PCB présensibilisé :un guide ultime

Les cartes de circuits imprimés (PCB) sont l'épine dorsale de tout appareil électronique. Comprendre comment ils fonctionnent et fonctionnent est primordial pour les apprenants en fabrication de PCB et même pour les techniciens de réparation les plus expérimentés. Un PCB typique contient de nombreux composants passifs et actifs avec des connexions via quelques traces sur la carte. Il existe deux principaux types de PCB, les PCB traditionnels et les PCB présensibilisés. Il s'agit d'un bref guide sur ce qu'impliquent les PCB présensibilisés, leur processus de conception et de fabrication, comment en graver un et les avantages qui accompagnent les PCB présensibilisés, pour n'en citer que quelques-uns.

Qu'est-ce qu'un PCB présensibilisé ?

Un PCB, également connu sous le nom de PCB imprimé, a deux objectifs principaux concernant le fonctionnement des outils automatisés ; c'est un endroit utilisé pour monter les composants et fournit une connectivité électrique entre les composants.

Il existe différents types de PCB actuellement sur le marché. Mais que sont les PCB présensibilisés ? PCB conventionnels et PCB présensibilisés. Le PCB présensibilisé est un PCB fabriqué en usine ou de manière professionnelle dont la surface est recouverte d'une émulsion photosensible.

Aujourd'hui, presque tous les produits électroniques disponibles sur le marché utilisent des PCB présensibilisés. Les PCB présensibilisés sont l'un des appareils électroniques les plus couramment utilisés dans de nombreux composants électroniques actuellement disponibles à la vente sur le marché.

Processus de conception et de fabrication

Envisagez-vous de créer ou de construire votre circuit imprimé de la même manière que le font les entreprises professionnelles ? Vous avez peut-être un projet électronique en tête. Si c'est le cas, détendez-vous car vous êtes sur le bon site. Ce qui suit est un guide étape par étape pour créer votre carte PCB. Commençons !

2.1.Articles à acheter

Vous sentez-vous suffisamment prêt pour créer votre circuit imprimé présensibilisé ? Si oui, il y a plusieurs choses que vous devez acheter. Voici une ventilation de ce que vous devez acheter :

• Boîte d'exposition
• Forets
• FeCI3
• NaOH (hydroxyde de sodium)
• Lunettes
• Solution d'étain
• Époxy présensibilisé
• Alimentation
• Couche anti-poussière
• Minuterie
• Seaux pour produits chimiques
• Soudure

2.2. Dessinez votre PCB

En supposant que vous ayez la nature de conception que vous envisagez pour votre produit fini (PCB présensibilisé), vous pouvez passer à l'étape suivante. Mais sinon, lisez la suite.

Dans la plupart des cas, le logiciel Proteus est utilisé pour dessiner des PCB, mais le logiciel Fritzing est une excellente alternative pour obtenir la même fonction si vous en manquez. La bonne chose devient alors facile d'exporter le dessin dessiné vers un fichier .pdf.

De nombreuses personnes préfèrent exporter leurs conceptions dans des fichiers PDF car un fichier PDF conserve la taille réelle, ce qui signifie que si vous mettez vos données à une échelle de 1:1, soyez assuré de ne rencontrer aucun problème d'échelle après avoir effectué l'impression.

2.3. Impression d'œuvres d'art

Maintenant que les feuilles transparentes ont votre conception de PCB, vous devez vous assurer que vous imprimez au moins trois copies de votre illustration souhaitée. Pourquoi? Tu peux demander. Ce faisant, vous serez assuré de meilleurs résultats puisque l'opacité passe correctement à l'étape suivante.

Il peut être nécessaire de s'assurer que votre image reflète, un aspect qui garantira que tous les textes apparaissent correctement sur les feuilles transparentes. Pour vous assurer que vous imprimez le circuit souhaité, vous devrez peut-être tourner uniquement la couche supérieure, la dimension, les vias et les pastilles.

Après avoir terminé l'étape ci-dessus de la bonne manière, la mise en page est maintenant prête à commencer à fonctionner.

2.4. PCB présensibilisé —Configuration chimique

La configuration chimique est l'une des étapes les plus critiques où vous devez faire preuve de beaucoup de prudence. Ici, vous devrez vous assurer que vous portez des gants et des lunettes de protection et que votre zone de travail est bien ventilée.

Pourquoi la nécessité d'assurer les mouvements prudents ci-dessus ? À ce stade, vous manipulerez des acides et des bases forts, certains s'évaporant plus rapidement dans l'air que d'autres. Comme une tache de chlorure de fer est difficile à nettoyer, vous devrez porter une blouse de laboratoire pendant cette procédure.

Après avoir terminé l'étape ci-dessus, vous pouvez préparer une autre solution de chlorure de fer III (FeCI3). Si vous avez l'intention d'accélérer cette réaction, vous devrez peut-être catalyser la réaction du cuivre et de l'acide (FeCI3). Sans cela, les résultats pourraient finir par être quelque peu décevants.

Enfin, vous devrez faire un bain-marie; un bain d'eau distillée est préférable pour laver votre PCB entre toutes les étapes. Il serait utile que vous gardiez un papier absorbant en veille, car vous devrez peut-être vous assurer que l'excès d'eau dans vos drains de PCB après le lavage.

2.5. Exposition aux PCB

La boîte d'exposition à la lumière UV doit être configurée. C'est un mouvement qui aidera à empêcher les rayons UV de traverser les lignes noires de votre conception. Après cela, fixez soigneusement votre première œuvre d'art avec du ruban adhésif sur la vitre. Ensuite, ajoutez soigneusement les motifs restants, ce qui contribuera à l'opacité globale.

Une fois terminé, vous devrez travailler avec une résine photosensible, une tâche qui peut obliger votre lieu de travail à être une zone à luminosité réduite.

Avec beaucoup de prudence, décollez le film protecteur du PCB tout en mettant en place les côtés sensibles, sans oublier de le fixer sur un site à l'aide de ruban adhésif. Assurez-vous de les mettre tous dans la boîte d'exposition avec les tubes UV délicats orientés vers le côté. N'oubliez pas de le sceller.

Après cela, mettez-le dans la plage de 2' à 2'30'' et ne dépassez pas cette plage. Pendant ce temps, assurez-vous de porter des gants et une fois le temps écoulé, éteignez votre boîtier d'exposition et prenez votre PCB.

2.6. Développement de PCB

Avec cette étape, placez votre PCB dès que possible dans un bain d'hydroxyde de sodium avec la partie sensible vers le haut. Puis immédiatement, une couleur bleu-violet apparaît et parfois peut être grise.

Secouez doucement la baignoire pour que le motif soit visible à environ 30" à 60". Après cela, placez le PCB dans le bain-marie et lavez-le.

2.7. PCB présensibilisé —Gravure de votre PCB

Ici, la photosensibilité de votre PCB n'est pas minimale et vous pouvez allumer les lumières en toute confiance. Après cela, assurez-vous soigneusement que vous placez votre cuivre PCB dans une position vers le haut dans le bain d'acide FeCI3 tout en le faisant doucement tourbillonner.

La solution doit être en mouvement pour permettre à la réaction de se produire. À environ 20’ à 40’ – selon la température du bain-marie, la surface du cuivre se dissoudra. Cela a lieu immédiatement; retirez votre PCB, rincez-le dans un bain-marie séparé, puis laissez-le sécher.

2.8. PCB présensibilisé —Lavage de votre PCB

La résine restante qui était collée sur le circuit a besoin d'être mise au rebut. Mais pour le faire facilement, vous devrez placer le PCB lentement dans un bain d'acétone, et si vous êtes assez vif, vous remarquerez que l'acétone devient jaune.

À environ 10″ à 20″, le cuivre restant est exposé. Maintenant, placez doucement le PCB dans l'eau et frottez-le.

2.9. PCB présensibilisé —Étain votre PCB

L'étamage est facultatif et vous pouvez choisir de l'ignorer. Néanmoins, vous devriez le faire car cela vous sera utile, surtout si vous soudez vos composants et évitez les cas de corrosion qui pourraient endommager votre PCB.

Pour ce faire, vous devrez placer le PCB presque prêt dans un bain vide en veillant à le saupoudrer délicatement d'une solution de chlorure d'étain-II.

Avez-vous terminé avec l'étape ci-dessus ? Si tel est le cas, vous avez créé à vous seul un circuit imprimé présensibilisé prêt à être utilisé.

2.10. Percer le PCBIl serait utile que vous utilisiez une perceuse verticale en combinaison et un foret de 0,8 mm pour percer tous les trous de votre PCB. Cependant, il y a quelques cas où vous trouverez que le foret de 0,8 mm n'est pas assez plein par rapport aux composants qui doivent passer.

Si vous rencontrez le scénario ci-dessus, ne paniquez pas du tout. De tels cas sont fréquents. Si le composant devient trop gros pour être traversé, un foret de 1,2 mm est utile pour élargir le premier trou de votre circuit imprimé. Encore une fois, une certaine prudence s'impose ici.

Comment graver des PCB présensibilisés

La gravure des PCB est l'une des étapes les plus vitales impliquées dans le traitement chimique des PCB soustractifs. Ce processus consiste en l'élimination du cuivre pour obtenir les motifs de circuit souhaités ou requis. En ce qui concerne la gravure des PCB, vous devez retirer tout le cuivre, à l'exception des circuits que le placage d'étain protège et dont l'application est cruciale lors du traitement précédent dans la fabrication des PCB.

La gravure de PCB présensibilisés peut s'avérer être l'une des entreprises les plus compliquées, mais en réalité, ce n'est pas une tâche difficile comme vous pouvez l'imaginer. Après avoir rassemblé tout le matériel, vous imprimez le tracé puis commencez par faire imprimer le tracé de votre circuit. Pour vous assurer que tout sort comme vous le souhaitez, vous devrez peut-être écrire le dessin dans un matériau transparent tel que l'acétate.

L'impression de l'acétate doit être effectuée à l'aide d'une imprimante laser au lieu d'une imprimante à jet d'encre ordinaire dont beaucoup de gens sont friands. La bonne chose à propos de l'encre imprimée sur l'acétate est qu'elle ne collera pas et n'entraînera pas de résultats indésirables.

L'utilisation d'un toner d'imprimantes laser fera toujours l'affaire. Cependant, si vous n'avez pas d'imprimantes laser disponibles chez vous, vous pouvez rechercher le stand de photocopieur le plus proche et vous renseigner sur une photocopie sur acétate.

Localement les solutions d'attaque comme le chlorure ferrique se présentent sous forme de poudre ou de solution. Le révélateur se présente sous la forme d'une poudre qu'il vous faudra dissoudre à l'eau tiède, et voilà, vous avez un révélateur universel pour PCB ! En cas de poussière, utilisez le même processus avec le développeur, et une fois terminé, votre carte est maintenant prête.

PCB présensibilisé–photoréserve UV

La résine photosensible ultraviolette est l'une des caractéristiques les plus critiques dans le développement de fil sec. Il s'agit d'une réaction chimique simple qui est déclenchée ou initiée par la lumière UV, d'où son nom de photorésine activée par les UV.

L'ensemble du processus commence par le revêtement du substrat à l'aide d'un matériau organique sensible à la lumière. Un solvant communément appelé révélateur est ensuite soigneusement appliqué sur la surface. Après cela, un matériau à motifs est lentement et soigneusement appliqué sur la surface pour bloquer la lumière, un mouvement qui garantit que seules les régions non masquées du PCB sont exposées à la lumière.

Dans un cas de photorésist positif, un matériau photosensible est dégradé par la lumière. Le développeur dissout les régions exposées à la lumière, laissant derrière lui un revêtement sur la zone qui avait le masque. Cependant, dans le cas d'un photorésist négatif, le matériau photosensible sera renforcé par la lumière. Le révélateur dissoudra les régions non exposées à la lumière, laissant un revêtement dans les zones où le masque n'avait aucune portée.

Beaucoup de PCB présensibilisés et d'autres révélateurs de films secs utilisent le même principe. Le panneau est enduit d'une encre pigmentée bleue ou similaire qui est stable pendant le stockage dans une pièce sombre et réagit positivement à une solution d'activateur mélangée à celle-ci lorsqu'elle est exposée à la lumière UV. La réaction entraîne un dépôt complet de l'encre sur le PCB qui joue le rôle d'un photorésist.

PCB présensibilisé–Avantages des PCB présensibilisés

Plusieurs avantages sont associés aux PCB présensibilisés, ce qui en fait le choix parfait pour de nombreux fabricants ou producteurs d'instruments, d'équipements et de composants électroniques partout dans le monde. Les avantages des PCB pré-sensibilisés sont les suivants.

Les PCB présensibilisés sont compacts et économisent beaucoup de fil. Les PCB présensibilisés sont caractéristiques de l'interconnexion entre les composants via des pistes de cuivre au lieu de plusieurs câbles qui transportent le courant. Avec les PCB présensibilisés, les interconnexions sont un peu moins encombrantes.

Les PCB présensibilisés sont faciles à réparer en cas de dysfonctionnement ou de détérioration. En cas de dommages, les PCB présensibilisés sont très faciles à vérifier et à remplacer par la suite les composants spécifiques défectueux. Les composants électroniques des PCB pré-sensibilisés et leurs polarités sont correctement conçus et clairement étiquetés sur la carte.

Les PCB traditionnels prennent beaucoup de temps lorsqu'il s'agit de connecter leurs composants. Ils permettent de gagner beaucoup de temps, notamment lors de l'assemblage. Cependant, les PCB présensibilisés prennent beaucoup moins de temps, c'est pourquoi beaucoup de gens les préfèrent.

De nombreux PCB pré-sensibilisés sont insensibles aux mouvements. Si vous êtes assez vif, vous remarquerez que la plupart des composants des PCB pré-sensibilisés ont une prise ferme sur la carte. Grâce à la soudure, qui ne leur permet pas de bouger quel que soit le mouvement de la carte, ils sont stables.

Ils sont connus pour être très fiables contrairement aux PCB conventionnels. En matière de fiabilité et de performances, les PCB présensibilisés sont connus pour offrir certains des meilleurs résultats, c'est pourquoi de nombreux fabricants de matériel électrique préfèrent les utiliser à la place des PCB traditionnels.

Conclusion

Dernièrement, il semble y avoir une augmentation écrasante de l'utilisation de PCB présensibilisés. Premièrement, la fabrication de ces appareils n'est pas aussi compliquée qu'il n'y paraît, à condition de suivre attentivement toutes les étapes nécessaires du début à la fin. Outre la conception et l'ensemble du processus de fabrication de PCB présensibilisés, il existe plusieurs avantages associés aux PCB présensibilisés ; comme mentionné précédemment, de nombreux fabricants d'électronique dans le monde préfèrent les utiliser à la place des PCB conventionnels. Le PCB présensibilisé peut être une planche de trail parfaite pour expérimenter sur la base d'un faible coût et de quelques étapes de fabrication. Chez WellPCB, nous sommes impatients de travailler avec vous et de faire livrer votre commande de PCB présensibilisés !