Comment fabriquer une carte de circuit électronique à la maison ?

Dans le monde d'aujourd'hui, les cartes de circuits imprimés sont utilisées pour la fabrication de circuits électroniques. Il s'agit, par exemple, d'assemblages électroniques. Une carte comportant plusieurs couches de nouveaux éléments électroniques a la propriété d'être intégrée. Cette caractéristique permet de réduire la taille des circuits électriques et des techniques de calcul. Le premier circuit imprimé est apparu il y a plus de cent ans.

Comment fabriquer un circuit imprimé électronique à la maison ?

Contenu

1 Qu'est-ce que le circuit imprimé
2 Fabrication d'un circuit imprimé électronique à la maison
3 Recettes de solutions de gravure

Qu'est-ce qu'une carte de circuit imprimé ?

Le circuit imprimé apparaît comme une plaquette diélectrique. La surface du produit contient les circuits électriques. Une plaque diélectrique est nécessaire pour connecter les composants électroniques. Les fils des composants de la carte sont soudés aux parties du motif conducteur.

Le schéma de circuit est constitué d'une feuille d'aluminium sur une surface isolante solide. Des trous et des pastilles sont réalisés dans le circuit imprimé pour le montage des composants planaires et à broches. La feuille de la carte est disposée en plusieurs couches, de sorte que la connexion électrique à la carte est assurée par des trous de transition. La surface extérieure de la carte est recouverte d'une couche protectrice (masque de soudure) et de marquages (graphiques et textes supplémentaires selon les documents de conception).

Classification des cartes de circuits imprimés en fonction du nombre de couches de film.

simple face ;
double face ;
multicouche (assemblage de plusieurs plaques avec une ou deux couches).

IMPORTANT ! Le nombre de couches est augmenté en fonction de la complexité de l'installation du projet.

Fabrication d'une carte de circuit électronique à la maison

Comment fabriquer un PCB électronique à la maison ?

Quel matériau sera utilisé pour la fabrication

Les substrats de feuilles diélectriques sont utilisés pour les cartes de circuits imprimés. Le matériau est constitué de plaques multicouches avec isolation électrique ou de films synthétiques en fluoroplastique ou en polyimide. Au-dessus de l'isolant ou du film se trouve une feuille de cuivre, d'aluminium ou de nickel.

La feuille d'aluminium ne se soude pas bien.
La feuille de nickel présente une résistance plus élevée et une faible dissipation de la chaleur. En outre, il est plus coûteux à produire.
La feuille de cuivre se soude très bien. L'épaisseur est de 18 à 35 μm.

De nombreux matériaux pour la fabrication de planches sont disponibles sur le marché. Pour fabriquer une plaque de vos propres mains, vous pouvez utiliser de la fibre de verre ou du gethinax :

Comment fabriquer un PCB électronique à la maison ?

Le float renforcé de fibres de verre est un matériau composite à base de fibres de verre. Le matériau composite est imprégné de résine époxy et revêtu d'une feuille de cuivre. Fibre de verre La fibre de verre possède une conductivité thermique, une résistance et une isolation électrique élevées. Le poids du matériel ne pèsera pas sur l'unité assemblée. Le matériau est facile à usiner. La température d'application va de moins 60 à plus 125 degrés Celsius. L'épaisseur autorisée est de 1,5 millimètre. Dans la maison, on préfère 0,8 millimètre avec une seule couche.
Le Gethinax est un papier imprégné de vernis bakélite. Les couches de la matière sont obtenues après que le papier a été pressé à chaud. Le Gethinax est imprégné de résine époxy. La température d'application va de moins 65 degrés Celsius à plus 120 degrés Celsius. Le choix de la variété de Gethinax dépend de l'utilisation future.

Exigences de base pour les planches fabriquées

Forme rectangulaire avec revêtement double face.
Épaisseur - pas plus de trois millimètres (doit correspondre au substrat diélectrique).
Les contours des évidements et des fentes sont situés sur le périmètre de la plaque et ne coïncident pas avec les lignes de la grille.
Les centres de tous les trous sont situés aux nœuds de la grille.
L'espace entre les bords du trou et la planche ne doit pas dépasser l'épaisseur de la planche.
La taille de la zone de contact détermine le diamètre du trou.
L'épaisseur des pistes et l'espace entre elles sont d'environ 0,2 millimètre.

Outils et produits chimiques nécessaires

panneau de fibres de verre ou gethinax ;
grattoir pour lave-vaisselle ;
du détergent pour lave-vaisselle ;
l'acétone ;
dissolvant pour vernis à ongles sans acétone ;
l'alcool industriel ou médical ;
une vieille brosse à dents ;
du papier toilette doux à deux épaisseurs ;
seringue de deux tasses ;
papier photo ;
une imprimante laser noir et blanc d'une résolution supérieure à 600 dpi et sa cartouche ;
ciseaux de couture ;
forets de 0,6 millimètre, 0,8 millimètre et 1 millimètre
marqueur pour dessiner les circuits imprimés ;
mini-foret ;
hydroperitide ;
l'acide citrique ;
du sel gemme (non iodé) ;
récipient en plastique pour la gravure ;
carte en plastique ;
Poids de 3 kg ;
le flux des cartouches d'alcool ;
station de soudage.

Impression du dessin de la planche sur l'imprimante

Pour obtenir une largeur de ligne maximale dans le dessin, vous devez désactiver le mode d'économie d'énergie dans les propriétés de l'imprimante. Vous devrez peut-être sélectionner un autre mode pour obtenir un bon résultat. La représentation graphique du panneau ne doit pas être brouillée ou éraflée.
Sélectionnez la résolution maximale et le mode noir et blanc dans les paramètres d'impression (dans le cas d'une imprimante couleur).
L'échelle doit être réaliste.
Une fois l'impression terminée, l'image avec les éléments graphiques ne doit pas être touchée à la main. Il est préférable de laisser un bord sur la feuille avant de découper le dessin. Une surface supplémentaire de deux centimètres est suffisante pour tenir le papier avec les doigts sans toucher le diagramme.

IMPORTANT ! Vous devez laisser trois millimètres du bord lors de la découpe afin de pouvoir voir les bords lors du transfert.

Préparation de la solution de transfert chimique

Pour fabriquer la solution chimique, vous aurez besoin de :

un liquide sans acétone et l'acétone elle-même dans la proportion 2:1 ;
seringue ;
Un récipient en verre avec un couvercle en caoutchouc.

Les deux liquides sont mesurés à l'aide d'une seringue, mélangés et versés dans un récipient fermé hermétiquement. En cas de stockage prolongé, l'acétone peut s'évaporer et la substance se détériore.

Fabrication de plastique renforcé de fibres de verre (PRV)

Le panneau en fibre de verre nécessite une large surface plane, au centre de laquelle on place un morceau de papier toilette.
Vient ensuite la préparation du matériel. Le panneau en fibre de verre est frotté de manière circulaire avec une éponge métallique pour éliminer toute oxydation, rayure ou empreinte digitale. La plaque doit briller.
Faites couler du détergent au centre de la plaque et faites-le mousser. En outre, une solution savonneuse est appliquée sur les mains.
La plaque est lavée pendant quelques minutes et rincée à l'eau froide. La planche doit être maintenue sur ses côtés par les bords.
Après le lavage, placez la planche sur le papier. Appliquez quelques gouttes de solution d'acétone sur le dessus et nettoyez avec du papier toilette jusqu'à ce qu'il soit complètement sec.

IMPORTANT ! Ne laissez pas de peluches, de poussières ou de cheveux entrer en contact avec la surface de la planche. Nettoyez la zone avant la procédure.

Transférer le motif

Versez deux millilitres de solution dans une seringue.
La planche est placée sur le papier. Une surface de feuille de cuivre doit être placée sur le dessus.
Une fine couche de liquide est appliquée sur la surface du cuivre, sans interstice.
Un schéma de circuit est placé uniformément sur la plaque avec le joint vers le bas. Le papier ne doit pas être déplacé.
Utilisez une carte en plastique pour éponger le papier et essuyer l'excès de solution.
Après dix secondes, deux morceaux de papier sont placés sur le dessus, après dix autres secondes, une presse lisse (3 kilogrammes) est placée sur la plaque et la pression est appliquée pendant cinq secondes.
Après cinq minutes, le poids est retiré. Le papier avec le dessin doit sécher (devenir blanc).
Pour enlever le papier, trempez une brosse à dents dans de l'alcool et mouillez la surface. Une fois qu'il est devenu huileux, le papier est replié à partir d'un bord et de l'alcool est versé sous lui avec le pinceau. La zone de dessin doit être entièrement recouverte du liquide volatile.
La feuille est tirée vers l'arrière de manière régulière afin que la peinture reste sur la plaque. Remplir périodiquement d'alcool.

IMPORTANT ! Si de petites zones de toner restent sur le papier, vous pouvez utiliser un marqueur et pointer les espaces vides. Il est conseillé de peindre en deux couches pour obtenir un effet laqué noir. Avant de dessiner sur le tableau, vous devez mesurer la géométrie du dessin à l'aide d'une règle.

Gravure de la carte

Pour préparer la solution, versez 50 millilitres d'eau chaude dans un récipient.
Trois comprimés d'hydroperitide sont ajoutés à l'eau jusqu'à ce qu'ils se dissolvent. Le résultat est du peroxyde d'hydrogène (3 %).
15 grammes d'acide citrique et 5 grammes de sel sont ajoutés au liquide jusqu'à dissolution complète.
Versez la solution dans un récipient en plastique et plongez-y le circuit imprimé pendant une demi-heure (parfois quarante minutes).
Lavez la planche à l'eau chaude et essuyez le toner avec de l'acétone. La planche est recouverte d'un flux alcool-tocaniphon.

Perçage de trous

Des trous sont percés à la sortie du rail. Les seconds trous sont percés à la sortie du rail. Des transitions sont ajoutées autour des bords de la plaque pour une plus grande rigidité. Une mini-perceuse est nécessaire car le diamètre de la mèche utilisée est faible.

Le brunissage de la planche

L'ébarbage d'une carte protège le placage de cuivre de la corrosion. Une station de soudage est nécessaire pour le processus. La tresse est fixée à la pointe du fer à souder et étamée avec un fil pour obtenir un bon résultat d'étamage.

La plaque et la tresse sont recouvertes de flux. L'étain est ensuite appliqué sur le panneau. Au cours de ce processus, les taches de cuivre de la tresse sont éliminées.

Recettes de solutions de gravure

Solution de gravure à base de peroxyde d'hydrogène et d'acide citrique

Ingrédients :

peroxyde d'hydrogène (3 %) ;
l'acide citrique ;
le sel ordinaire ;
de l'eau chaude (100 ml).

Une solution de gravure de 100 millilitres est suffisante pour enlever la feuille de cuivre (35 µm d'épaisseur) d'une plaque de 100 centimètres carrés. La solution préparée ne doit pas être stockée. L'acide acétique peut être utilisé à la place de l'acide citrique, mais le carton devra être séché à l'extérieur en raison de son odeur désagréable.

Les avantages de cette solution sont le coût, la disponibilité des ingrédients, la rapidité et la sécurité. La gravure peut être effectuée à température ambiante.

Solution de décapage au chlorure de fer

La solution de chlorure ferrique ne nécessite pas de température. Le temps de gravure est rapide. Cependant, la vitesse diminue au fur et à mesure que le chlorure ferrique contenu dans le liquide est consommé.

Pour la préparation, vous aurez besoin : 200 millilitres d'eau et 150 grammes de chlore ferreux en poudre. Remuez les composants jusqu'à ce qu'ils soient complètement dissous.

IMPORTANT ! La solution de gravure peut être conservée dans un récipient hermétiquement fermé et utilisée à plusieurs reprises. Pour un usage répété, elle est "animée" par des clous en cuivre. L'inconvénient de cette solution est son coût élevé.

Solution de gravure à base de peroxyde d'hydrogène et d'acide chlorhydrique

La solution de gravure est rapide et facilement disponible. L'hydroperitol ou le peroxyde d'hydrogène peuvent être obtenus en pharmacie.

Pour le préparer, une solution de peroxyde d'hydrogène (3 %) est versée dans de l'acide chlorhydrique (en l'agitant) en un mince filet. Des précautions de sécurité doivent être prises pendant le processus de gravure car l'acide chlorhydrique corrode les mains et abîme les autres objets. Pour cette raison, il n'est pas recommandé d'utiliser la solution à la maison.

IMPORTANT ! L'électrolyte de la batterie auquel on ajoute du sel peut être utilisé à la place de l'acide chlorhydrique.

Une solution de gravure à base de sulfate de cuivre

Une solution de décapage à base de sulfate de cuivre est rarement utilisée car la procédure est compliquée. En outre, le sulfate de cuivre est un pesticide utilisé en agriculture pour tuer les parasites. Il est vendu dans des points de vente au détail pour les jardiniers.

Mode de préparation : le sulfate de cuivre (⅓ partie) est mélangé au sel de table (⅔ partie). Versez 1,5 tasse d'eau chaude dans le mélange pour dissoudre le sel.

Le temps de décapage avec le sulfate de cuivre est d'environ quatre heures. La température requise se situe entre 50 et 80 degrés Celsius. La solution doit être constamment changée pendant le processus de gravure.

La méthode de fabrication de cartes de circuits imprimés à la maison est utile pour ceux qui sont novices en électronique. Il est possible d'acquérir les compétences nécessaires à la maison avant de travailler professionnellement. Le nombre de méthodes est varié, ce qui aura une incidence sur la réussite de ce que vous avez conçu.