Difference between revisions of "PrintedCircuitBoard"
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| − | + | * Préparation fichiers d'entrée | |
| − | + | * Toner transfert | |
| − | * | + | * Gravure perchlo |
| − | * | + | * Etamage à froid |
| − | * | + | * PCB simple/double face avec présensibilisés |
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| − | * | + | * PCB simple/double face avec dryfilm/laminé |
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Ce process représente la manière standard de réaliser des circuits imprimés au lab. Il est complètement opérationnel à ce jour. | Ce process représente la manière standard de réaliser des circuits imprimés au lab. Il est complètement opérationnel à ce jour. | ||
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=== Paramètres de ce process === | === Paramètres de ce process === | ||
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| − | + | Ce process est opérationnel, quoique peu souvent utilisé: pas toujours besoin de légende sur un proto, et le lab sait faire mieux pour la gravure. | |
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=== Déroulement === | === Déroulement === | ||
| + | Note: liens à corriger: Printedcircuitboard:TonerTransfert vs PrintedCircuitboard:TonerTransfert | ||
* Etape 1: [[Printedcircuitboard:TonerTransfert#Etape_1:_artwork | préparation de l'artwork]] & support | * Etape 1: [[Printedcircuitboard:TonerTransfert#Etape_1:_artwork | préparation de l'artwork]] & support | ||
** on utilise une feuille oracal (soit directement coupée aux bonnes dimensions, soit collée sur la zone de la feuille A4 sur laquelle on va imprimer) | ** on utilise une feuille oracal (soit directement coupée aux bonnes dimensions, soit collée sur la zone de la feuille A4 sur laquelle on va imprimer) | ||
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** comme d'habitude, on prend soin de bien ranger les chutes, consommables, équipements... | ** comme d'habitude, on prend soin de bien ranger les chutes, consommables, équipements... | ||
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| − | Similaire au process standard | + | Similaire au process standard/en cours d'évaluation ! |
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* Etape 8: rangement | * Etape 8: rangement | ||
| − | = | + | = Entretien consommables & petit matos = |
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| + | * révélateur négatif: | ||
| + | ** quand le flacon de 1L est usagé (eg, couleur trouble/sombre), le jeter & le remplir avec de la solution "neuve", issue du bidon | ||
| + | ** quand le bidon est vide, préparer de la solution de Na2CO3, 10g/L (voire plus) | ||
| + | * révélateur positif: | ||
| + | **quand le flacon de 1L est usagé (eg, couleur trouble/sombre), le jeter & le remplir avec de la solution "neuve", issue du bidon | ||
| + | **quand le bidon est vide, préparer de la solution de NaOH, 5g/L à 10g/L | ||
| + | * etamage à froid: | ||
| + | **Quand le flacon de 1L est usagé (eg, l'étamage ne marche vraiment pas), le jeter dans le bidon "poubelle étamage à froid" pour retraitement ultérieur. | ||
| + | **Suivre la recette [http://www.octamex.de/shop/?page=shop/flypage&product_id=53&category_id=538bc6e72af65cf55e7fcba4ee8c099f&/Chemisch_Zinn_kaufen.html ici] pour préparer 1L de solution neuve. | ||
| + | * Perchlorure de fer: | ||
| + | ** quand le niveau est trop bas, compenser avec de l'eau chaude ou du perchlo neuf | ||
| + | ** quand la gravure est compliquée, stocker le perchlo usagé pour retraitement, et remplacer par du perchlo neuf (dilution 1:2 avec eau chaude!). | ||
| + | * présensibilisé simple/double face (taille max: ); épaisseur standard 1.6mm (dispo: autres épaisseurs) | ||
| + | * plaques de cuivre brut (taille max: ) | ||
| + | * dryfilm vernis épargne (taille max: ) | ||
| + | * dryfilm 'tenting' (photosensible) (taille max: ) | ||
| + | * paille de fer, papier de verre | ||
| + | * acétone | ||
| + | * Forets queue 3.175mm avec ring dispo en: | ||
| + | ** 0.8mm, 1mm: pour la perceuse inversée | ||
| + | ** 0.1, 0.3, 0.4, etc: pour le perçage à coordonnées | ||
| + | * Fraises détourage 1mm | ||
| + | * Forets 'meca' à utiliser avec la dremel: à sourcer! | ||
| + | * sacs poubelle | ||
| + | * feutre permanent fin (pour marquage) | ||
| + | * boite 'poubelle à pcb' | ||
| + | * lime à bords de pcb | ||
| + | * petit scotch transparent | ||
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| + | Petit matériel divers: | ||
| + | * bacs, entonnoirs, raclette (nettoyage), pinceaux, éponges, sopalin | ||
| + | * EPI: blouses, lunettes, gants | ||
| − | = | + | = Projets/amélioration équipement = |
| − | + | Un petit tour d'horizon des divers projets en cours, qui peuvent avoir besoin de coups de main... On pourrait utiliser la page [[PrintedCircuitBoard:research | PCB research]]... | |
| − | == | + | == CNC cartésienne == |
| − | + | Mise en route CNC cartésienne: page à créer... voir Martin. | |
| − | + | En gros: moteur à refixer proprement, et mise en service+doc. | |
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| − | = | + | == CNC delta == |
| − | + | Mise en route CNC delta: [[Projets:Perso:TwinteethClem| voir la page dédiée]] ! | |
| + | Il s'agit de la machine [www.diyouware.com de Diyouware], avec outil interchangeable: | ||
| + | * Dremel (perçage) | ||
| + | * Seringue pour dépose de pate/liquide | ||
| + | * tête laser UV pour insolation directe | ||
| + | L'électronique de commande est assez classique (type imprimante 3D), avec un soft spécifique, qui prend de préférence des fichiers Eagle. | ||
| + | Surface de travail assez faible: 70*80, en 600dpi. | ||
| − | == | + | == Direct Toner Transfert == |
| − | + | Modification imprimante laser: process baptisé "Direct Laser Printing" : la page projet est [[Projets:Lab:2014:Laser_PCB | ici]]. Voir Marc. | |
| − | == | + | == Graveuse performante == |
| − | + | La gravure à bain de perchlo tel que celle qu'on utilise a plusieurs défauts, liés à l'inhomogénéité du bain. La conséquence pratique est qu'on ne peut pas faire de gravure de pistes fines, et que les résultats sont approximatifs. | |
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| − | + | Pour corriger cela, il faut une graveuse type rotojet. Il y a plusieurs approches: | |
| − | + | * le pcb est fixe, on fait bouger des buses autour (rotation, translation), de manière controlée. Notamment avec pompes centrifugeuses... voir liens. | |
| + | * les buses sont fixes, le pcb bouge (convoyeur) | ||
| + | On peut également envisager d'utiliser une autre chimie pour la gravure! | ||
| − | = | + | == Trous métallisés == |
| − | Ce process est | + | Ce process est presque opérationnel au lab : il fonctionne de manière expérimentale, reste à le faire fonctionner pour de bon/de manière répétable et fiable. |
| − | + | Voir la page [[PrintedCircuitBoard:ThruHole | dédiée à ce sujet]], et [[PrintedCircuitBoard:ThruHole:Machines|celle sur les machines]], même si elles nécessitent quelques updates... | |
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| − | + | On part d'un PCB brut (eg sans couche photosensible), on fait le percage (à la CNC). | |
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| − | + | Ensuite, on métallise les trous. Pour cela, deux grandes étapes: | |
| − | + | * bain d'activation des trous (plusieurs approches, celle retenue aujourd'hui est décrite [http://www.instructables.com/id/Inexpensive-method-of-industrial-level-quality-PCB/ ici]). Voir page [[PrintedCircuitBoard:ThruHole:Activation|sur l'activation]]. | |
| + | * bain d'électrodéposition de cuivre (assez simple). Voir page [[Projets:Lab:2014:BainElectrodeposition | à actualiser...]], sachant qu'une version mode rache existe (avec alim stable). Voir également le projet de source de courant d'Eric & Jordi. | ||
| − | + | Enfin, on va réaliser les pistes, avec les process "standards" : | |
| − | * | + | * gravure à l'anglaise (eg fraise en V sur CNC) |
| − | * | + | * dryfilm/lamination de photosensible. |
| − | + | A noter que dans l'industrie, on utilise une étape intermédiaire de tinplating, pour avoir une meilleure finesse/fiabilité. A priori, on va tenter de s'en passer, pour simplifier le process... | |
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| − | = | + | == Etamage == |
| + | L'étamage chimique à froid n'est pas idéal... | ||
| + | * approche bain tin plating/retraitement/regénération solution d'étamage à froid | ||
| + | * approche étameuse à rouleau (hors de prix/dur à trouver en occase/fabricable au lab...) | ||
| + | * approche HotAirSolderLevelling: machine full custom à concevoir et fabriquer... | ||
| + | == Stencil == | ||
| + | Le stencil sert pour la dépose de pate à braser, avant soudure par refusion (au four) des composants de surface: | ||
| + | * approche par laser cutting de film plastique (laser pas nécessairement très puissant ; stencil "jetable", au sens rapidement dégradé) | ||
| + | * approche par gravure chimique d'un feuillard d'aluminium, voir par exemple [http://www.instructables.com/id/Killer-PCBs/ ici] | ||
| + | * approche par dépose de pate à la CNC (la delta sait faire) | ||
| − | == | + | == Multicouches == |
| − | + | * Multicouches? Pas encore, mais on a un peu d'équipement pour. L'intérêt en prototypage à la maison reste limité, et tout (ou presque) reste à faire: | |
| + | ** realisation des copperlayers de la couche interne (pas de percage, sauf registration). Classique. | ||
| + | ** sandwich copperclad simple couche + prepreg + internal layer + prepreg + copperclad simple couche, avec registration. Sourcer les consommables appropriés! | ||
| + | ** passage en presse chauffante pour durcir le prepreg (on a la machine) | ||
| + | ** ébavurage et percages de trous de registration (idéalement, après repérage camera rayons X). | ||
| + | ** percage à coordonnées d'après trous de registration, puis process trous metallisés "standard", avec tout de même une étape additionnelle de desmearing avant activation des trous (attaque de la surface interne des trous pour permettre le contact des internal layers avec les vias/trous métallisés). Process de desmearing à mettre en place. | ||
| − | == | + | == Autres == |
| − | * en | + | * brosseuse: intéret a priori limité... autant faire en manuel! |
| − | ** | + | ** sauf à trouver une bonne occase (peu probable), à fabriquer sur mesure. Eric a notamment défriché le sujet... yaka s'y mettre |
| − | + | ** voir par exemple [http://www.falconbrite.de/index0.htm ce fournisseur de pièces] ou bien [http://www.nts.fr/circuit_08divers.html#1111 celui là] | |
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| − | + | * panellisation: réfléchir au design flow requis, ainsi qu'aux registrations nécessaires. | |
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| − | + | * sérigraphie/légende: pas de travaux spécifiques en cours! Plusieurs pistes: | |
| − | + | ** Utiliser du dryfilm/toner transfert est possible pour faire une simili-légende. | |
| − | * | + | ** tête d'impression spécifique |
| − | ** | + | ** sérigraphie à proprement parler (encre spéciale) |
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| − | + | * Flex PCB: il suffit de sourcer le consommable (existe en présensibilisé). | |
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| − | + | * PCB Support alu: a priori, il suffit de sourcer le consommable (existe en présensibilisé). | |
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| − | + | = FAQ = | |
| − | + | Des questions? | |
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Latest revision as of 17:51, 2 February 2016
Page en cours de déplacement vers la page spécifique zone PCB. Peut être qu'on laissera les projets spécifiques ici?
Sous pages, est-ce qu'on redécoupe? :
- http://wiki.electrolab.fr/PrintedCircuitBoard:Rules
- http://wiki.electrolab.fr/PrintedCircuitBoard:Maintain
- http://wiki.electrolab.fr/PrintedCircuitBoard:research
etc...
Pages de process ci-dessous à trier/reorganizer.
Contents
Process/Howto
Plusieurs process sont opérationnels au lab, et sont détaillés sur des pages spécifiques. Note: à voir comment on structure toute l'info... ya du boulot!
- Préparation fichiers d'entrée
- Toner transfert
- Gravure perchlo
- Etamage à froid
- PCB simple/double face avec présensibilisés
- Vernis épargne/soldermask
- PCB simple/double face avec dryfilm/laminé
- Perçage à coordonnées/CNC + détourage
Process avec présensibilisés
Ce process représente la manière standard de réaliser des circuits imprimés au lab. Il est complètement opérationnel à ce jour.
Paramètres de ce process
- simple ou double couche
- dimensions max: 200mm * 250mm
- classe 5 max atteignable:
- 8mil ou 0.2mm min comme taille de pistes & espacements
- naturellement, moins fin résulte plus facilement en un circuit correctement réalisé ! En règle générale, choisissez 12mil comme taille minimale, et si cela ne passe pas, mais qu'avec 8mil ca le fait, il y a de bonnes chances que le circuit puisse être réalisé. Il est possible exceptionnellement sur certaines zones de descendre à 6 mil, mais une inspection systématique complète à la bino sera obligatoire.
- perçage
- 0.8 min (perceuse inversée)
- 1.0mm, 1.2mm, 3mm faisables à la perceuse classique (forets disponibles dans l'armoire à pcb)
- Pas de détourage (CNC à disposition pas encore opérationnelles pour cela), mais découpes droites possibles (cisaille à PCB)
- Compatible avec le process de vernis épargne (voir la page dédiée à ce process)
Déroulement
Voir le déroulement détaillé de ce process sur cette page. Les étapes sont:
- préparation de l'artwork
- préparation de la matière
- insolation
- développement
- gravure
- stripping
- option: ajout de vernis épargne
- étamage
- rangement
Process de vernis épargne
Ce process permet d'ajouter du vernis épargne sur n'importe quelle carte fabriquée au lab. Cela correspond à la couche de vernis protecteur (habituellement de couleur verte). Il est complètement opérationnel à ce jour.
Note: le film étant relativement cher, mettre 1€ supplémentaire dans la boite!
Paramètres de ce process
A préciser coté finesse.
Pour rappel, les zones noires de l'artwork sont celles ou on ne veut PAS de soldermask (eg pastilles, etc). Le révélateur négatif est utilisé pour dégager la résine non durcie à l'insolation (en frottant à la brosse).
On applique le vernis sur un PCB complètement réalisé (eg, pistes & étamage faits).
Déroulement
Voir le déroulement détaillé de ce process sur cette page. Les étapes sont:
Process de toner transfert pour gravure ou légende
Ce process est opérationnel, quoique peu souvent utilisé: pas toujours besoin de légende sur un proto, et le lab sait faire mieux pour la gravure. A la réflexion, il y a deux pages sur le wiki, à merger:
Une bonne âme se chargera peut etre de merger les deux pages...
Paramètres de ce process
Moins performant que les autres techniques en termes de finesse et de robustesse : prendre garde à la continuité des pistes, aux bavures... Considérez qu'une taille minimale de 0.4mm est raisonnablement atteignable (écartement entre conducteurs, largeur des conducteurs).
Déroulement
Note: liens à corriger: Printedcircuitboard:TonerTransfert vs PrintedCircuitboard:TonerTransfert
- Etape 1: préparation de l'artwork & support
- on utilise une feuille oracal (soit directement coupée aux bonnes dimensions, soit collée sur la zone de la feuille A4 sur laquelle on va imprimer)
- on imprime avec l'imprimante laser du lab "en inversé" ce que l'on veut voir sur le pcb au final.
- Etape 2: transfert
- on utilise au choix la plastifieuse, en beaucoup, beaucoup de transferts, ou bien la gauffrière (en prenant garde au temps de chauffe...!)
- pour la plastifieuse, scotcher la feuille sur le pcb pour la positionner correctement.
- Etape 3: contrôle& finitions
- on retire délicatement le film après avoir fait refroidir le pcb.
- on examine le résultat ; en cas de rattage, on utilise de l'acétone pour nettoyer les traces de toner
- Etape 4: gravure
- on peut ensuite graver normalement (c'est à dire dans le bain de perchlorure de fer) le circuit ; le cuivre protégé par le toner sera conservé...
- il faut ensuite nettoyer le circuit, pour éliminer le toner (paille de fer, acétone), puis examiner le résultat
- Etape 5: rangement
- comme d'habitude, on prend soin de bien ranger les chutes, consommables, équipements...
Process avec photosensible laminé
Ce process est opérationnel. La page descriptive est ici.
Paramètres de ce process
Similaire au process standard/en cours d'évaluation !
Déroulement
- Etape 1: artwork : les zones insolées vont être durcies par les uv : artwork en négatif requis !
- Etape 2: matière : on utilise du cuivre "brut" simple ou double face
- Etape 3: lamination : quelques passages (jusqu'à ce que le pcb soit tiède)
- Etape 4: insolation : 30s
- Etape 4: développement : révélateur NEGATIF requis
- Etape 5: gravure : standard ; attention à ce que le développement se soit bien déroulé...
- Etape 6: stripping : révélateur POSITIF requis
- Etape 7: étamage : si on le souhaite...
- Etape 8: rangement
Entretien consommables & petit matos
On pourrait utiliser la page Entretien.
- révélateur négatif:
- quand le flacon de 1L est usagé (eg, couleur trouble/sombre), le jeter & le remplir avec de la solution "neuve", issue du bidon
- quand le bidon est vide, préparer de la solution de Na2CO3, 10g/L (voire plus)
- révélateur positif:
- quand le flacon de 1L est usagé (eg, couleur trouble/sombre), le jeter & le remplir avec de la solution "neuve", issue du bidon
- quand le bidon est vide, préparer de la solution de NaOH, 5g/L à 10g/L
- etamage à froid:
- Quand le flacon de 1L est usagé (eg, l'étamage ne marche vraiment pas), le jeter dans le bidon "poubelle étamage à froid" pour retraitement ultérieur.
- Suivre la recette ici pour préparer 1L de solution neuve.
- Perchlorure de fer:
- quand le niveau est trop bas, compenser avec de l'eau chaude ou du perchlo neuf
- quand la gravure est compliquée, stocker le perchlo usagé pour retraitement, et remplacer par du perchlo neuf (dilution 1:2 avec eau chaude!).
- présensibilisé simple/double face (taille max: ); épaisseur standard 1.6mm (dispo: autres épaisseurs)
- plaques de cuivre brut (taille max: )
- dryfilm vernis épargne (taille max: )
- dryfilm 'tenting' (photosensible) (taille max: )
- paille de fer, papier de verre
- acétone
- Forets queue 3.175mm avec ring dispo en:
- 0.8mm, 1mm: pour la perceuse inversée
- 0.1, 0.3, 0.4, etc: pour le perçage à coordonnées
- Fraises détourage 1mm
- Forets 'meca' à utiliser avec la dremel: à sourcer!
- sacs poubelle
- feutre permanent fin (pour marquage)
- boite 'poubelle à pcb'
- lime à bords de pcb
- petit scotch transparent
Petit matériel divers:
- bacs, entonnoirs, raclette (nettoyage), pinceaux, éponges, sopalin
- EPI: blouses, lunettes, gants
Projets/amélioration équipement
Un petit tour d'horizon des divers projets en cours, qui peuvent avoir besoin de coups de main... On pourrait utiliser la page PCB research...
CNC cartésienne
Mise en route CNC cartésienne: page à créer... voir Martin.
En gros: moteur à refixer proprement, et mise en service+doc.
Electronique peut être à updater (voir www.machinekit.io, et en particulier http://blog.machinekit.io/2015/06/denford-novamill-conversion.html)
CNC delta
Mise en route CNC delta: voir la page dédiée ! Il s'agit de la machine [www.diyouware.com de Diyouware], avec outil interchangeable:
- Dremel (perçage)
- Seringue pour dépose de pate/liquide
- tête laser UV pour insolation directe
L'électronique de commande est assez classique (type imprimante 3D), avec un soft spécifique, qui prend de préférence des fichiers Eagle. Surface de travail assez faible: 70*80, en 600dpi.
Direct Toner Transfert
Modification imprimante laser: process baptisé "Direct Laser Printing" : la page projet est ici. Voir Marc.
Graveuse performante
La gravure à bain de perchlo tel que celle qu'on utilise a plusieurs défauts, liés à l'inhomogénéité du bain. La conséquence pratique est qu'on ne peut pas faire de gravure de pistes fines, et que les résultats sont approximatifs.
Pour corriger cela, il faut une graveuse type rotojet. Il y a plusieurs approches:
- le pcb est fixe, on fait bouger des buses autour (rotation, translation), de manière controlée. Notamment avec pompes centrifugeuses... voir liens.
- les buses sont fixes, le pcb bouge (convoyeur)
On peut également envisager d'utiliser une autre chimie pour la gravure!
Trous métallisés
Ce process est presque opérationnel au lab : il fonctionne de manière expérimentale, reste à le faire fonctionner pour de bon/de manière répétable et fiable.
Voir la page dédiée à ce sujet, et celle sur les machines, même si elles nécessitent quelques updates...
On part d'un PCB brut (eg sans couche photosensible), on fait le percage (à la CNC).
Ensuite, on métallise les trous. Pour cela, deux grandes étapes:
- bain d'activation des trous (plusieurs approches, celle retenue aujourd'hui est décrite ici). Voir page sur l'activation.
- bain d'électrodéposition de cuivre (assez simple). Voir page à actualiser..., sachant qu'une version mode rache existe (avec alim stable). Voir également le projet de source de courant d'Eric & Jordi.
Enfin, on va réaliser les pistes, avec les process "standards" :
- gravure à l'anglaise (eg fraise en V sur CNC)
- dryfilm/lamination de photosensible.
A noter que dans l'industrie, on utilise une étape intermédiaire de tinplating, pour avoir une meilleure finesse/fiabilité. A priori, on va tenter de s'en passer, pour simplifier le process...
Etamage
L'étamage chimique à froid n'est pas idéal...
- approche bain tin plating/retraitement/regénération solution d'étamage à froid
- approche étameuse à rouleau (hors de prix/dur à trouver en occase/fabricable au lab...)
- approche HotAirSolderLevelling: machine full custom à concevoir et fabriquer...
Stencil
Le stencil sert pour la dépose de pate à braser, avant soudure par refusion (au four) des composants de surface:
- approche par laser cutting de film plastique (laser pas nécessairement très puissant ; stencil "jetable", au sens rapidement dégradé)
- approche par gravure chimique d'un feuillard d'aluminium, voir par exemple ici
- approche par dépose de pate à la CNC (la delta sait faire)
Multicouches
- Multicouches? Pas encore, mais on a un peu d'équipement pour. L'intérêt en prototypage à la maison reste limité, et tout (ou presque) reste à faire:
- realisation des copperlayers de la couche interne (pas de percage, sauf registration). Classique.
- sandwich copperclad simple couche + prepreg + internal layer + prepreg + copperclad simple couche, avec registration. Sourcer les consommables appropriés!
- passage en presse chauffante pour durcir le prepreg (on a la machine)
- ébavurage et percages de trous de registration (idéalement, après repérage camera rayons X).
- percage à coordonnées d'après trous de registration, puis process trous metallisés "standard", avec tout de même une étape additionnelle de desmearing avant activation des trous (attaque de la surface interne des trous pour permettre le contact des internal layers avec les vias/trous métallisés). Process de desmearing à mettre en place.
Autres
- brosseuse: intéret a priori limité... autant faire en manuel!
- sauf à trouver une bonne occase (peu probable), à fabriquer sur mesure. Eric a notamment défriché le sujet... yaka s'y mettre
- voir par exemple ce fournisseur de pièces ou bien celui là
- panellisation: réfléchir au design flow requis, ainsi qu'aux registrations nécessaires.
- sérigraphie/légende: pas de travaux spécifiques en cours! Plusieurs pistes:
- Utiliser du dryfilm/toner transfert est possible pour faire une simili-légende.
- tête d'impression spécifique
- sérigraphie à proprement parler (encre spéciale)
- Flex PCB: il suffit de sourcer le consommable (existe en présensibilisé).
- PCB Support alu: a priori, il suffit de sourcer le consommable (existe en présensibilisé).
FAQ
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