Fabriquez Votre Propre PCB : Guide du Débutant pour Circuits Imprimés Maison

Les circuits imprimés (PCB) modernes sont le sang vital de la technologie actuelle. Il est presque impossible de trouver de l'électronique sans PCB sous quelque forme. Si un fabricant professionnel est nécessaire pour des PCB de qualité, vous pouvez créer votre propre PCB maison. Ce guide vous montre comment.

Qu'est-ce qu'un Circuit Imprimé ?

Les PCB se sont généralisés dans la seconde moitié du 20^e siècle. Avant, les fabricants reliaient les composants directement par des fils : désordonné et chaotique. La création des PCB a résolu ce problème.

En essence, un PCB est un ensemble de fils intégrés traversant un fragment plat de fibre de verre. Pour comprendre leur fonctionnement, il faut savoir comment on les fabrique.

Lors de la fabrication, le fabricant empile des tranches de fibre de verre et les traite avec une résine chimique qui les soude. Il applique ensuite une couche de cuivre des deux côtés de la plaque. Puis il applique un photorésist. Il grave un motif de tracé PCB correspondant aux pistes. Il durcit et sèche le circuit à la lumière UV.

Puis il lave le circuit à l'eau chaude, éliminant les zones non protégées, ne laissant que les pistes de cuivre. Ces pistes servent de base à l'aspect final après gravure du cuivre.

Selon les spécifications et le design, le fabricant perce les trous de fixation, traversants et vias pour connexions et composants.

Néanmoins, comme un PCB n'est qu'un ensemble de connexions électriques sur un substrat, vous n'avez pas besoin d'un procédé de fabrication sophistiqué pour en faire un simple. Nous allons vous montrer comment dans la suite.

Comment Fabriquer un PCB à la Maison ?

Cette section couvre la réalisation de votre propre PCB DIY à la maison. Liste de tout le matériel nécessaire. Selon nous, le composant essentiel est le logiciel de conception PCB. Heureusement, il existe d'excellents logiciels open-source pour créer vos designs :

• Autodesk Eagle
• KiCad
• Fritzing
• DesignSpark PCB
• ExpressPCB
• PCBWizard

Chacun a tutoriels et documentation pour apprendre à concevoir des layouts PCB. Une fois votre design créé et imprimé, passez à la suite.

Outils et Matériels Requis

• Vieux papier magazine ou brochures publicitaires à impression brillante
• Vieux journal
• Imprimante laser ou jet d'encre
• Fer à repasser à vapeur
• Plaque stratifiée cuivrée (copper clad)
• Solution de chlorure ferrique (FeCl₃) pour gravure
• Éponges à récurer / laine d'acier
• Acétone (dissolvant vernis à ongles / diluant)
• Gants en caoutchouc
• Boîte / conteneur en plastique
• Cuillère à café
• Fil PVC
• Papier photo/brillant A4
• Papier de verre
• Marqueur noir permanent
• Cutter
• Rouleau de papier essuie-tout
• Coton
• Ruban adhésif transparent
• Papier kraft
• Maniques de four

Instructions

Pour ce tutoriel, nous restons simples. Nous créerons un PCB se connectant à une puce temporisateur 555, vous permettant de développer ou d'intégrer votre propre interrupteur tactile. Assurez-vous d'avoir tout le matériel avant de commencer.

Étape 1

Imprimez le layout PCB créé avec l'un des logiciels recommandés. Imprimez en Noir/Niveaux de gris. Configurez les paramètres du logiciel et du pilote d'imprimante. IMPORTANT : doit être une impression MIROIR. Et doit imprimer sur le côté brillant du papier photo. Découpez ensuite le design.

Étape 2

Découpez un carré de la plaque cuivrée avec un cutter, en utilisant le layout imprimé comme référence de taille.

Étape 3

Frottez le côté cuivre du morceau découpé avec de la laine d'acier ou une éponge à récurer pour enlever la couche d'oxyde et de photorésist superficielle. Cela facilitera l'adhérence du layout sur le cuivre.

Étape 4

Transférez le layout imprimé sur le dessus de la plaque cuivrée traitée (qui sera le PCB final). Assurez-vous que la partie brillante du papier face vers le bas et alignée avec les bords de la plaque cuivrée.

Étape 5

Placez le papier kraft par-dessus le papier design et la plaque cuivrée. Repassez pour transférer le design sur le cuivre, le papier kraft servant de protection. Pendant ce temps :

• Utilisez une surface plane en bois ou granit
• Ne mettez PAS le fer en mode vapeur
• Repassez lentement en appuyant fermement
• Maintenez la plaque cuivrée immobile (pinces)

Le transfert complet prend environ une heure si bien fait. Si vous n'êtes pas à l'aise avec le fer, vous pouvez transférer le design au crayon et marqueur noir permanent.

Étape 6

Avec des maniques, plongez la plaque cuivrée dans un bol, évier ou contenant d'eau tiède. Laissez 10 minutes. Décollez doucement le papier du cuivre à faible angle. Si le design n'apparaît pas complètement, complétez les lignes manquantes au marqueur noir permanent.

Étape 7

Gravure de la plaque. Enfilez gants en caoutchouc, protégez sol, bureau, plan de travail avec papier kraft ou journal. Remplissez un conteneur plastique d'eau et ajoutez trois cuillères à café de poudre de chlorure ferrique. Remuez jusqu'à dissolution. Plongez le PCB dans la solution 30 minutes ou jusqu'à ce que le cuivre non désiré soit éliminé.

Vérifiez avec une pince si la gravure est terminée. Tout cuivre indésirable doit être parti.

Étape 8

Diluez le reste de solution de chlorure ferrique et éliminez-la correctement. NE LA JETTEZ PAS dans l'évier ou les toilettes : cela abîmerait la plomberie. Contactez si possible un service de collecte de déchets dangereux.

Utilisez quelques gouttes d'acétone sur du coton pour essuyer l'encre/toner sur le PCB et révéler le layout cuivre. Nettoyez et rincez soigneusement à l'eau tiède, séchez avec du papier essuie-tout.

Enfin, utilisez du papier de verre pour limer et lisser les bords du PCB. Percez les trous traversants avec une micro-perceuse électrique. Sinon, soudez directement vos composants sur le PCB. Pour un aspect plus traditionnel, achetez de la peinture de masque soudable UV verte ou rouge.

Nettoyez votre espace de travail, et vous avez un PCB maison solide.

Conclusion

Les plaques d'essai (breadboards) sont géniales pour apprendre. Mais pour des projets plus complexes, les PCB soudables sont bien meilleurs. Nous espérons que vous avez apprécié ce guide. Pour en savoir plus sur la fabrication professionnelle de PCB, visitez notre site. Merci de votre lecture.