Film photosensible autocollant pour gravure de circuits

Utilisation de capteurs et composants électroniques avec Arduino.
Une fiche de tutoriel pour chaque.

Film photosensible autocollant pour gravure de circuits

Messagepar tiptop » Mer 18 Juin 2014 19:02

Film photosensible autocollant pour gravure de circuits imprimés

(Photosensitive dry film )

Graver ses propres circuits imprimés
Ce film photosensible autocollant se colle sur la surface en cuivre d'une plaque de circuit imprimé. On l'insole avec le masque du circuit à réaliser (à froid).
Il permet de graver avec une grande finesse de détails des circuits imprimés (PCB) sans passer par le transfert thermique d'encre laser par exemple.

Le produit
  • Couleur bleu, transparent. A conserver à l'abri de la lumière UV.
  • Vendu au mètre, en largeur 30 cm.
  • 100 x 30 cm permettent de réaliser par exemple 10 circuits de 15 x 20 cm, idéal pour les plaques 12 x 18 ou 10 x 16 (format Europe).
  • On le recoupe aux ciseaux à la taille de sa plaque d'époxy cuivrée.

Principe général
On peut réaliser ses propres circuits imprimés à partir de plaques de cuivre pré-sensibilisées mais elles sont coûteuses. Le cuivre nu est en effet nettement moins cher.

3 méthodes :
  • La "gravure anglaise" nécessite une graveuse numérique CNC et ce procédé est assez lent.
  • Ou aussi utiliser du toner d'imprimante laser transféré à chaud mais il faut trouver un papier glacé qui marche convenablement et le fer à repasser chauffe tout juste assez, il faut une plastifieuse modifiée (le toner fond à 170°C).
  • Cette autre méthode du "Photosensitive Dry Film" est en revanche particulièrement simple et efficace.
    Il n'y a pas besoin de lampe UV d'insolation, une tube de 15W suffit pour atteindre 40 microns de résolution. On utilise des plaques de cuivre ordinaires.

Ce procédé permet de souder des CMS (composants montés en surface, SMD)

Matériel
  • Du film photosensible polymer (photosensible negative dry film photoresist)
  • Un fer à repasser ou une plastifieuse à chaud (laminator)
  • Du carbonate de sodium Na2CO3 ou cristaux de soude
  • De l'hydroxide de sodium ou soude caustique NaOH
  • Une solution de gravure
  • Votre négatif de circuit à graver.
  • Une lampe à UV (facultatif).

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Procédure
1 - Dessiner son circuit imprimé
Avec Eagle, Kikad (gratuit, en français)...

2 - Impression en noir inversé
Imprimer votre circuit à l'imprimante laser pour avoir un tracé noir, dense et sans manques, à haute résolution, sur un transparent (calque). Pour plus de précision, on utilisera ce tracé sur la face inférieure (à cause de la légère épaisseur du transparent). Marquer les 4 coins pour le repérage de position de typon si on fait un circuit double face. (Attention, les imprimantes à jets d'encre ne font pas toujours des détails précis, les gouttes d'encre ont tendance à diffuser). Le film est un négatif donc inverser l'image avec Photoshop.

Imprimer en noir tout ce qui doit rester en cuivre (les pistes, les pastilles de soudure, le plan de masse).

3 - Découpe du cuivre
Choisir du cuivre entre simple face au double face selon le circuit souhaité.
Couper votre plaque de cuivre.

4 - Découpe du film
Découper un morceau de film bleu photosensible à la bonne taille, qui dépasse de 1 cm (un cutter et une bonne surface de coupe sont recommandés, sinon aux ciseaux). N'ouvrir l'emballage du film sensible que le temps nécessaire (ne pas laisser au soleil).

Le film photosensible est pris en sandwich entre deux protections : soft, en face interne du rouleau (mat), et hard, sur le dessus (brillant)

Décoller et retirer le film de protection soft du film photosensible (astuce, le tirer avec un bout de scotch depuis un coin) et appliquer cette face soft, coté collant, sur le cuivre. Eviter les bulles et les vagues, bien à plat. Le cuivre doit être bien propre, sans trace de doigts (nettoyer à l'acétone et gratter au préalable, le cuivre doit être dégraissé).
Replier et coller le film sur la seconde face du cuivre si on fait un PCB double face.

5 - Chauffer
Passer la plaque plastifiée dans la plastifieuse à chaud (2 fois) pour une bonne adhésion. Ou au fer à repasser réglage léger.

6 - Couper les bords
Couper le surplus, pas trop près des bords de la plaque.
Elle est alors sensibilisée, prête à l'emploi.

7 - Exposition
Exposer la plaque à la lumière.
Le circuit PCB à réaliser est imprimé en négatif avec une imprimante. Poser le calque sur sa plaque, soigneusement aligné. Une plaque de verre (sans poussière) permet de le bloquer dessus si besoin.
Exposer à la lumière du jour ou un tube fluo 15 w pendant 15 minutes. Le papier qui est vert clair avant exposition passe au bleu sombre.
Faire le second côté éventuel (avec des repères de calage).

30 minutes avec une lampe à économie d'énergie, probablement 15 minutes si exposé au soleil. Le circuit apparaît imprimé sur la plaque.

8 - Révélation
Après exposition, retirer la seconde couche protectrice (hard) et le masque. Puis développer chimiquement le cuivre au carbonate de sodium (0.85 %), on peut s'aider d'une brosse à dents pour les pistes fines. ("lessive de soude" à 30% mettre 3 cuillères / litre) 5 minutes à 15-35 °C, le produit se conserve.

9 - Gravure
Puis préparer une solution de gravure à 2-5 % d'hydroxyde de sodium (soude : utiliser avec des gants, attention aux vapeurs).
Plonger la plaque dedans et attendre que ça devienne transparent, retirer la plaque (avec une pince), rincer à l'eau et peler le papier.

9bis - Autre méthode de gravure sans perchlorure
  • http://www.bidouille.org/elec/gravure
  • http://wiki.jelectronique.com/realisation_de_circuits_imprimes

Mélanger 3 volumes d'eau chaude, 2 volumes d'acide chlorhydrique 23% et 2 d'eau oxygénée 110 volumes (ou dosage 1 + 0.6 + 0.3) (+ gants et protections, ne pas verser l'eau dans l'acide), pour éviter d'utiliser du perchlorure très salissant. prendre des récipients en verre. Durée 30 à 40 secondes.

10 - Perçages
Puis percer les trous (forêt au carbure de tungstène avec perceuse à colonne sur support vertical).

11 - Finitions
Etamer, vernir, placer les composants, souder et tester le circuit.

Références
Vidéo en anglais
https://www.youtube.com/watch?v=r9e0H21ev7g

Un bon tutoriel est disponible en anglais sur Instructables
  • http://www.instructables.com/id/Dry-Film-Photopolymer-for-making-circuit-boards/
  • http://www.instructables.com/id/Dry-Film-Solder-Mask/
et sur le forum usinages
http://www.usinages.com/electronique/im ... 22763.html
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Re: Film photosensible autocollant pour gravure de circuits

Messagepar pinou29 » Mar 7 Avr 2015 16:52

Bonjour.
Comment enlever la pellicule bleue sur le cuivre après gravure ?
Merci.
Bernard.
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Re: Film photosensible autocollant pour gravure de circuits

Messagepar pinou29 » Dim 26 Avr 2015 11:00

Bonjour.
C'est bon, j'ai trouvé comment enlever le film bleu après gravure, avec de la soude caustique, c'est cité dans le tuto mais pas plus.
Merci à tous ceux qui ont bien voulu me répondre. :D
D'autre part il y a je pense une petite différence d'explication dans le tuto.
Il est écrit:" Le film est un négatif donc inverser l'image avec Photoshop."
Et la ligne juste en dessous, il est écrit:" Imprimer en noir tout ce qui doit rester en cuivre (les pistes, les pastilles de soudure, le plan de masse)."
"Inverser l'image" mais "Imprimer en noir tout ce qui doit rester en cuivre", petite erreur ou j'ai rien compris ?
Merci.
Bernard.
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