellente pression, vous trouverez des tutoriaux sur le net pour ce genre de réalisations. - Allumez l’insoleuse sans regarder les tubes, la durée d’insolation avec une insoleuse correcte et un bon circuit est de l’ordre de 1 min 30 à 1 min 45. - Eteignez l’insoleuse et retirez le circuit, vous devez voir apparaître déjà ce qui sera le tracé de votre circuit sous forme d’un changement de couleur du produit photosensible. Vous êtes prêts pour l’étape de révélation.2.5 La révélation Non, je n’ai pas viré mystique, il s’agit évidemment de révélation du dessin du circuit. Ace stade le produit photosensible a subit une transformation qui rend toute partie exposée à lalumière des tubes UV sensible aux attaques d’une base, comme la soude (NaOH). Il vous faut donc préparer votre révélateur. De nouveau, vous disposez de deux méthodes : 10
  11. 11. - Soit vous achetez de petits sachets tout préparés chez n’importe quel commerçant d’électronique. Ces sachets ne coûtent que quelques cents et suffisent pour un litre de produit préparé. En réalité, ce sont des sachets de soude pesés correctement. - Soit vous pesez vous-mêmes 7 grammes de NaOH, qu’on peut trouver chez un droguiste compétant. 7 grammes ne sont toutefois pas simples à peser, et vu le prix d’un sachet tout préparé… Mais bon, à vous de voir. Mettez votre sachet ou vos 7 grammes dans 1 litre d’eau à +- 25 à 35 °C. Contrairement àce qui se dit sur le net vous pouvez conserver votre révélateur après usage pour un nombreconséquent de circuits, même sur plusieurs mois, à condition de le stocker dans un récipientopaque à la lumière. ATTENTION : pensez à correctement l’étiqueter, c’est un produitcorrosif et mieux vaut éviter de le boire. Si donc vous récupérer un produit qui a déjà servi,vous pouvez placer la bouteille dans votre évier rempli d’eau chaude pour le réchauffer s’il estvraiment trop froid (notez que ça fonctionne même à froid, mais soit…) Placez votre révélateur préparé dans un récipient pratique, l’idéal étant un bac destiné auxphotographes, ils ont juste la bonne taille. Plongez votre circuit dans le bain, face imprimée vers le haut, et oscillez doucement le bacde gauche à droite afin d’éliminer les résidus qui vont se former sur le circuit. Si votre insolation est correcte, le circuit doit se révéler en quelques secondes (les pistessont nettes, les zones exposées deviennent couleur cuivre, et le révélateur change de couleur). Si les pistes partent à la révélation, c’est soit : - Que le révélateur est incorrect (si vous l’avez pesé vous-même) - Que la plaque a été sur-exposée (temps trop long) - Que le circuit a été incorrectement pressé contre le typon (surtout si c’est le bord des pistes qui s’en va) - Que le circuit n’est pas correctement sensibilisé (si vous l’avez fait vous-même) ou de mauvaise qualité. Si les zones exposées ne deviennent pas couleur cuivre (le produit photosensible ne part pas intégralement), ou que la révélation est trop lente, c’est soit : - Que le révélateur est incorrect, sous-dosé, ou hors d’usage - Que le circuit n’a pas été exposé suffisamment longtemps - Que l’insoleuse est de mauvaise qualité Si les pistes sont cependant marquées, vous pouvez tenter de ré-insoler le tout (sans typon) durant quelques secondes. 11
  12. 12. Si vous avez par exemple un petit trou dans un plan de masse, vous pouvez utiliser unfeutre à l’alcool pour reboucher (l’alcool résistera à la gravure). Dans ce cas, procédez par« tamponnage » et non en « dessinant », car l’alcool du feutre dissoudra le produitphotosensible et votre trou s’agrandira. En cas d’un mini court-circuit il vous suffit de l’enlever avec un petit cutter ou uneaiguille (inutile d’enlever le cuivre, juste le produit photosensible). Si tout s’est bien passé, rincez votre circuit à l’eau claire, et vous pouvez passer à l’étapesuivante : la gravure (chapitre 4). 12
  13. 13. 3. Obtention d’un circuit prêt à être gravé par transfert direct3.1 Les différentes étapes ATTENTION : cette procédure ne fonctionne qu’avec les imprimantes laser et non avec les imprimantes à jet d’encre Obtenir un circuit prêt à être gravé par méthode de transfert direct nécessite plusieursétapes : - Préparer le circuit - Obtenir un transfert - Transférer ce transfert sur le circuit3.2 Préparation du circuit C’est une opération cruciale dans la réussite de ce procédé. Tout d’abord il faut vousmunir d’un circuit imprimé non pré-sensibilisé. Ensuite, procédez comme suit : - Mettez des gants en plastique pour éviter la moindre trace de doigts sur le circuit, sous peine d’échec à cet endroit (graisse) - Munissez-vous d’une « gomme à inox », sorte de pierre légèrement abrasive. Effectuez des mouvements circulaires sur votre circuit jusqu’à ce qu’il soit intégralement micro-rayé de façon uniforme et que le cuivre ait l’aspect du cuivre neuf de façon intégrale. Veillez spécifiquement aux bords du circuit, plus difficile à finaliser. Vous pouvez également utiliser du tampon métallique ou de la crème à récurer pour plaques vitro-céramiques, mais l’idéal reste la gomme à inox. - Une fois l’opération précédente terminée, nettoyez votre circuit avec de l’acétone ou un produit équivalent. Séchez-le.3.3 Obtention du transfert Il y a deux façons d’obtenir le transfert : - Soit en utilisant un film spécifique (bleu) vendu relativement cher dans le commerce - Soit en utilisant du papier ordinaire Je vous explique la méthode basée sur le papier ordinaire. Utilisez un papier de 80g/m² de bonne qualité ou photo (pas du brouillon). Il est possibleque vous deviez tester plusieurs sortes de papier avant de trouver le bon résultat. Un papier trop poreux rend le décollage impossible car l’encre reste en partie prisonnièredu papier. Certains ont reporté une utilisation parfaite à l’aide de papier de prospectus 13
  14. 14. publicitaires, l’encre de la pub ne se transférant pas mais bien l’encre du typon. Je n’ai pastesté ce genre de papier. L’encre doit être de qualité parfaite. Mes essais avec une Sansung CLP-300 se sontrévélés positifs avec la cartouche d’origine mais désastreux avec une cartouche deremplacement dite « compatible ». Utilisez donc de préférence une cartouche d’origine plutôtqu’une compatible. Cette méthode demande plus de doigté mais l’avantage est que si vous ratez vous le voyezdès le départ et donc ça ne vous coûte qu’une feuille de papier pour faire un nouvel essai(vous n’avez pas encore gravé le circuit, et vu qu’il n’a pas de revêtement photosensible ilsuffit de le nettoyer pour recommencer). Réglez votre imprimante laser sur impression monochrome de qualité maximale puisimprimez le transfert sur le papier choisi (attention d’imprimer sur la bonne face, tous lespapiers de qualité ont une face imprimable indiquée par une flèche sur l’emballage). Vu qu’il s’agit d’un transfert, vous vous retrouvez dans la même configuration que dans lecas de l’insolation, et donc votre texte doit être imprimé en miroir à ce moment. Vérifiez que la qualité d’impression soit parfaite. Vous ne pouvez pas retoucher à ce stademais uniquement éventuellement après le transfert.3.4 Transfert sur le circuit Nous allons maintenant transférer l’encre de la feuille de papier vers le circuit. Ceci seréalise en chauffant l’encre et en pressant la feuille sur le circuit. L’encre va naturellement setransférer vers le cuivre et vous récupérerez un cuivre imprimé et une feuille vierge. Presser et chauffer sont le cahier des charges de deux appareils connus, que vous pouvezdonc utiliser : - La plastifieuse - Le fer à repasser La plastifieuse nécessite d’être modifiée pour prendre en compte l’épaisseur du circuitainsi que pour ralentir la vitesse de défilement. Vous trouverez sur le net plusieurs réalisationsen ce sens. Si vous utilisez la plastifieuse, il vous suffit de faire passer ensemble le papier et lecircuit, l’encre du papier étant côté cuivre du circuit. Si vous utilisez un fer à repasser, mettez-le (sans vapeur, ça va de soi) en positionmaximale. Placez une planche en bois sur votre table et posez dessus le circuit face cuivrevers le haut. Placez ensuite la feuille contre le cuivre, face imprimée vers le bas. Maintenant, sans faire bouger la feuille, pressez le fer à repasser assez fortement. Vousallez voir que la feuille va coller rapidement au circuit. Déplacez doucement le fer pour quetoutes les zones (surtout les bords) soit correctement chauffés. Le papier peut prendre uneteinte brunâtre c’est tout à fait normal. 14
  15. 15. Quand vous êtes certain que toute la zone a été correctement chauffée (n’ayez pas peurd’insister), enlevez le fer et attendez que ça refroidisse un peu (gaffe aux doigts, le cuivrereste chaud assez longtemps). Pour les deux méthodes, il faut maintenant décoller la feuille du cuivre, car les deux sontmaintenant fortement solidaires. Remplissez votre évier (ou un récipient) avec de l’eauchaude (pas bouillante) et un détergent (produit vaisselle, poudre à lessiver…) et placez-yvotre circuit, papier vers le haut. Une fois le papier imbibé d’eau, le circuit va couler. Aubesoin, aidez-le. Votre papier ma maintenant se gorger d’eau. Vous allez maintenant comprendre que vousavez affaire à un compromis : - Si votre papier est de très grande qualité (papier photo glacé), le transfert sera parfait mais le papier fort difficile à décoller (ne prend pas l’eau sur toute son épaisseur) - Si votre papier est moins bon, le décollage sera simple mais le résultat risque de ne pas être impeccable. C’est pourquoi plusieurs essais sont souvent nécessaires la toute première fois. Laissez le tout mariner durant 30 minutes. Ensuite, vous pouvez tenter de décoller lepapier (qui reste encore difficile à décoller). Les bords sont les zones les plus délicates,l’encre peut partir si vous avez mal chauffé et pressé les bords. Pour ma part, j’utilise une brosse à dents pour frotter énergiquement le tout et faire partirle papier. Vous verrez que, de façon assez spectaculaire, l’encre résiste parfaitement à labrosse à dents, et le papier récupéré (ou les morceaux) est redevenu sans trace d’encre. Une fois le circuit parfaitement nettoyé, vous vous retrouvez avec un dessin imprimé.Vérifiez l’absence de défauts. Si vous constatez une micro-coupure ou un trou (dans les grosplans de masse ça arrive), vous pouvez « reboucher » à l’aide d’un feutre pour CI ou mêmed’un feutre ordinaire à l’alcool (résiste fort bien aux acides). Procédez par petits appuis plutôtque de tirer un trait. Vous pouvez maintenant passer à l’étape de la gravure. 15
  16. 16. Notes : 16
  17. 17. 4. La gravure4.1 Le principe Il s’agit de recourir à un produit corrosif susceptible de dissoudre le cuivre, mais incapabled’attaquer l’encre ou le produit photosensible couvrant les pistes à conserver. Le choix du produit est important, et il en existe de plusieurs types. Chacun a sespréférences. Au niveau des produits les plus efficaces, on trouve l’acide nitrique, que j’ai utilisé enmilieu professionnel. Je déconseille fortement ce genre de pratique à l’amateur car d’une partles produits utilisés sont très très dangereux, et d’autre part les émanations produites sontviolentes et très toxiques, ce qui nécessite l’utilisation de hottes chimiques professionnelles.Une gravure s’effectue dans ces conditions en moins de 15 secondes, ce qui montre laviolence des réactions. Evitez également les conseils trouvés sur le net utilisant de l’eau oxygénée, surtout à forteconcentration. La manipulation de ces produits par des personnes non expérimentées enchimie est un exercice très dangereux. Au niveau des produits recommandés à l’amateur, je conseille le perchlorure de fer(Fe2Cl3): il est aisé à utiliser, pas trop dangereux (attention, ne pas l’avaler ni le projeter dansles yeux), se conserve bien, et permet d’obtenir des résultats probants très reproductibles etsans requérir de temps critique. Par contre, son inconvénient majeur est qu’il fait des tâches jaunes impossibles à fairepartir : évitez à tout prix d’en reverser ou d’éclabousser, et si vous en avez sur les doits, lavez-les au plus vite. Je rappelle que vous devez porter gants et lunettes et aérer la piècecorrectement. J’ai testé les produits « plus propres » vendus dans le commerce, mais je les ai trouvémoins efficaces. Le perchlorure de fer se trouve soit sous forme d’un liquide déjà préparé, soit sous formede grains jaunes à dissoudre. Les seconds sont plus efficaces (on peut doser sa concentration)et moins chers.4.2 La méthode Si vous avez acheté le perchlorure en sachets, dissolvez le dans l’eau chaude (+- 40 à45°C). Pour ma part, les sachets sont renseignés pour être dissous dans 1 litre d’eau, j’enutilise 3 par litre et donc je triple la concentration (ça fonctionne mieux et plus longtemps). A ce stade, vous avez deux façons de procéder : - Soit vous avez acheté une graveuse de circuit il vous suffit de placer votre circuit dedans, de mettre le perchorure, de brancher et d’attendre. 17
  18. 18. - Soit vous n’en avez pas et il vous suffit d’utiliser un bac en plastique pour photographe. Dans ce second cas, placez le circuit dans le fond du bac, face cuivre vers le haut. Versezdessus délicatement votre liquide chaud (+- 40 à 45°C) jusqu’à le recouvrir légèrement.Ensuite, oscillez le bac doucement de gauche à droite pour faire un mouvement de vague surle circuit (attention aux éclaboussures), ce qui accélère la réaction et élimine les dépôts. Il fautapproximativement 20 minutes pour graver le circuit, n’hésitez pas à le retirer de temps entemps et à le rincer pour voir l’état d’avancée, mais ATTENTION AUX TACHES (sur unvêtement, c’est foutu) et utilisez une pince en plastique (toujours dans le matériel pourphotographes). Une fois le circuit gravé, vous obtenez un circuit dont les pistes sont toujours recouvertesde l’encre ou du produit photosensible, mais dont les autres zones sont devenues couleur ducircuit (plus de cuivre). Rincez votre circuit à l’eau et séchez-le. Tout comme pour le révélateur, votre perchlorure est bon pour une série de circuits,changez-en lorsque vous constatez que la gravure d’un circuit s’est interrompue ou est troplente. Il vous faut maintenant débarrasser votre circuit du produit ou encre recouvrant les pistes.Ne faites ce nettoyage que si vous êtes prêts à passer à l’étape suivante : l’étamage, ceci afinde laisser le moins de temps possible le cuivre à l’air (oxydation). Pour nettoyer les pistes du produit photosensible (méthode insolation), utilisez de l’alcoolou de l’acétone. Une autre astuce consiste à utiliser les propriétés du produit en opérantcomme suit : - Replacez le circuit dans l’insoleuse - Exposez durant 2 minutes - Placez le circuit dans le révélateur. Du coup, bien évidemment, le produit photosensible est maintenant parti. Si vous avez utilisé la méthode de transfert direct, utilisez de l’acétone ou équivalent, etun peu d’huile de coude. Pour les deux méthodes, une fois le revêtement enlevé, finalisez le nettoyage à l’aided’une crème à récurer ménagère et une éponge abrasive, rincez à l’eau et séchez. Votre circuita maintenant ses pistes d’une belle couleur cuivre, les micro-rayures de l’éponge sont toutbénéfice pour l’étape d’étamage. 18
  19. 19. 5. L’étamage5.1 Le principe L’étamage consiste à recouvrir le circuit d’une couche de protection « soudable ». Lecuivre a tendance à s’oxyder rapidement à l’air et donc il convient de le protéger. En outre,l’étamage facilite grandement la soudure des composants, surtout pour les composants desurface. Notez qu’en principe l’étamage consiste à recouvrir d’une couche d’étain, mais dans lapratique « électronique » ce terme peut couvrir des réalités différentes (argenture parexemple). Il existe différentes façons d’étamer (au sens large) un circuit : - Utilisation d’un produit d’étamage à froid - Utilisation d’un produit d’étamage à chaud - Etamage manuel au fer à souder - Utilisation de produit chargé en argent, dont les révélateurs photos usagés J’ai déjà utilisé les produits d’étamage à froid (à base de sels d’argent). Ils donnent unbeau résultat, quoi que plus mat que l’étain, mais sont très chers et surtout extrêmementtoxiques, les vapeurs étant fortement cancérigènes même à petites doses. J’ai donc abandonnécette méthode. L’étamage à chaud utilise un produit pour plombier, destiné à étamer les corniches en zincavant soudure. Il suffit de badigeonner tout le circuit à l’aide du pinceau fourni, puis dechauffer avec un décapeur thermique. Ensuite, ne reste qu’à laver le circuit. C’est très simplemais le résultat n’est pas génial en terme de régularité et de finition. Le révélateur usagé est une méthode qui était beaucoup citée à une époque, mais je ne suispour ma part jamais arrivé à la mettre en pratique de façon efficace. Je vais donc parler de la méthode que j’utilise, qui semble « barbare » et qui pourtant estsimple et donne de très bons résultats : l’étamage au fer à souder.5.2 L’étamage au fer à souder Il vous faut donc un fer à souder avec une panne «large » (la soudure ne pouvant pasdéborder de la piste), chauffé à +- 350 à 400°C. La panne doit être de bonne qualité (pasoxydée). Ensuite, il vous faut un produit « magique », la pâte à décaper de plombier, souvent rougeet vendue en tube. C’est en fait l’équivalent de ce qui se trouve à l’intérieur de votre soudure« à âme décapante ». Le problème est qu’ici on a besoin d’un rapport de quantité pâte/soudureplus important que pour une soudure classique, vu qu’en fait on va étamer tout le circuit avecune seule goutte de soudure, on ne peut donc pas utiliser simplement notre soudure sanscomplément. 19
  20. 20. Ouvrez votre tube de pâte à décaper et mettez-en sur un pinceau. « Peignez » tout lecircuit avec cette pâte (pas besoin de suivre les pistes, mettez-en partout). Une fois fait, déposez une goutte de soudure sur un plan de masse de votre circuit (ou surun vieux circuit inutilisé). Trempez la panne de votre fer à souder dedans, comme un pinceau, puis tirez cette mini-goutte sur chaque piste. Comme par magie la piste se recouvre d’une fine couche d’étainparfaitement uniforme et très fine. Pour y arriver, il faut évidemment que le circuit soit propre et non oxydé (ce qui est le cassi vous avez respecté ce qui précède). Sinon, avant de mettre la pâte à décaper, brossez votrecircuit à la gomme à inox ou à la crème à récurer. Une fois terminé, nettoyez correctement votre circuit à l’aide d’un solvant, ou à l’eausavonneuse, à l’aide d’une brosse à dents, puis séchez-le. Si vous respectez cette procédure toute simple, voici ce que vous obtenez : Votre circuit est maintenant tiré, gravé, et étamé avec une excellente qualité, le toutavec du matériel basique. Et n’oubliez pas que j’ai volontairement pris un exemple« compliqué » puisque le composant carré au centre ne fait que 11mm de côté pour 44 pins. A ce stade il ne craint plus les tâches de doigts (ne s’oxydera plus) et peut être entreposélongtemps sans aucun risque. Vous pouvez maintenant le percer, les trous sont restés libres sans aucun problème si vousn’avez pas exagéré dans la quantité de soudure : Un circuit comme celui ci-dessus s’étame àl’aide d’une seule goutte. 20
  21. 21. 6. La soudure de composants CMS6.1 Méthode Le montage de composants CMS est un sujet souvent redouté par bon nombre d’amateurs.Il n’y a cependant aucune difficulté particulière à partir du moment où le circuit a été réalisécorrectement. Il existe plusieurs méthodes (hors machines de placement automatique) dont : - La technique par four à refusion - La soudure manuelle comme un composant classique Les personnes intéressées par la réalisation d’un four à refusion trouveront toutes lesinformations utiles sur le net. Une fois le four réalisé, il suffit de « coller » les composants àleur place respective, de placer une goutte de soudure à l’aide de la seringue vendue à ceteffet, puis à lancer le four. Il n’y a donc rien de spécifique à dire. Pour la soudure manuelle, pour celui qui ne désire pas investir, il suffit en fait de travaillerproprement et intelligemment. Le problème des composants CMS c’est qu’ils sont trop petits pour être correctementsoudés comme des composants classique, tout simplement parce que si on utilise la soudureélectronique classique la goutte de soudure sera trop grosse par rapport au composant. Bref, il faut trouver une astuce pour que le composant soit soudé sans débordement. En fait, la solution est relativement simple : il faut apporter une toute petite quantité desoudure, ce qui se fait en prenant les précautions suivantes : - Utilisation d’une panne très fine, les fers Weller, par exemple, proposent des tas de pannes en forme de pointes ou à bord plat étroits - Utilisation d’une soudure d’un diamètre plus petit que l’habitude. Pour ma part, j’utilise de la soudure de 0.5mm de diamètre. Le problème c’est que dans ces bobines de soudure ultra-fines, il n’y a pas place pour larésine décapante. Et si vous utilisez votre soudure normale, alors vous devrez mettre uneportion de goutte et, de nouveau, il y aura un manque de pâte à décaper. Moralité, si vous utilisez tel quel, votre composant sera plus « collé » que soudé (brasé) etdonc les contacts électriques ne seront pas garantis. L’astuce consiste donc à opérer comme pour l’étamage, et donc : - Utilisez un circuit étamé et propre, ce qui va minimiser les problèmes d’adhérence de la soudure - Utilisez notre pâte à décaper en tube, tout comme pour l’étape d’étamage. 21
  22. 22. - Commencez donc par enduire votre circuit de pâte à décaper fraîche à l’aide d’un pinceau. N’exagérez pas sur les quantités, et vous pouvez vous contentez d’en mettre uniquement à l’endroit des pins des composants - Placez une goutte de soudure sur la panne de votre fer à souder : ça tiendra SI votre panne est en bon état et non oxydée. - Placez le composant en place à l’aide d’une pince de chirurgien coudée (pince dite « De Bruxelles » ou « pince à épiler ») - Placez votre fer avec sa goutte simultanément contre la pin du composant et la piste du circuit. La soudure va directement s’étendre sur la piste et sur le composant, sans déborder et en assurant un parfait contact, grâce à la pâte à décaper. - Une fois le composant maintenu en place par une pin, vous pouvez souder les autres pins de façon traditionnelle. Il ne vous reste ensuite qu’à nettoyer votre circuit à l’aide d’une brosse à dents et d’un solvant pour résine électronique (inoffensif pour les composants). Rincez à l’eau puis séchez. Vous pouvez sécher au sèche-cheveux, mais ça laisse un peu de résidus des sels minéraux contenus dans l’eau. Pour ma part, je préfère de loin sécher à l’air comprimé. Voici notre circuit d’exemple muni de ses composants, le tout réalisé exactement comme dans ce tutorial (méthode d’insolation et étamage au fer) : Vous constatez que malgré que ce circuit soit très petit, et donc en principe compliquépour l’amateur, il ne présente aucun défaut ni imperfection fonctionnelle, et le résultat estpropre. J’ai utilisé un matériel basique mais de bonne qualité : - Fer à souder Weller Temptronic (réglable en t°) : je conseille vivement d’investir dans un fer de qualité, et, à titre d’information, j’ai ce même fer depuis plus de 30 ans. - Insoleuse de réalisation maison, sur base de 4 tubes de 30cm de gros diamètre achetés chez Farnell - De simples bacs photo pour la révélation et la gravure 22
  23. 23. Au boulot j’avais du matériel plus « pro », mais j’obtiens strictement le même résultat à lamaison avec du « bête » matériel (la preuve), c’est simplement un peu moins confortable.Bonnes réalisations à tous. 23
  24. 24. 7. Utilisation du présent document Ce petit tutorial est utilisable par tous et libre de droits. Vous devez simplement conserverle nom de l’auteur original et conserver cette page ainsi que les références au site de l’auteur. L’auteur ne pourra être tenu pour responsable d’aucune conséquence directe ou indirecterésultant de la lecture et de l’application de l’ouvrage. Cet ouvrage est destiné à des techniciens et donc à des personnes aptes à prendre pourelles-mêmes, pour les autres, et pour tout matériel, les mesures de sécurité qui s’imposent.- Révision 1 : 11/08/2011 : Première version en ligneRéalisation : BigonoffSite : www.bigonoff.orgEmail : bigocours@hotmail.com 24

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