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	== Finish ==		== Finish ==
−	etamage, soldermask	+
		+	=== etamage ===
		+	L'etamage permet d'éviter l'oxydation (tres rapide) du cuivre, qui le rend impossible à souder.
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		+	On dispose d'une solution d'étamage chimique à froid. Prendre le circuit bien proper/brossé, et le plonger dans la solution. La reaction est immediate, la couleur passé de cuivré à argenté.
		+
		+	Si ce n'est pas le cas: carte mal nettoyée ou solution d'étamage fatigue (recyclage & prise dans la solution mere dans l'armoire, voire preparation d'un nouveau batch).
		+
		+	A ce stade, on peut examiner en detail son PCB à la bino, voire au testeur de continuité en cas de doute.
		+
		+
		+	=== Vernis epergne ===
		+	On peut à ce moment appliquer du vernis epergne (soldermask). On ne le fait pas dans le cadre de cette formation initiation... mais pour info, c'est à ce moment là qu'on le fait!
	== percage ==		== percage ==

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Revision as of 16:45, 13 November 2015

Page en cours de creation...

Formation: Initiation fabrication circuit imprimés (presensibilisé)

{desc PCB: motivation}

{approche du cours}

{ce qu'on en retiendra/ce que cela permet}

Informations pratiques

• Durée: 3h
• Public visé: tous les membres (aucun prérequis particulier)

Formations liées

Prérequis: aucun

Idéalement: kicad

Suites: plein! habilitation accès pcb manufacturing advanced

Matériel requis

• matos present au lab... zone pcb devant être opé
• EPI.
• Voir la section XXXXX pour faire at home/s'équiper
• Si vous avez un projet en tête: fichiers CAD passes à la moulinette (cad typons prêt à être imprimés)

Ressources additionnelles

{documentation online}

{ouvrages papier}

{shops pour achat de matos}

{documentation spécifique sur le wiki?}

TODO: merge avec PrintedCircuitBoard:Habilitation

Contenu détaillé

Introduction

But de la formation: partir d'un fichier CAD tout beaux tout proper (ou Presque), et arriver à un proto fabriqué. Au passage, se familiarizer avec les équipements dispos au lab pour faire cela - avec un passage par la pratique.

La partie CAD en elle meme (schématique/routage) est hors topic... voir formation dédiée.

• PCB quoicéti?
  • Historique/à quoi ca sert un PCB: Wikipedia
  • Eléments constitutifs/paramètres: idem, crobars + link vidéos

• A propos de notre lab de fab PCB:
  • Motivation pour avoir un atelier à dispo au lab (proto simples délais court apacher)
  • Autres approches (board houses) pour certains cas ou c'est plus pertinent. En gros: ce qu'on peut/ne peut pas faire au lab, et quoi faire dans les autres cas.

• Techniques/overview des différentes tech:
  • macro étapes de fabrication (CAD, typon, gravure, percage, finish, etc).
  • variantes dans le process (eg gravure à l'anglaise, toner transfert, dryfilm, LDI, multilayer, soldermask, PTH, ...)
  • process standard de fab au lab: présensibilités. Avantages/inconvénients.

• Fonctionnement de la zone PCB
  • règles de sécurité: rule 0
  • règles de fonctionnement: gestion du rangement, de l'équipement, des consommables ; accès à la zone
  • projets en cours: ameliorations de process à l'étude

Création de fichiers d'entrée

La partie CAD (schématique routage) à proprement parler est hors topic ici. MAIS une fois qu'on a un design tout beau tout proper, il y a plusieurs choses à faire.

Design Rule Check: fabricabilité

=> le Design Rule Check, qui vérifie la fabricabilité d'un design. Prendre les paramètres du wiki (taille min de pistes, etc) ou de la boardhouse, et utilizer l'outil de votre soft (exemple avec eagle. Kicad, aussi?).

=> ca ne sert à rien d'aller chercher la petite bête/d'etre en limite à des endroits non indispensables. Plus ya de marge mieux c'est coté fiabilité/chance de réussite de la fab! => pas de piste inutilement fine, attention à la taille des pastilles (idéalement trou faible juste pour pointage/centrage, et pastille plus large en fab@home que ce que sait faire une boardhouse, pour compenser l'alignement top/bottom sur double face).

=> mettre du texte sur les faces cuivre pour l'orientation/le mirroir. Par exemple un nom de projet, et numéro de version. On peut aussi transférer des infos de la couche legend vers le cuivre (vu qu'on ne fait PAS de couche de legend: orientation d'un connecteur, d'un composant, etc...)

=> verifier la taille des trous (lab standard: 0.8 et 1.0mm).

=> verifier les aspects meca: dimensions, trous fixation, etc.

=> verifier l'accessibilité en soudure sur les double face sans trous métallisés.

=> on imprime les couches cuivre top et bottom (bien sélectionner les layers qu'on veut). Penser à mirror le top.

=> idéalement, on passé par une image (pour verification, panelisation, "release"). A ce propos, archiver proprement/numéro de version de ses fichiers CAD pour un proto donné est une bonne method.

Impression typons

On utilize la Dell 1720 (1200dpi), en attendant que l'agfa accuset 1500 soit opé... ainsi que d'autres équipements (LDI).

Réglage resolution (attention aux erreurs de scaling!).

Impression sur calque (attention, pas donné!)

Set qualité/toner MAX/best.

Vérifier le scaling avec un composant (eg pas 2.54mm)

Rappel: on veut que le toner se retrouve CONTRE la résine photosensible, pour éviter la diffraction sur l'épaisseur du calque (pas énorme, mais ca joue sur des dixièmes de mm...). Cela permet de retrouver ses petits quant aux mode mirroir, etc...

Préparation matériaux & zone

(description)

Présentation & check des équipements

On commence par un tour rapide de la zone... perceuse inverse, cisaille, paillasse, armoire stockage consommables, insoleuse. => referrer vers les infos de la zone PCB/Chimie...

Verifier l'air comprimé pour la perceuse inversee

En profiter pour rangement/nettoyage si nécessaire (vidage de poubelle, etc). Verifier l'état des consommables, des machines et équipements divers. Prendre note/signifier à core/coordinateur de zone en cas de pépin détecté.

Attention: le perchlo en particulier tache. Gants, blouse, etc ne sont pas superflus.

Note: le bain de perchlo doit être chaud! Idealement il faut le lancer en début de soirée pour qu'il ait le temps de monter en temperature.

Préparation matériau

On sélectionne un bout de brut simple ou double face. On coupe aux dimensions un peu plus large (au moins 20mm de marge pour manutention sur un bord, au moins 5mm sur les autres bords).

Pour cela, utilizer la cisaille à PCB. Utiliser la lampe pour bien visualizer le trait de coupe.

Pour simple face: on coupe, et on peut aller insoler direct.

Pour double face:

• on prend une chute
• on scotch une face dans le bon sens
• on aligne la 2nd face sur la table éclairante (avec plaque plastique meme epaisseur)
• on scotch.
• on revérifie une nieme fois que c'est ok (sinon, ca ne marchera PAS).

Insolation

insolation

On retire le(s) films de protection. Attention, on ne pose pas les doigts sur les faces, juste sur la tranche.

On positionne le pcb par rapport au film. Simple face: insole par le haut.

On referme le couvercle, et allume la machine, qui fait le vide. Aider si nécessaire (légère fuite sur la droite: appuyer dessus).

On choisit simple (switch vers haut) ou double face (vers le bas).

Le temps d'insolation avec ce process (eg présensibilisé, impression laser/calque) est de 60s voire moins. Sélectionner le temps sur la molette de gauche (graduée en minutes: mettre un peu moins de 1).

Pas besoin de temps d'attente une fois ce délai écoulé. Attention toujours à tenir le PCB par les tranches!

D'autre part, idéalement il faudrait un environnement avec lumiere inactinique pour ne pas attaquer la résine. Ce n'est pas indispensable, à condition de ne pas trainer lorsqu'on manipule la carte "en pleine lumiere".

Insert pic here. On voit légèrement le trace des pistes...

revelation

On va utilizer le révélateur POSITIF. Il y a une bouteille de 1L sur la paillasse. Si elle est de couleur somber: elle est probablemetn usage.

On peut alors en prélever dans le bidon de 5L dans l'armoire sous la paillasse. Si celui ci aussi est vide, il faut en préarer à nouveau en suivant la recette indiquée sur le wiki (page PCB ici/insert link). => soude dans de l'eau tiède. Proportions (à revérifier).

Toujours rincer les contenant au cas ou l'utilisateur precedent ne l'a pas bien fait...

On peut mettre des gants (indispensable si on manipule la soude en poudre pour repréparer du mélange).

On peut utilizer un pinceau doux pour brosser la carte et chaser les résidus de résine degage par la solution chimique. On voit des traces violettes (resine qui a pris des UV et se fait dégager par la soude). Rincer à grande eau (idem, pinceau doux pour nettoyer). On peut repasser dans le bain un petit coup.

Attention: si solution trop forte/puissante, on degage TOUTE la résine. Le process doit durer quelques 10aines de seconds environ avec la concentration habituelle. S'il ne se passé rien au dela: problem avec la solution (ou le brut: ca arrive qu'il vieillisse mal...).

Une fois bien rincé, ca ressemble à ca: (insert pic).

On peut alors passer au bain de gravure.

Gravure

On clip le PCB par le coté ou on a laissé 20mm de marge, et on plonge dans le bain.

Verifier que tout est bien immerge (sinon refaire le niveau avec du perchlo/de l'eau chaude).

Pas de temps predetermine, cela depend de l'etat du bain, etc. Verifier l'etat après 30s: le pcb sur les zones à nu doit avoir commence à etre grave: le cuivre prend une couleur rose saumon bien vif. Si ce n'est pas le cas: problem de revelation (insolation insuffisante, solution pas assez concentrée ou incorrecte, nettoyage incorrect, etc). Sortir, rincer, repasser au révélateur pour tenter de sauver la situation.

En conditions optimales, la gravure prend quelques minutes. Verifier periodiquement l'avancement de gravure. Les zones ou on veut éliminer le cuivre doivent faire apparaitre le substrat (jaune translucide).

Lorsqu'on se rapproche de la fin, sortir, rincer, et observer à lumiere rasante: s'il reste du rose saumon: ce n'est pas fini!

S'il reste du rose saumon de facon inhomogene (eg juste quelques spots), remettre dans le bain si la finesse des pistes n'est pas importante (eg, pas très sensible aux variations de gravure).

En effet, une fois qu'on a tout grave, ca attaque par le coté des pistes (eg sous la résine), ce que l'on appellee overcut. Sur les pistes fines, ca devient catastrophique...

Si pistes fines et seulement quelques spots rose saumon, on peut finir à la main. Prendre des gants, un peu de coton, et on tamponne gentillement sur les zones pas finies de graver (sans attaquer les zones terminées).

Rincer et verifier periodiquement à lumiere rasante, voire à la bino (rincage séchange).

En cas de gros rate (eg overcut, ou problem de développement/insolation), il peut etre nécessaire de recommencer à zero (coupure de matériau, insolation, etc...).

Une fois la gravure terminée, on nettoie et on strip.

stripping

Il y a de la résine sur le cuivre qui n'a pas été grave. On veut maintenant l'enlever.

Trois approaches:

• acetone sur chiffon, on frotte, ca dissout tout. Probleme: toxique, et on a jamais d'acetone bien longtemps dans la zone (on se le fait piquer !)
• rincage séchage, direction insoleuse pour 60s, puis bain de révélateur: toute la résine disparait ce coup ci.
• on passé direct au brossage...

Ensuite, on prend de la paille de fer fine, et on brosse gentillement mais fermement toute la surface (deux faces si double face), en rincant bien. Le cuivre doit etre bien brilliant/proper. Attention, on manipule par la tranche toujours (traces de doigt: pas bon pour 'létamage)

On est pret à passer à l'étamage.

Finish

etamage

L'etamage permet d'éviter l'oxydation (tres rapide) du cuivre, qui le rend impossible à souder.

On dispose d'une solution d'étamage chimique à froid. Prendre le circuit bien proper/brossé, et le plonger dans la solution. La reaction est immediate, la couleur passé de cuivré à argenté.

Si ce n'est pas le cas: carte mal nettoyée ou solution d'étamage fatigue (recyclage & prise dans la solution mere dans l'armoire, voire preparation d'un nouveau batch).

A ce stade, on peut examiner en detail son PCB à la bino, voire au testeur de continuité en cas de doute.

Vernis epergne

On peut à ce moment appliquer du vernis epergne (soldermask). On ne le fait pas dans le cadre de cette formation initiation... mais pour info, c'est à ce moment là qu'on le fait!

percage

test&verif, ménage

Conclusion

• ce qu'on a appris en synthétique
• comment mettre en pratique avec un truc cool
• Autres formations qui s'ouvrent à nous désormais