LE CIRCUIT IMPRIME

 

Les circuits Imprimés

1.1.Descriptions

Le Circuit imprimé est le support de tout montage électronique .Il assure la fixation et la connexion électrique entre les divers composants .Le support est constitué de plaque en bakélite ou en verre époxy ou céramique et avoir plusieurs couches .Les plaques en verre époxy 16/10e sont les plus utilisé par les amateurs avec une couche de cuivre de 35 µm ( une couche = circuit simple face , deux couches = doubles faces ) .La couche de cuivre est photogravé pour laisser uniquement les pistes .

1.6. Utilisations

1.6.1.Bakelite ou Époxy ?

La bakélite est très utilisé dans l'industrie électronique grand public en raison de son prix très inférieur à celui de l'époxy mais il est beaucoup moins résistant dans le temps et les pistes en cuivre finissent par ce décoller avec la chaleur dégagé par certains composants . Ce n'est jamais que du carton mélangé à de la colle puis compacté , on l'appelle aussi papier phénolique .

Le plus simple à trouver et le plus performant reste le verre époxy , il est vendu sous forme de plaque simple face ou double face de formats différents suivant la grandeur des circuits à réaliser .

L' épaisseur standard est de 15/10e mm ou 16/10e mm soit 1,5 à 1,6 mm mais ont peut trouver du 0,75 mm et du 3 mm pour des montages spéciaux .

1.6.2.Plaque ordinaire ou plaque pré sensibilisé ?

Pour réaliser un circuit il y a plusieurs méthodes :

PLAQUES ÉPOXY CUIVRÉES BRUTES

PLAQUES D'ESSAIS ÉPOXY ou VEROBOARD

la plaque d 'essai en bandes cuivrées ou l' ont coupe les liaisons non voulu et l' ont soude les composants .
la plaque d 'essai à pastilles ou l'ont soude les composants et des fils pour les liaisons.

PLAQUES ÉPOXY PRÉ SENSIBILISÉES

la plaque pré sensibilisé est insolé pour la photogravure puis révélation du CI et enfin gravure

Cette dernière méthode demande plus de matériel mais fourni de meilleurs résultats .

1.6.3. Comment faire un typon ?

calque ou transparent ?

Tout dépend du mode d' impression et de l' imprimante ou photocopieur ,

Imprimer coté composants pour plaquer l' encre avec la résine lors de l' insolation , le texte coté cuivre sera donc inversé .

1.6.4. Comment utiliser les plaques pré sensibilisés ?

COUPE D' UNE PLAQUES PRÉ SENSIBILISÉES

Les plaques photosensibles sont recouvertes d'une résine dure et très adhérente, de couleur bleue-violet et d'une épaisseur de 2,5 microns. Cette résine exempte de poussière permet une résolution de l'ordre de 2 microns. Sensibilité à la lumière 365 nanomètres (ultra-violet). Conservées hors humidité, dans l'obscurité et au frais les plaques sont garanties 5 ans. Un film protecteur opaque autoadhésif recouvre la résine photosensible .

Cette plaque étant sensible au UV 365 nm il faut donc une source de lumière UV pour exposer la résine photosensible : c' est le rôle de l' INSOLEUSE ou châssis d' insolation .

KIT D' INSOLATION

schéma électrique du câblage :

Le principe de l' insoleuse :

Il faut disposer d' un transparent ou d' un calque avec le circuit dessiné dessus , plusieurs méthodes sont possibles .

l' exposition aux UV change la composition de la résine photosensible et sera enlevé après avec le révélateur donc si une piste ce trouve sur le calque , la résine est préservé de la lumière et donc va ensuite rester.

Voici un dessin pour voir le principe :

1er cas l' encre se trouve coté vitre , très mauvais car les rayons peuvent passer au travers du calque et les pistes fines seront détruites .

2em cas Pour avoir le meilleur résultat possible il faut que l' impression du calque se trouve de l' autre coté

Cela revient à imprimer le calque ou le transparent vue de dessus du circuit et si vous avez du texte coté cuivre il sera inversé .Pour infos avec deux tubes de 15W à 7cm de la vitre avec un transparent il faut moins de deux minutes .

Après quelques minutes d' exposition voici notre circuit insolé :

LE RÉVÉLATEUR

Le révélateur est un produit chimique qui est fourni avec la plaque car il contient une préparation spécialement étudié pour le type de résine photosensible de la plaque .Le but du révélateur est de faire partir les zones ou la résine à été exposé par les UV .Le révélateur est généralement fourni dans un sachet de 30 gr , il suffit de le mettre dans une bouteille de 1 litre d' eau tiède et de mélanger pour dissoudre les cristaux .

ATTENTION CE PRODUIT EST CORROSIF , il contient de la soude ,
UTILISEZ DES GANTS , et attention aux vêtements .
NE PAS UTILISER DES BOUTEILLES DE BOISSONS !
c'est pas bon surtout au milieu de la nuit ...

Mettre ensuite un à deux centimètre de révélateur dans un bac plastique .

et laisser agir quelques minutes, pas trop longtemps sinon tout risque de partir , retirer du bac et rincez à l' eau .

Si le résultat n' est pas complet alors replongez le circuit encore un peu dans le bain de révélateur , toujours bien rincer en sortant .Dans certains cas le révélateur ne fonctionne pas , soit votre fournisseur ne vous à pas fourni le bon révélateur , ou le circuit n' a pas été suffisamment exposé , il est bien de faire des tests avec des chutes de plaques avant de réaliser un grand circuit .

Pour ma part j' ai insolé un circuit très très vieux et je n' avais plus de révélateur pour ce type de plaque , en effet sur le dos du circuit il y avait marqué 1981 et oui , il m' a fallu 25 minutes pour l' insolé et j' ai utiliser de la soude comme développeur , pour révéler certains circuit je vous recommande d' utiliser des produits qui en contiennent comme les déboucheurs de lavabos et baignoire , c' est pas chère et ont en à souvent dans la maison .Il faut doser un bouchon dans un bac avec deux centimètre d' eau .

GRAVEUSE

Une fois le circuit révélé le cuivre apparaît au endroit qui ne servent pas il faut donc le retirer , pour cela ont utilise une graveuse ou un bac plastique pour plonger le circuit dans un bain de perchlorure de fer .

Le perchlorure de fer ( 2Fe³⁺ + Cu ) attaque la fine couche de cuivre qui n' est pas protégé par la résine par réaction chimique , ce sera beaucoup plus rapide si il est chaud et agité .Ce produit n' a qu' un inconvénient il tache donc prendre des précautions en conséquence , vous pouvez toujours vous servir d' un détachant pour nettoyer vos bac , lavabo et vêtements .

Pour l' utiliser au mieux il vous faudra une graveuse dont voici deux modèles , vous pouvez voir la résistance chauffante et la pompe à air pour agité le perchlo .

Lorsque le circuit est fini au bout de 8 à 25 minutes , bien le rincer à l' eau et si vous n' avez pas d' autres circuits en vu , videz dans sa bouteille le perchlo pour la prochaine fois et rincer la graveuse .Avec 2 litres de perchlo vous pouvez graver des dizaines de circuits .

Ensuite il est possible de percer le circuit et de souder directement les composants en effet les résines sont prévus pour cela mais il est possible de retirer la résine des pistes avec de l' acétone ou alors utilisez du dissolvant pour vernis à ongles .

Une fois nettoyé ont peut percer et souder et ensuite passer une bombe de vernis pour protéger les pistes de l' oxydation ou si vous avez de l' étamage à froid nettoyez le circuit puis plongez le dans un bac avec de l' étamage pendant quelques minutes , il va se recouvrir d' une fine couche d' étain .Ensuite il ne reste qu' a percer .

 

Exemple d'application en classe de 6ème: le porte clé lumineux