Causeries numériques

Avant propos

• Avant de commencer lire plusieurs fois ce tutoriel et être toujours conscient que vous manipulez des produits toxiques et/ou inflammables.
• Ne pas négligez l'utilisation de protections appropriées (lunettes, gants, masque respiratoire) et travaillez dans un environnement ventilé.
• Soyez sur d'avoir bien compris chaque étape, puis répétez la sans les produits chimiques ou les élément brulant pour juger de la dangerosité de vos gestes.
• Avant d'acheter les différents produits soyez sur de pouvoir les éliminer (déchèterie,...) proprement.
• Faites d'abord des essais avec des petits circuits, à par la gravure, toutes les étapes peuvent être refaites car non irréversibles.

En suivant ces différentes consignes, tout devrait bien se passer, l'auteur de ce tutoriel ne pourra toutefois pas être tenu responsable des échecs, brulures, ....

Éléments nécessaire

• Une vielle imprimante laser (j'utilise une HP 5L). Attention elle peut être endommagée lors de l'impression sur le papier photo !
• Un vieux fer à repasser Attention il peut être endommagée lors du transfert du papier photo !
• De l'époxy cuivré (non présensibilisée), ne pas utiliser de la bakélite (moins cher), elle ne résistera pas aux différentes opérations.
• Du papier photo ou des publicités en papier glacé
• Du perchlorure de fer
• De la pâte d'étain,
• Un cutter, une scie à métaux,...
• De l'acétone, de la paille de fer, de l'essuie-tout, du papier d'aluminium, des papiers usagés pour protéger les différents lieux de travail, des gants jetables,...

Les produit propres à l'électronique (époxy, perchlorure de fer, ...) sont disponibles dans les différents magasins d'électronique.

Préparation de l'époxy

Toujours porter des gants, l'acétone est toxique pour la peau
Travailler dans un endroit ventilé

• Découper l'époxy à la scie à métaux.
• Toujours attaquer la face non cuivré, pour éviter les rayures sur le cuivre si la scie glisse.
• La poussière d'époxy est agressive pour les poumons, pensez à ventiler la pièce et à porter un masque filtrant.

• Poncez le cuivre avec de la paille de fer.
• Dégraissez avec de l'acétone et un morceau d'essuie-tout
• A partir de maintenant ne plus toucher le cuivre avec les doigts, porter impérativement des gants.

Transfert du toner

L'imprimante laser et le fer à repasser peuvent être endommagés par cette opération, soyez en conscient !
Avant de trouver le bon couple température/temps, vous allez devoir faire des essais préalables. Vous pouvez nettoyer la plaque avec de l'acétone entre chaque essais.
Travailler dans un endroit ventilé le papier photo émet des odeurs désagréables.

• Le papier photo que j'utilise est du HP Photo Paper Premium Plus (pour l'instant au format 10x15). Il coute environ 8€ les 25 feuilles.

• Sur une feuille de papier normale, marquer le haut et le bas de la feuille, la placer dans le chargeur destiné aux enveloppes.
• Régler l'imprimante le plus noir possible (pas d'économie de toner, réglage de densité au max,...)
• Imprimer le circuit sur cette feuille.

• Coller une feuille de papier photo (avec du ruban adhésif) sur la feuille de papier imprimé en positionnant convenablement la feuille.
• Imprimer (dans le bon sens) en passant par le chargeur d'enveloppe.
• Avec un cutter tranchant découper la partie utile du circuit, le papier photo doit être manipulé avec des gants pour éviter les traces grasses.

• Les différents éléments sont prêts.
• Préchauffer le fer à repasser (pour le mien entre deux points et trois points)
• La feuille d'aluminium aide à répartir la chaleur, protège (un peu) la semelle du fer et facilite la glisse.

• Placer l'impression sur le cuivre (le toner sur le cuivre), ajouter une feuille d'aluminium.
• Chauffer pendant 3 minutes (réglage pour mon fer), en faisant des mouvements circulaires et en insistant sur les bords.
• Il ne faut pas appuyer pour éviter d'écraser les pistes, on utilise la chaleur du fer à repasser, pas son poids !
• Pendant l'opération, le papier photo fait des bulles et des cloques.
• Laisser refroidir.

• Enlever d'abord le papier d'aluminium.
• Puis enlever le papier photo doucement en commençant par les coins, puis le centre.

• Le transfert respecte normalement les dimensions.
• Si les pistes deviennent trop larges, réduire un peu la température et/ou moins appuyer sur le fer à repasser.
• Si le transfert ne se réalise pas bien, chauffer plus fort et/ou plus longtemps.
• En cas d'échec, nettoyer la plaque avec de l'acétone et réessayer, le transfert doit être parfait pour avoir une gravure de qualité.

Gravure

Toujours porter des gants et des lunettes de protections avec le perchlorure de fer
Travailler dans un endroit ventilé
Remettre le perchlorure usagé à une déchèterie.
Si le transfert a été bien fait, la gravure n'est qu'une "formalité", c'est l'opération la plus simple, juste un peu de surveillance...

• Le matériel nécessaire pour la gravure (le bac est un ancien bac de glace...)

• Utiliser le ruban adhésif pour faire deux attaches sur l'époxy.

• Placer doucement la plaque sur le perchlorure, normalement elle flotte toute seule (si elle coule, ce n'est pas grave, la gravure sera juste un peu plus longue...). On peut aussi placer 2 ou 3 bouchons de bouteille en plastique pour poser le circuit dessus.

• Quelques minutes plus tard, le cuivre commence à être attaqué, il devient rouge.

• Surveiller régulièrement la gravure.

• A la fin de la gravure, bien rincer la plaque à l'eau.
• La gravure de cette carte a pris environ 1 heure avec du perchlorure moyennement usagé.

• Vue d'un détail de gravure, le résultat est propre.

Étamage

Toujours porter des gants et des lunettes de protections.
Travailler dans un endroit ventilé
Éloigner les différents produits inflamables (acétone,...) ainsi que les différents morceaux d'essuie-tout imbibés du décapeur thermique.
Remettre l'eau de rinçage à une déchetterie, elle contient des métaux lourds (plomb et étain)
Cette opération est facultative, mais elle protège le cuivre de l'oxydation et facilite la soudure. Il existe une solution liquide pour étamer dans laquelle on plonge le circuit pendant quelques secondes. J'ai déjà essayé, elle ne m'a pas convaincu. Pour cette opération vous aurez besoin d'un décapeur thermique (qui ne risque rien !!!)

• La pâte d'étain se trouve dans le rayon plomberie des magasins de bricolage.
• Si elle sèche dans le pot, ajouter quelques gouttes d'eau, refermer le bouchon et vivement secouer le pot.
• Avec un pot comme celui ci, on couvre plusieurs mètres carrés de cuivre !!!

• Nettoyer la plaque à l'acétone pour enlever le toner. Il faut frotter assez fort avec du papier essuie-tout.
• Frotter la carte à la paille de fer pour finir le nettoyage.
• Laisser sécher la carte.

• Étaler un peu de pâte d'étain dissoute avec un peu d'eau avec un pinceau.
• Placer la carte loin de tout élément craignant la chaleur (ici dans un étau).

• Faire préchauffer le décapeur thermique au maximum, le but est de ne pas surchauffer l'époxy, il faut essayer de "faire vite "
• Une fois bien chaud, chauffer la carte et frotter la pâte avec un essuie-tout sec, de l'étain brillant doit apparaitre.
• La pâte d'étain restant sera grise terne.

• Laisser refroidir la plaque.
• Enlever le surplus de pâte avec un essuie-tout mouillé d'eau. Cette eau de rinçage doit être remise à la déchèterie.

• Une autre solution consiste à placer une feuille de papier sulfurisée sur la plaque après l'avoir enduite de pâte d'étain.
• Préchauffer le fer à repasser au maximum et le laisser quelques minutes au même endroit et répéter jusqu'à avoir couvert toute la carte.
• Rincer ensuite la carte en frottant avec un petit pinceau, Cette eau de rinçage doit être remise à la déchèterie.

Perçage

Rien de particulier, utiliser une perceuse à circuits imprimés ou un Dremel.

Réalisation de la sérigraphie

Le principe est exactement de le même que pour le coté cuivre (sauf que l'on ne grave pas...)

• Imprimer l'implémentation en miroir.
• Découper la partie utile avec un cutter bien tranchant.

• Sur l'impression photo choisir trois trous de composants dans des coins, les percer avec une aiguille.
• Placer une punaise dans chaque trous et les utiliser pour placer la face avant en concordance avec le coté cuivre.
• Placer le fer à repasser (même température que précédemment) sur le coin qui n'a pas de punaise.
• Laisser chauffer une dizaine de seconde puis enlever une punaise et chauffer cet endroit, répéter l'opération sur les deux autres coins.
• Placer ensuite le papier d'aluminium sur le papier photo et chauffer pendant 3 minutes en faisant doucement des mouvements circulaires en insistant bien sur les bords.
• Après refroidissement de la carte, enlever d'abord le papier d'aluminium puis le papier photo comme précédemment.

• Et voilà,...

Transfert en utilisant des papiers publicitaires

On trouve sur le web la même méthode mais avec du papier issu de publicité à la place du papier photo. J'ai eu l'occasion d'essayer, voici la méthode. Le nettoyage du cuivre est exactement le même, c'est à partir de l'impression qu'il y a des changements. Personnellement, je trouve que le papier photo donne des résultats de meilleur qualité.

• Comme pour la papier photo, imprimer le circuit sur une feuille de papier blanc.
• Coller sur cette feuille, avec du ruban adhésif, un morceau de papier publicitaire glacé.

• Imprimer en utilisant le chargeur d'enveloppes
• Attention à ne pas mettre directement une feuille de publicité dans l'imprimante sans la coller sur une feuille de papier normale (le papier pub est trop fin pour les imprimantes laser).
• Après l'impression, le papier pub peut « coller » au papier blanc, le décoller doucement avec un cutter.
• Transférer comme pour le papier photo avec le fer à repasser.

• Après refroidissement de la carte, enlever d'abord le papier d'aluminium. Placer la carte dans un récipient avec de l'eau bien chaude et un peu de liquide vaisselle ou de lessive.

• Enlever le papier publicitaire, le toner reste sur le cuivre.
• Selon le papier publicitaire, cela peut être très simple (comme ici), ou alors laborieux... (il faut « éplucher » le papier doucement à la main).
• Laisser sécher, puis graver comme pour le papier photo.

Webographie

• http://www.epages.co.il/pages/homep...
• http://www.riccibitti.com/pcb/pcb.h...
• http://electrons.psychogenic.com/mo...
• http://myweb.cableone.net/wheedal/p...
• http://www.users.on.net/~endsodds/p...
• http://www.storm.ca/%7Erheslip/pcbf...
• http://techref.massmind.org/techref...
• http://www.fullnet.com/~tomg/gootee...
• http://max8888.orcon.net.nz/pcbs.ht...
• http://www.instructables.com/id/Two...
• http://www.youtube.com/watch?v=snil...
• http://www.youtube.com/watch?v=cHnl...
• http://thomaspfeifer.net/direct_ton...
• http://techref.massmind.org/techref...
• http://www.lis.inpg.fr/realise_au_lis/kicad/, une solution libre pour réaliser vos schémas et circuits imprimés.