Réaliser un circuit imprimé sans insoleuse

Comment graver proprement et rapidement un circuit imprimé, sans le matériel adéquat,
à savoir insoleuse principalement.
Je me suis retrouvé devant ce dilemme concernant la fabrication de mon insoleuse à LED.
En effet pour fabriquer l'insoleuse, il me faut réaliser ses circuits imprimés....

Le web est une manne généreuse d'informations de tout genre, j'ai trouvé l'astuce me permettant avec ce que j'ai sous la main de réaliser des circuits de ce type.
Voyons voir la suite pour connaitre la manœuvre.





Il nous faut, un PC, une imprimante laser (un photocopieur laser fonctionne également), un fer à repasser que l'on pourra remplacer par une plastifieuse, du papier brillant et fin type pub que l'on trouve dans nos boites aux lettres, de l'eau.

Voilà dans un premier temps ce qui nous permettra de tracer le typon sur nos platines.
Viendra ensuite le moment de la gravure du cuivre.

Impression du circuit sur la platine cuivrée

La méthode est extrêmement simple et efficace. En pratiquant avec soin les différentes manipulations, on obtient une qualité de circuit équivalente à l'insolation. Bien entendu, la qualité du toner (encre) de l'imprimante laser est un facteur déterminant à la qualité du rendu final.

Imprimer le typon, en prêtant attention au sens d'impression, sur du papier brillant et de préférence fin, le type de papier que l'on trouve dans nos boites aux lettres, je parle en effet des publicités diverses et variées, qui encombrent nos boites, et qui trouvent avec cette méthode une utilité autre que celle de finir directement à la poubelle.

Le typon imprimé est ensuite appliqué au fer à repasser, ou à l'aide d'une plastifieuse (voir illustration ci-contre), sur le circuit à imprimer vierge, préalablement nettoyé à l'acétone. Poser le coté encre du papier imprimé sur le coté cuivre de la platine, et appliquer le fer réglé au max. pendant environ une minute, temps qui dépendra de la puissance du fer et du type de toner.
Effectuer des mouvements (comme si vous repassiez un vêtement) avec le fer, en appuyant fermement.

Rapidement, on peut constater que la feuille imprimée adhère au cuivre, signe que l'encre se liquéfie et colle au cuivre.
Ensuite, plonger le circuit dans un récipient contenant de l'eau. laisser détremper quelques minutes, puis commencer à peler délicatement le papier, si le papier est bien collé, avec le pouce, frotter le papier jusqu'à ce qu'il s'enlève par petits rouleaux.
Sur ce visuel il est spécifié de passer entre 5 et 8 fois le circuit, mais il s'agit d'une plastifieuse modifiée pour monter en température, voir l'article consacré sur le lien plus haut. Sans modif. il faudra plus de passage.

Au final il ne restera que l'encre collée sur le cuivre. Si le travail est bien fait, l'encre adhère vraiment bien sur le circuit, on peut même à l'aide d'une brosse à dent peaufiner le nettoyage du papier résiduel.

Vous aurez très certainement des ratées, qu'à cela ne tienne, nettoyez le circuit à l'acétone pour enlever l'impression ratée, et recommencer jusqu'à satisfaction. Au prix du papier pub., nous pouvons nous le permettre.
Il ne vous reste alors, plus qu'à graver le circuit.

Gravure du circuit

a - Perchlorure de Fer

La procédure habituelle est l'utilisation de Perchlorure de Fer que je ne détaillerais pas ici, parce que je trouve cette méthode lente et contraignante, c'est celle que j'utilisais dans les années 80. Il faut en effet, chauffer le perchlo. puis pour accélérer le processus de gravure ajouter un bulleur, similaire au système de bulles d'aquarium, et pour finir sur les défauts, le perchlo bien que présentant moins de danger que la méthode de combinaison d'acide, a le défaut de tacher.

b - Combinaison d'acide

Avant d'aller plus loin, il faut bien spécifier que la méthode que je vais décrire n'est pas anodine et demande des précautions d'usages, car elle emploie des matières dangereuses. Afin de limiter les risques, un équipement minimum est nécessaire pour se protéger.

Gants résistants aux produits chimiques.
Lunettes de protection.
Masque de protection (Ceux à cartouches pour peintre conviendront) pas obligatoire mais conseillé.
De préférence faire les manipulations en extérieur et près d'une source d'eau.

La partie chimique se compose de
Eau oxygénée (peroxyde d'hydrogène) en forte concentration (130 Vol)
Acide chlorhydrique (25 ou 30 Vol )
Eau du robinet
Ces produits se trouvent en grande surface de bricolage (casto, Leroy merlin etc..)
une bouteille de 1 litre de chaque, vous permettra de graver un paquet de circuit.

Utiliser de préférence des récipients de verre pour le dosage, ainsi que pour graver, à défaut le plastique conviendra, mais le verre est plus lourd, donc plus stable, et reste propre avec le temps.

Les doses sont approximativement, de
une dose d'eau
une demi dose d'acide chlorhydrique
un quart de dose d'eau oxygénée

Et toujours dans cet ordre, l'eau en premier!

Si vous augmentez (de peu) les dosages d'eau oxygénée ou d'acide chlorhydrique la gravure sera accélérée, un circuit peut se graver en 2 à 3 secondes!!

Le mélange prend une belle couleur bleue turquoise et se met à bouillir au contact du cuivre.
Il ne se garde pas, ou pas longtemps en tout cas, il perd de son efficacité rapidement, aussi prévoyez de graver en lot vos platines, ou juste la quantité pour graver la platine.

Prévoyez un bac d'eau à proximité pour rincer le circuit et arrêter le processus chimique de dissolution du cuivre.
Lors de la gravure du circuit, ne pas mettre le nez au dessus du récipient, les gaz qui en émanent sont nocifs, donc préférez faire ces manips en extérieur à l'air libre, sans enfants ou animal de compagnie dans le secteur.

Si toutes ces précautions sont prises, cette méthode est imbattable.

Elle est si simple et accessible que l'on peut rapidement en oublier les dangers, voilà pourquoi j'insiste sur les précautions à prendre.

Le stockage de ces produits doit se faire dans un endroit sombre et hors de porté de toute main inexpérimentée.

Peroxyde d'hydrogène (Eau oxygénée) 130 vol, qui parmi ses multiples utilisations, sert à blanchir le bois.

Acide Chlorhydrique 25 à 30 vol, que l'on utilise entre autre pour le détartrage des sanitaires.

















Étamage

Une fois gravé vos platines, il faut songer à protéger le cuivre qui s'oxyde rapidement et pour cela la méthode classique est de passer une fine couche d'étain sur l'ensemble du circuit. Un procédé chimique existe et permet un étamage à froid, seulement ce produit est non seulement extrêmement nocif et dangereux mais en plus onéreux.

Aussi j'utilise une autre méthode qui revient nettement moins chère pour un résultat tout aussi efficace, de la pâte à étamer que l'on badigeonne sur le circuit, qui une fois chauffé à la bonne température, fond et s'étale sur le cuivre le recouvrant ainsi de la couche d'étain de protection.
Lorsque la pâte commence à fondre, passer un coup de chiffon sur le circuit afin de bien l'appliquer. Une fois le résultat obtenu, nettoyer à l'acétone pour enlever l'excédent de produit résiduel. Après nettoyage, de nouveau un petit coup de chauffe pour obtenir un brillant de finition.

Pour la chauffe j'ai à disposition quelques manières de procéder.
Méthode lente mais sure, juste le fer à souder que l'on passe sur les pistes, l'effet est magique, mais en fonction du circuit un peu plus long.

Plus rapide mais demande de la dextérité,
un mini fer à souder à gaz, qui une fois la panne enlevée, fait office de mini chalumeau.

Ou une fois de plus, un fer à repasser réglé au maximum. Préférez un vieux fer de récupération, les différentes manipulations auxquelles il servira pourraient l'encrasser à la longue
Une autre méthode est possible, à l'aide d'un décapeur thermique, mais la manipulation demande de la dextérité sans trop s'attarder sur le circuit au risque de le bruler, en trouvant le temps de chauffe et le coup de poignet adéquat il est cependant possible d'obtenir le résultat escompté.






Pâte à étamer couramment utilisée en plomberie que l'on déviera de son utilisation habituelle pour nos propres besoins.
Il existe d'autres marques, Rothenberger,Weld team, chez Casto ou Leroy Merlin. Vérifiez le temps de fusion du produit, plus il sera bas, meilleur ce sera.

La Castolin, par exemple est dispo chez BricoDépot pour moins de 8 euros et vous servira pendant quelques années à raison de plusieurs centaines de circuits!








Découpe 
 
La découpe de platine est une question qui me revient régulièrement, aussi j'ajoute ce petit paragraphe permettant de répondre aux interrogations futures.

 J'utilise ce type d'outil, un coupe carreau électrique, acheté il y a quelques années pour moins de 30 €, que l'on peut se procurer dans n'importe laquelle des enseignes que j'ai cité plusieurs fois plus haut. 

A utiliser de préférence en extérieur, remplir le bac d'eau permettant de contenir les particules de résine et fibre de verre. La découpe est rapide et nette.

Je procède ainsi, découpe plus large du circuit, transfert, gravure, puis redécoupe précise selon le tracé gravé, enfin un petit coup de lime afin d'ébavurer et arrondir les angles, le circuit est prêt. 

Attention aux doigts pour les maladroits!

Il ne vous reste plus qu'à coloriser puis sérigraphier et vernir votre circuit pour lui donner une finition quasi-professionnelle.