Créer facilement un circuit imprimé

Constatation
Deux récents cas m’ont fait basculer pour la réalisation (presque systématique) d’un circuit imprimé :

  • Cas n° 1 : ayant eu à modifier quelques composants montés sur une ancienne carte à pastilles, je me suis rapidement trouvé avec des pastilles décollées, sans compter la difficulté à dessouder et à repositionner les bouts de fils enchevêtrés.

  • Cas n° 2 : la réalisation d’un circuit sur une carte à pastilles est longue et assez pénible du fait du retournement continuel de la platine pour la pose du composant, les soudures, les connexions et les contrôles systématiques. De plus, le risque d'erreur de câblage n'étant pas négligeable, on se retrouve au cas n° 1.

Une solution viable
J’ai finalement fait le choix d’essayer le film PnP Blue vendu par Gotronic (je suis suis en aucune façon affilié à cette société).

Remarques sur l'utilisation
Le résultat est fort correct avec toutefois quelques limitations. Ci-dessous, le résumé des remarques :

  • L’impression du film se fait avec une imprimante laser.

  • Les pistes sont bien reproduites, avec toutefois une très légère augmentation de l’épaisseur de la piste. Point à considérer lorsque les pistes sont fortement rapprochées.

  • Le transfert du film sur le cuivre, après chauffage au fer à repasser, peut parfois laisser quelques zones non transférées. Il faudra alors « remplir » ces manques au crayon feutre indélébile ou avec un stylo à retouche.

  • Du fait du chauffage au fer à repasser, la création d’un circuit imprimé au format A5 me paraît être la surface maximale. Je devrai prochainement tenter un format 200x300 mm.

  • Il est impératif de bien dégraisser la surface cuivrée pour un transfert optimal.

  • Compter 35 minutes entre le début du processus et l’obtention du circuit imprimé cuivre finalisé.

  • Utilisation du film : la notice explicative - en français – livrée avec le produit étant bien faite, le descriptif ci-dessous souligne les principaux points.

Procédure
Etape #1 – Impression du circuit imprimé sur le film Pnp Blue

  • Le film se griffe très facilement. Une griffe correspondra ainsi à une coupure du cuivre.

  • Couper le film au format A4 (le film mesure 218 mm de large au lieu des 210 mm habituels).

  • Prendre garde à l’apparition d’un changement d’échelle par l’imprimante. Sur mon imprimante par exemple, une longueur de 150 mm se transforme en 150,2 mm une fois la page imprimée. Une correction d’échelle peut être nécessaire avant impression.

  • Fixer le film (partie mate vers le dessus) sur une feuille de papier au moyen de 2 bouts de ruban adhésif positionnés en partie haute de la feuille. Ne pas mettre plus de ruban adhésif de manière à éviter que la feuille ne se vrille lors du passage dans l’imprimante. La feuille de papier évitera le patinage du film sur les rouleaux en début d’impression.

  • L’impression, sur la partie mat du film, se fait « en miroir » ; ainsi, une fois imprimé sur la partie mate, un texte normalement lisible présent à côté des pistes du circuit est donc inversé (miroir).

Etape #2 – transfert des pistes du film Pnp Blue sur le cuivre de la plaque de circuit imprimé

  • Laver très soigneusement le circuit imprimé au produit à vaisselle et à l’acétone. Ne plus y déposer de traces de doigts ; la graisse empêche le transfert correct du film sur le cuivre. Supprimer scrupuleusement tout dépôt de poussière ou de reste de papier absorbant.

  • Découper le circuit imprimé et le film à dimensions.

  • Positionner la partie mate du film sur le cuivre du circuit imprimé. Coller le film avec 2 petits bouts de ruban adhésif à la plaque de circuit imprimé.

  • Faire chauffer le fer à repasser positionné entre laine et coton. Une température trop élevée fait fondre le film ; une température trop basse empêche le transfert. La température recommandée par la notice semble trop faible.

  • Positionner une patte-mouille sèche sur le film et appliquer le fer à repasser (sans vapeur) pendant 10 minutes environ. La patte-mouille permet une température du fer plus élevée sans pour autant faire fondre le film.

  • Après ce temps, placer le film et le circuit imprimé dans le frigo pendant 5 minutes environ.

  • Une fois refroidit, décoller TOUT DOUCEMENT le film du circuit. Généralement toutes les pistes sont correctement transférées sur le cuivre.

  • Si des manques sont visibles, combler ces manques avec un style à retouche (encre indélébile)

Photos ci-dessous : à gauche le film juste imprimé. A droite, le film une fois le transfert au fer à repasser, finalisé ; on remarque une zone noire de transfert non effectué.

FIlm

Etape #3 – développement du circuit imprimé

  • Réaliser le mélange persulfate de sodium et eau aux proportions indiquées sur le flacon.

  • Verser le mélange dans un plat en Pyrex de manière à ce que le circuit imprimé soit recouvert avec 2 cm de produit. Un plat adapté aux dimensions du circuit est donc conseillé pour éviter tout gaspillage de la solution de gravure.

  • J’utilise une plaque chauffante style «Plaque de cuisson japonaise» sur laquelle se place le plat en Pyrex, le tout maintenu à une température de 40 °C environ.

  • Compter 12 minutes avant d’apercevoir les premières traces d’époxy vert ; agiter l’ensemble régulièrement. Vingt minutes après avoir été plongé dans le bain, le circuit imprimé est prêt.

  • Retirer le produit de protection à l’acétone. Passer le circuit au bain d’argent si nécessaire.

  • Stocker la solution usagée (devenue bleue du fait de la présence de cuivre) dans un bidon et déposer ce dernier à la déchèterie. La réutilisation de la solution est possible, mais la durée du développement sera multipliée par deux.

Photo d’un circuit de 6x5 cm environ. C’est plus que juste pour l’espace entre les pistes, mais un coup de cutter et un test à l’ohmmètre rendent la gravure possible. Le perçage a été effectué avec une mèche de 1 mm au lieu de 0,8 mm.

Circuit

En résumé

  • Résultat pouvant être considéré comme presque parfait si l’on excepte le fait que les pistes sont très légèrement plus larges que sur le film original.

  • Amélioration de la sécurité par l’absence d’erreurs de câblage ; la vérification du dessin des pistes à l’écran étant nettement plus aisée et sécurisée que lors de la soudure des bouts de fils sur la carte à pastilles.

  • Temps de réalisation du circuit imprimé très inférieur par rapport à un circuit à pastilles.

  • Le circuit est bien plus présentable qu’avec un circuits à pastilles.

  • Le film est au prix de 14,90 Euros pour 5 feuilles. Chaque édition n’étant pas toujours optimale (transfert parfois incomplet), il faut donc compter de consommer 25 % de surface en plus du fait des reprises parfois nécessaires.

  • La réalisation d’un circuit imprimé photosensible est, d’une part, plus sûre et d’autre part, non limitée aux surfaces de circuit moyennes (100x160 mm). Mais pour ceux habitant en appartement, ce film PnP Blue évite le stockage de matériels complémentaires volumineux (insoleuse, graveuse notamment).

Je n’utilise ainsi plus de circuits à pastilles et privilégie désormais ce film, y compris pour de petites réalisations.

Merci pour le partage

pour ce point:

➜ stocker dans un bidon et recycler en amenant à la déchèterie... il ne faut pas mettre cela dans les eaux usées habituelles...

perso si je n'ai qu'un module à faire, je n'hésite pas à jouer de la wrappette :slight_smile: bien sûr ça fait moins professionnel mais ça a fait ces preuves (Restoring The Apollo Guidance Computer (AGC) For The 50th Anniversary Of Apollo 11 (Part 1) - The Samtec Blog)

@J-M-L
Corrigé !

En ce qui concerne la wrappette, j'ai utilisé ça, mais il y a bien longtemps. Il me reste du fil, mais plus l'outil.

on en trouve pour une vingtaine d'euros en livraison rapide ➜ https://www.amazon.fr/gp/product/B07524GKFX :slight_smile:

Ce qui n'arrive jamais avec des plaquettes à pastilles double face, grâce aux trous métallisés.
J'ai quelques réalisations basées sur ces plaquettes, qui tournent depuis des années.

+1 pour le wrapping
Le fil se trouve facilement sur AliExpress. J'utilise ce fil également pour le câblage sur plaquette.

Pour ma part le plus souvent je privilégie la gravure classique :

  • PCB simple face de qualité : BUNGARD, surtout pas CIF !
  • film transparent (imprimante laser)
  • insolation UV
  • révélateur soude caustique
  • étamage à froid
  • vernis de tropicalisation

Le résultat est très propre, bien meilleur qu'au fer à repasser.

standardUser : tes perçages sont de piètre qualité. Tu devrais adopter les forets carbure. J'en possède tout un jeu, de 0.6mm à 3mm.

@ J-M-L

Honte à moi pour les perçages...
Bien noté pour les forets au carbure.

J'utilise également la gravure classique.
L'insoleuse a été fabriquée avec un reste de scanner et 6 tubes UV.
La minuterie provient de mon ancien labo photo noir et blanc/ couleur !
Le bac à perchlo est de fabrication maison également.

c'est Henri - je ne me serai jamais permis la remarque sur les perçages parce que les miens ne sont pas plus beaux que les vôtres :slight_smile:

Merci pour le partage d'expérience.
Petite modification à apporter ici.. solution de gravure à la place de révélateur.

Moi non plus j'aime pas les plaques à trous. faudrait que j'essaye le wrapping.

Pour les petits prototypes, car le perçage me gave, j'utilise aussi la méthode photo.
Les résultats sont correctes.

@ Leptro
Corrigé, merci.
Très beau circuit et en double face !

Quel est le logiciel utilisé ?

Merci,
Autodesk eagle depuis quelques années.. bascule en cours sur kicad. mais les deux seront utilisés en parallèle.

Bien à toi.

@Leptro

Merci pour l'info.

J'ai tenté d'utiliser Kicad, mais la bibliothèque n'est pas affichée sur macOS depuis Catalina !
Plusieurs posts non résolus sur le web à ce sujet.

Franchement aujourd'hui faut plus s'embêter avec le wrapping et les insoleuses...

Je veux pas faire de pub mais vous avez des sites au pays du soleil, qui sont vraiment peu coûteux et d'excellente facture.

Oui mais faut se taper le design de la carte et ensuite attendre longtemps… Quand on veut un truc très propre pourquoi pas mais aux fréquences ou on travaille et pour ce que j’en fais généralement le wrapping suffit bien souvent

Bonjour J-M-L,

C'est pas si long que ça.
Sous 5 jours ouvrés ça passe.
Mais oui faut se taper le design.

Bonsoir

toujours en wrapping dans mon cas pour prototyper !

Pas d'attente + modifications faciles avec le côté de-wrapping de l'outil, qualité des contacts...

petit outil manuel : le WSU-30M de OK Industries, (le même depuis plus de 20 ans)
ressemblant à celui de la photo du message #4 de @J-M-L

fil AWG30

empire du milieu

"Made in japan" sur le WSU-30M de OK Industries :wink:

les Double Face "maison" ont toujours été mon cauchemard, sauf si la face "composants" sert juste de blindage entierement relié a la masse, quoique le fraisage des trous pour les pins non reliées au gnd...
souder certaines pattes des 2 cotés, pas de trous métalisés
j'ai toujours détesté les plaques a pastilles pendant 20 ans, un peu moins les veroboard où les pastilles étaient reliées en ligne ou 3 par 3
depuis les plaques pastilles doubleface trous métalisées et la mauvaise soudure sans plomb, j'adore...je n'ai jamais utiliser le wrapping, le fil a wrapper est soudé, celui isolé sous plastique, je n'ai pas confiance au fil cuivre vernis thermo soudable
avec l'ancienne soudure avec plomb, quand je voulais faire un "pont" entre 2 pastilles, la soudure liquide restait sur la panne du fer ou je perdais 50% de quantité de soudure pour rien, avec la mauvaise sans plomb( la vraiment tres mauvaise), c'est le contraire : elle s'étale sur des longueurs de plusieurs pastilles, en vérifiant la continuité quand même...
j'utilise eagle depuis 1994 (version dos sur pc dx66), la V6.1 sur win7 me suffit amplement actuellement.

@hbachetti

Vous indiquez utiliser des forets au carbure.
Leur vitesse de rotation optimale se situerait entre 20 000 et 30 000 t/min.
Ma perceuse (perceuse sur colonne d'atelier normale) ne tournant pas à cette vitesse, il me parait donc inutile d'en commander.

Ai-je raison ?

J'utilise un DREMEL, mais son réglage de vitesse est très loin du maximum de 33000tr/mn , peut-être la moitié. Et cela se passe très bien.
Même à vitesse minimale, cela donne un résultat impeccable. C'est simplement plus lent.