Comment réaliser des circuits imprimés

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Dans cet article:

Réaliser un circuit imprimé

Graver avec de l’acide

Graver à l’aide d’une insoleuse UV

Procéder à la finition de la carte

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Ainsi, vous venez de terminer la conception de votre carte électronique. Vous avez fait quelques simulations sur votre ordinateur et le circuit marche à merveille. Seulement, il vous reste une chose à faire ! En effet, vous devrez fabriquer votre carte pour mettre votre circuit en action ! Qu’il s’agisse d’un projet universitaire ou d’un composant qui entre dans la production d’un article destiné à la vente, un circuit imprimé reflètera mieux votre savoir-faire, et donnera une meilleure idée sur l'aspect du produit fini !

Étapes

Partie 1

Partie 1 sur 4:

Réaliser un circuit imprimé

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   Choisissez une méthode pour créer votre carte électronique. Généralement, vous prendrez votre décision en tenant compte de la disponibilité des matériaux requis par le procédé de fabrication, des difficultés techniques et de la qualité de la carte que vous souhaitez réaliser. Pour vous aider à faire votre choix, voici un résumé des différents procédés et de leurs caractéristiques principales.

   • La gravure chimique. Cette méthode est relativement longue et demande la mise en œuvre de conditions rigoureuses de sécurité. De plus, vous devrez disposer des matériaux nécessaires comme le réactif d’attaque. La qualité de la carte obtenue varie selon les matériaux employés, mais généralement, cette méthode convient bien à la fabrication de circuits imprimés simples ou moyennement complexes. D’autres méthodes sont utilisées pour la fabrication de cartes ayant des connexions rapprochées et fines.
   • La gravure par rayons ultraviolets. Dans cette méthode, vous transposez votre circuit électronique sur une carte. Vous devrez avoir des matériaux appropriés, qui coutent assez cher et qui ne sont pas disponibles partout. Toutefois, les différentes étapes du procédé sont simples et permettent d’obtenir des circuits fins et complexes.
   • La gravure mécanique. Parfois appelée « routage », cette technique nécessite l’emploi de machines spéciales qui enlèvent le cuivre inutile de la carte, ou créent des passages vides entre les connexions. Cette manière de procéder est couteuse, si vous êtes obligé d’acheter une machine à graver. Vous pourrez en louer une à condition d’en trouver à proximité de chez vous. Malgré cet inconvénient, la méthode convient bien pour la fabrication de plusieurs exemplaires d’un même circuit imprimé, et les cartes obtenues sont habituellement d’une bonne qualité.
   • La gravure au laser. Habituellement, cette méthode est mise en œuvre par les grandes sociétés de production et parfois par certaines universités. Le principe est semblable à la gravure mécanique, sauf que le travail est réalisé par un rayon laser. Il n’est pas simple de trouver de telles machines, mais si votre université en possède une, vous pourrez demander l’autorisation de l’utiliser.
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   Créez votre typon. Il s’agit de tracer les pistes du circuit électronique. Si vous faites une gravure à l’aide d’un acide, vous devrez d’abord opérer en employant un matériau résistant à cette substance. Vous pouvez tracer manuellement votre typon à l’aide de marqueurs spéciaux que vous trouverez facilement dans le commerce, ou l’imprimer à l’aide d’une imprimante laser, auquel cas le circuit sera tracé avec l’encre de la machine. Cette méthode est attrayante, mais elle n’est pas appropriée aux circuits moyens ou étendus. Habituellement, pour convertir le schéma de principe de votre circuit en un schéma de circuit imprimé, vous devrez utiliser un logiciel spécial. Il y a de nombreux logiciels libres de droits pour la conception et la création des cartes électroniques. En voici quelques-uns qui pourront vous aider dans votre démarche.

   • PCB
   • Liquid PCB
   • Shortcut
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   Réglez ses dimensions. Vous devrez d’abord le terminer sur votre ordinateur. Ensuite, il faudra ajuster ses dimensions à l’aide du logiciel pour les faire correspondre à celles du papier et de la carte.
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   Imprimez-le. Le logiciel permet cette opération. Utilisez du papier glacé, comme celui qui sert à la fabrication des magazines. Vous devrez vous assurer que l’impression sera faite en miroir. La plupart des logiciels offrent cette fonction. Après l’impression, abstenez-vous de toucher à l’encre du typon pour ne pas l’effacer.
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   Passez à l’étape suivante. Posez le recto du typhon sur la face cuivrée de la carte en veillant à aligner les deux pièces. Mettez en route votre fer électrique, ensuite placez-le sur son support et attendez qu’il chauffe bien.
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   Commencez le transfert du circuit. Une fois que le fer à repasser est chaud, posez-le sur le typon.
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   Continuez l'opération. Laissez le fer en place pendant 30 à 45 secondes (en fonction du pouvoir chauffant du fer).
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   Préparez-vous à refroidir la carte. Mettez soigneusement le fer de côté, ensuite prenez la carte et dirigez-vous vers le robinet le plus proche. Faites attention, car le papier sera chaud. En fait, il sera encore collé à la carte, et vous ne devrez pas l’enlever à ce stade.
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   Refroidissez la carte. Ouvrez le robinet et mettez la carte sous le filet d’eau. Une autre méthode consiste à immerger la plaque et le papier dans un récipient rempli d’eau chaude pendant quelque temps, sans dépasser 10 minutes.
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    Enlevez le typon. Il suffit de le décoller complètement. L’opération ne présente pas de difficulté, car l’eau aura largement fait son effet. Si certains endroits résistent, vous pourrez les tremper un peu plus longtemps. À la fin, en supposant que tout aille bien, vous obtiendrez une plaque en cuivre portant le circuit imprimé en noir.
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    Séchez la carte. Essuyez-la doucement avec une serviette ou inclinez-la pour évacuer les gouttes d’eau. L’opération ne prendra pas plus d’une trentaine de secondes. Vous devrez opérer doucement pour ne pas effacer le circuit.
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    Procédez à la gravure. Vous pourrez choisir l’une des méthodes décrites dans les sections suivantes. Il s’agit d’éliminer le cuivre superflu de la carte et de ne laisser que les pistes de connexion dont vous aurez besoin.
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Partie 2

Partie 2 sur 4:

Graver avec de l’acide

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   Choisissez votre réactif d’attaque. Le chlorure ferrique est couramment employé pour graver les cartes électroniques. Cependant, vous pouvez aussi employer des cristaux de persulfate d’ammonium ou d’autres substances chimiques. Quel que soit votre choix, un décapant reste toujours dangereux. Par conséquent, en plus des mesures de sécurité générales, vous devriez aussi lire et suivre toutes les instructions de sécurité particulières au produit que vous utilisez.
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   Préparez le réactif. Selon le produit choisi, vous devrez peut-être tenir compte d’instructions supplémentaires. Par exemple, certains produits sont vendus prêts à être employés, tandis que d’autres, comme les acides cristallisés, doivent être dissouts dans de l’eau chaude.
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   Immergez la carte dans le réactif.
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   Remuez la solution toutes les 3 à 5 minutes.
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   Terminez l’immersion. Sortez la carte et lavez-la quand tout le cuivre superflu aura disparu sous l’effet de l’acide.
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   Enlevez ce qui reste du typon. Vous pouvez utiliser des dissolvants spéciaux pour retirer presque tous les matériaux qui servent à la préparation des typons. Cependant, si vous n’avez pas de dissolvant, prenez du papier de verre à grains fins.
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Partie 3

Partie 3 sur 4:

Graver à l’aide d’une insoleuse UV

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   Rassemblez votre matériel. La mise en œuvre de cette méthode nécessite une carte stratifiée photosensible (positive ou négative), une insoleuse à rayons ultraviolets, une feuille de papier transparent et de l’eau distillée. Vous pouvez trouver sur le marché des cartes prêtes à l’emploi (elles sont couvertes d’une feuille en plastique noir) ou des produits photosensibles, qu’il est possible de pulvériser sur la face cuivrée d’une carte ordinaire vierge. N’oubliez pas d’acheter également un révélateur photo, compatible avec votre spray photosensible ou l’enduit photosensible de votre carte.
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   Préparez votre typon sur une feuille transparente. Avec une imprimante laser, imprimez le schéma de connexion sur la feuille, en mode positif ou négatif, selon la nature de l’enduit photosensible de la carte.
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   Posez la face imprimée du papier transparent sur la face cuivrée de la carte.
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   Placez la carte dans l’insoleuse à ultraviolets.
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   Mettez l’insoleuse en route. Elle va agir sur la carte pendant le temps nécessaire. La plupart des insoleuses sont équipées d’une minuterie réglable. Généralement, une durée d’exposition comprise entre 15 et 20 minutes est largement suffisante.
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   À la fin de l’opération, sortez la carte de l’insoleuse. Nettoyez le côté cuivré avec le révélateur photo, puis rincez la carte avec de l’eau distillée avant de l’immerger dans le réactif d’attaque. Les parties détruites par les rayons ultraviolets seront gravées par l’acide.
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   Terminez l'opération. Les étapes suivantes sont les mêmes que celles décrites dans les étapes numérotées de 3 à 7 de la méthode précédente.
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Partie 4

Partie 4 sur 4:

Procéder à la finition de la carte

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   Percez les trous de montage. Les perceuses utilisées sont habituellement des machines conçues spécialement pour ce genre de travail. Cependant, moyennant quelques ajustements, une perceuse habituelle sera suffisante, si vous êtes à la maison.
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   Montez et soudez les composants électroniques sur la carte.
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Avertissements

• Si vous gravez votre carte avec un réactif acide, vous devez prendre un certain nombre de précautions.
  • Gardez toujours l’acide dans des récipients en verre, en un endroit frais et sûr.
  • Étiquetez vos conteneurs et placez-les hors de la portée des enfants.
  • N’évacuez pas le réactif employé dans les canalisations de votre maison. Au lieu de cela, stockez les résidus jusqu’à en avoir une quantité suffisante que vous livrerez au centre de recyclage des déchets dangereux de votre localité.
  • Utilisez des gants et un masque respiratoire en manipulant un réactif d’attaque.
  • Soyez extrêmement prudent en mélangeant et en remuant des acides. N’employez pas d’objets métalliques, et ne mettez pas le récipient au bord d'une table.
  • En exposant votre carte aux rayons ultraviolets, évitez absolument de regarder le générateur de rayons de l’insoleuse. Le mieux est de porter des lunettes de protection pour éviter les accidents. Si vous devez vérifier votre carte pendant le processus, il vaut mieux stopper la machine d’abord avant de l’ouvrir.
• Veillez à porter des lunettes de sécurité en utilisant un réactif d’attaque et ne regardez pas directement par-dessus le récipient contenant le produit chimique.

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