Difference between revisions of "PrintedCircuitBoard"

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(A titre de comparaison)
 
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Cette page rassemble toutes les informations sur la fabrication de circuits imprimés au lab.
+
Page en cours de déplacement vers [[Zone:PCB|la page spécifique zone PCB]]. Peut être qu'on laissera les projets spécifiques ici?
  
=Todo=
 
''liste de choses à faire, de remarques''
 
* Documentation:
 
** peaufiner&développer cette page & les pages filles, tant sur le fond (tous) que la forme
 
** installer des affiches sur place
 
* Gestion de la vie de cette activité:
 
** suivi de stock de consommables
 
** mise en place de la boite à pcb
 
** rangement/nettoyage de la paillasse
 
* R&D:
 
** travail sur la perceuse inversée
 
** travail sur la lamination
 
** travail sur d'autres process/machines en projet
 
  
= Règles de fonctionnement =
+
----
A rédiger en détail... ébauche:
+
Sous pages, est-ce qu'on redécoupe? :
* 1/ globalement: be excellent to each other !
+
*http://wiki.electrolab.fr/PrintedCircuitBoard:Rules
* 2/ respect du matériel.
+
*http://wiki.electrolab.fr/PrintedCircuitBoard:Maintain
* 3/ utilisation pour proto, ce n'est pas un service marchand, ni un dû.
+
*http://wiki.electrolab.fr/PrintedCircuitBoard:research
* 4/ pour vos premiers PCB, voir avec un des membres déjà formés à l'utilisation de la paillasse.
+
etc...
 +
----
 +
Pages de process ci-dessous à trier/reorganizer.
  
==Aspects flouze==
+
= Process/Howto =
Les tarifs du lab sont les suivants:
+
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!
* Simple face:
+
* Préparation fichiers d'entrée
** taille 160x100mm: TBD
+
* Toner transfert
** taille 80x100mm: TBD
+
* Gravure perchlo
** taille 80x50mm: TBD
+
* Etamage à froid
** taille 40x50mm: TBD
+
* PCB simple/double face avec présensibilisés
* Double face:
+
* Vernis épargne/soldermask
** taille 160x100mm: TBD
+
* PCB simple/double face avec dryfilm/laminé
** taille 80x100mm: TBD
+
* Perçage à coordonnées/CNC + détourage
** taille 80x50mm: TBD
+
** taille 40x50mm: TBD
+
  
Remarques:
 
* la somme est à mettre dans la "boite à PCB". Note: peut être à acheter par anticipation, histoire de gérer les stocks.
 
* cela vaut pour chaque tentative (c'est à dire, si vous ratez votre PCB, les consommables ayant été consommés malgré tout... il faut mettre quelque chose dans la boite).
 
* le but n'est pas de facturer au mm² au nombre de trous comptés exactement, etc mais de faire en sorte que globalement, chacun contribue aux frais de fonctionnement le plus équitablement et le plus simplement possible.
 
* ce mode de fonctionnement & les tarifs indiqués sont susceptibles d'évoluer au fil du temps... dans un sens ou dans l'autre !
 
* le but de l'activité PCB au lab n'est PAS de transformer l'association en boardhouse:
 
** ce prix n'inclut PAS de service femme de ménage & assistance technique. Chaque utilisateur de la paillasse PCB & des équipements se doit de respecter le mode de fonctionnement (y compris, ranger, nettoyer, contribuer à la bonne santé des équipements & consommables) et d'être autonome (tout du moins, de tendre vers cela, sans systématiquement faire appel aux autres pour travailler à sa place).
 
** le fait de demander une contribution financière n'implique de la part du lab aucune obligation de résultat, de disponibilité, de ... quoi que ce soit, en fait. Simplement, le prix actuel de l'adhésion au lab ne peut pas couvrir tous les frais de fonctionnement de l'activité pcb: tous ceux qui souhaitent en être doivent apporter une contribution financière supplémentaire.
 
* le fait d'amener ses propres fournitures ne dispense pas de contribuer financièrement à la boite.
 
* il n'est pas interdit de contribuer plus que ce qui est indiqué ; il n'est pas interdit non plus de contribuer en nature.
 
  
 +
== Process avec présensibilisés ==
 +
Ce process représente la manière standard de réaliser des circuits imprimés au lab. Il est complètement opérationnel à ce jour.
  
'''Si l'une des conditions d'utilisation ne vous convient pas, n'utilisez pas la paillasse PCB.'''
+
=== 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 [[PrintedCircuitBoard:soldermask | la page dédiée à ce process]])
  
----
+
=== Déroulement ===
'''''A titre de comparaison'''''
+
Voir le déroulement détaillé de ce process [[PrintedCircuitBoard:Presensitized | sur cette page]]. Les étapes sont:
 +
* [[PrintedCircuitBoard:Presensitized#Etape_1:_artwork | préparation de l'artwork]]
 +
* [[PrintedCircuitBoard:Presensitized#Etape_2:_mati.C3.A8re | préparation de la matière]]
 +
* [[PrintedCircuitBoard:Presensitized#Etape_3:_insolation | insolation]]
 +
* [[PrintedCircuitBoard:Presensitized#Etape_4:_d.C3.A9veloppement | développement]]
 +
* [[PrintedCircuitBoard:Presensitized#Etape_5:_gravure | gravure]]
 +
* [[PrintedCircuitBoard:Presensitized#Etape_6:_stripping | stripping]]
 +
* option: ajout de [[PrintedCircuitBoard:soldermask | vernis épargne]]
 +
* [[PrintedCircuitBoard:Presensitized#Etape_7:_.C3.A9tamage | étamage]]
 +
* [[PrintedCircuitBoard:Presensitized#Etape_8:_rangement | rangement]]
  
Voici quelques tarifs extraits des sites de pcb pool et eurocircuit (au 4 mai 2012) (TODO: remettre en forme pour réellement comparer avec ce qui se fait au lab):
+
== Process de vernis épargne ==
* PCB classe 5, 100x80mm, simple face, vernis épargne, pas de sérigraphie:
+
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.
** www.eurocircuit.com:
+
*** par 1 pièce, fabrication sous 8 jours: 75€
+
*** par 1 pièce, fabrication sous 2 jours: pas possible
+
*** par 3 pièces (PU), fabrication sous 8 jours: 30€
+
*** par 3 pièces (PU), fabrication sous 2 jours: pas possible
+
** www.pcb-pool.com:
+
*** par 1 pièce, fabrication sous 8 jours: 45 €
+
*** par 1 pièce, fabrication sous 2 jours: 145€
+
*** par 3 pièces (PU), fabrication sous 8 jours: 30€
+
*** par 3 pièces (PU), fabrication sous 2 jours: 110€
+
* PCB classe 5, 100x80mm, double face, vernis épargne, pas de sérigraphie:
+
** www.eurocircuit.com:
+
*** par 1 pièce, fabrication sous 8 jours:85€
+
*** par 1 pièce, fabrication sous 2 jours:285€
+
*** par 3 pièces (PU), fabrication sous 8 jours:35€
+
*** par 3 pièces (PU), fabrication sous 2 jours:120€
+
** www.pcb-pool.com:
+
*** par 1 pièce, fabrication sous 8 jours:50€
+
*** par 1 pièce, fabrication sous 2 jours:175€
+
*** par 3 pièces (PU), fabrication sous 8 jours:35€
+
*** par 3 pièces (PU), fabrication sous 2 jours:140€
+
  
Libre à chacun de comparer ce qui est comparable et de choisir sa manière de faire ses PCB en toute connaissance de cause...
+
Note: le film étant relativement cher, mettre 1€ supplémentaire dans la boite!
  
=Utiliser=
+
=== Paramètres de ce process ===
==Capacités de fabrication==
+
A préciser coté finesse.
résumé des divers process dont on dispose & de comment ca marche:
+
* simple ou double couche
+
* dimensions max: X*Y
+
* classe 4
+
  
==Process courants==
+
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).
''paramètres de fab de ce process:''
+
* (Design rules détaillées)
+
* percage 0.8 min
+
  
''déroulement de ce process''
+
On applique le vernis sur un PCB complètement réalisé (eg, pistes & étamage faits).
A deplacer sur une page fille spécifique
+
* imprimer le typon
+
*Utiliser l'imprimante laser en qualité maximale.
+
*Couper le PCB
+
[[File:Typon calque.JPG|200px]]
+
*Prendre des repères précis sur le masque, surtout en cas de PCB double couche.
+
*Laisser de la marge sur le PCB.
+
[[File:Decoupe pcb.JPG|200px]]
+
*Percer le trou avec un foret de TBD.
+
[[File:Pcb trou.JPG|200px]]
+
*Utiliser un foret type metal et la plus grande des perceuses du lab
+
*Retirer le film de protection du PCB.
+
[[File:Pcb retraitfilm.JPG|200px]]
+
*insoler
+
*Placer le PCB face à insoler vers le haut, puis placer dessus le masque
+
[[File:Pcb sous typon.JPG|200px]]
+
*Presser le bouton de blocage du montage PCB/Typon
+
[[File:Insoleuse blocage.JPG|200px]]
+
*Régler le temps d'exposition ('''TBD : combien de temps''')
+
[[File:Insoleuse reglage.JPG|200px]]
+
*révéler
+
*graver
+
[[File:Pcb attache.jpg|200px]]
+
*Placer le PCB dans la cuve.
+
*Bien replacer le carton pour éviter les éclaboussures.
+
[[File:Pcb gravrue.JPG|200px]]
+
*stripper (TBD)
+
[[File:Pcb strip.JPG|200px]]
+
*nettoyer
+
*Conserver le PCB attaché pour le passer et arroser abondament.
+
[[File:Pcb nett.JPG|200px]]
+
*Étamer
+
  
=Entretenir=
+
=== Déroulement ===
Toutes les infos pour maintenir opérationnels nos équipements:
+
Voir le déroulement détaillé de ce process [[PrintedCircuitBoard:soldermask | sur cette page]]. Les étapes sont:
* machines opérationnelles dont on dispose (dont liens vers des pages spéciales entretien/utilisation)
+
* [[PrintedCircuitBoard:Presensitized#Etape_1:_artwork | préparation de l'artwork]]
* stock/liste des consommables+ fournisseurs
+
* [[PrintedCircuitBoard:Presensitized#Etape_2:_lamination | lamination]]
* trucs pour ranger
+
* [[PrintedCircuitBoard:Presensitized#Etape_3:_insolation | insolation]]
* Après utilisation : nettoyage à l'éponge et à l'eau chaude, ne pas vider la cuve.
+
* [[PrintedCircuitBoard:Presensitized#Etape_4:_d.C3.A9veloppement | développement]]
''question: est ce qu'on regroupe un consommable avec la machine qui lui correspond ? Une machine avec son emplacement ?''
+
* [[PrintedCircuitBoard:Presensitized#Etape_5:_durcissement | durcissement]]
 +
* [[PrintedCircuitBoard:Presensitized#Etape_6:_rangement | rangement]]
  
== Machines/outillage ==
+
== Process de toner transfert pour gravure ou légende ==
*imprimante jet d'encre
+
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.
*insoleuse
+
A la réflexion, il y a deux pages sur le wiki, à merger:
*graveuse
+
* [[Printedcircuitboard:TonerTransfert|Ici]].
*perceuse à colonne Dremel
+
* [[PrintedCircuitBoard:TonerTransfert|Là]].
*cisaille à pcb
+
Une bonne âme se chargera peut etre de merger les deux pages...
*
+
  
==Rangements==
+
=== Paramètres de ce process ===
*paillasse
+
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).
*meuble chimie au dessus du massicot : stockage des produits chimiques
+
'''TBD : prendre une photo'''
+
*meuble sous la paillasse : stockage des plaques de cuivre et des typons
+
'''TBD : prendre une photo'''
+
*meuble sous le switch en zone élec : imprimante + transparents
+
'''TBD : prendre une photo'''
+
*poubelle
+
  
==Consommables==
+
=== Déroulement ===
''mettre sous forme de tableau avec dénomination, localisation, stock, aspect financier, fournisseur, autre?''
+
Note: liens à corriger: Printedcircuitboard:TonerTransfert vs PrintedCircuitboard:TonerTransfert
* transparents jet d'encre
+
* Etape 1: [[Printedcircuitboard:TonerTransfert#Etape_1:_artwork | préparation de l'artwork]] & support
* cartouche d'encre pour imprimante
+
** 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)
* pcb simple face présensibilisé (ou brut)
+
** on imprime avec l'imprimante laser du lab "en inversé" ce que l'on veut voir sur le pcb au final.
* pcb double face présensibilisé (ou brut)
+
 
* révélateur positif
+
* Etape 2: [[Printedcircuitboard:TonerTransfert#Etape_2:_transfert | transfert]]
* révélateur négatif
+
** on utilise au choix la plastifieuse, en beaucoup, beaucoup de transferts, ou bien la gauffrière (en prenant garde au temps de chauffe...!)
* film pour imageing
+
** pour la plastifieuse, scotcher la feuille sur le pcb pour la positionner correctement.
* film pour vernis épargne
+
 
* perchlo
+
* Etape 3: [[Printedcircuitboard:TonerTransfert#Etape_3:_controle| 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: [[Printedcircuitboard:TonerTransfert#Etape_4:_gravure | 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: [[Printedcircuitboard:TonerTransfert#Etape_5:_rangement | 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 [[PrintedCircuitBoard:Laminated | 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 [[PrintedCircuitBoard:Maintain | 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 [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
 
* acétone
* laine d'acier
+
* Forets queue 3.175mm avec ring dispo en:
* essuie tout
+
** 0.8mm, 1mm: pour la perceuse inversée
* gants
+
** 0.1, 0.3, 0.4, etc: pour le perçage à coordonnées
* étamage à froid
+
* Fraises détourage 1mm
* forets pour dremel 0.8, 1.0 1.2
+
* Forets 'meca' à utiliser avec la dremel: à sourcer!
* tubes UV
+
* 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
  
=Howtos=
+
= Projets/amélioration équipement =
''Guides divers & variés: développés des affiches mises en place à la paillasse''
+
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]]...
  
=R&D=
+
== CNC cartésienne ==
section pour les différents points en cours de développement/en projet pour améliorer le process de fab de CI
+
Mise en route CNC cartésienne: page à créer... voir Martin.
  
==Machines/process en cours de révision/développement==
+
En gros: moteur à refixer proprement, et mise en service+doc.
* perceuse inversée
+
** permet de faire un percage des PCB précis et rapide
+
** voir [[EquipementServicing#Perceuse_Invers.C3.A9e  | la page dédiée]] pour plus d'infos
+
* Bertha
+
** Permet de réaliser du film trait, cad des typons de très bonne qualité, par un process photo
+
** TODO:
+
*** audit
+
*** changer vitre de la table lumineuse
+
*** réparer l'éclairage de la table lumineuse
+
*** dépoussiérer complètement la machine.
+
* lamination de photoresist & vernis épargne
+
** process type "wet lamination", à la main avec une raclette adaptée : résultats mitigés
+
** process type "dry lamination", avec la plastifieuse low cost du lab : résultats encourageants.
+
** remarque: artwork négatif:
+
*** les parties noires sur le typon sont les zones ou l'on veut virer le cuivre.
+
*** révélateur différent
+
*** stripper: utiliser le révélateur positif
+
* sérigraphie/légende
+
** pas de travaux en cours, à noter toutefois les essais de toner transfert réalisés : ce sujet reste ouvert !
+
  
==Machines/process en projet d'achat/de développement==
+
Electronique peut être à updater (voir www.machinekit.io, et en particulier http://blog.machinekit.io/2015/06/denford-novamill-conversion.html)
* trous métallisés
+
 
** examiner en détail les étapes nécessaires dans les différents process existants (celui envisagée actuellement est celui de Bungard)
+
== CNC delta ==
** examiner le type de machine nécessaire pour la réalisation
+
Mise en route CNC delta: [[Projets:Perso:TwinteethClem| voir la page dédiée]] !
* panellisation
+
Il s'agit de la machine [www.diyouware.com de Diyouware], avec outil interchangeable:
** réfléchir au design flow requis, ainsi qu'aux registrations éventuellement nécessaires
+
* Dremel (perçage)
* laser exposer/imageing
+
* Seringue pour dépose de pate/liquide
** peu probable de trouver une bonne occase, et les machines neuves sont assez chères. A noter que Bertha représente une alternative à ce genre d'équipement
+
* tête laser UV pour insolation directe
** l'idée serait de reproduire dans un premier temps [http://lienmanquant.cflamailinglist.org ce hack] de nos confrères allemands - d'autres approches similaires existent, avec toutefois une mécanique cartésienne X/Y, type penplotter. yaka s'y mettre (on a même imprimantes laser & scanners à cannibaliser !)
+
L'électronique de commande est assez classique (type imprimante 3D), avec un soft spécifique, qui prend de préférence des fichiers Eagle.
** il serait envisageable également de se pencher sur le photoplotting, dans l'esprit de [http://www.franksworkshop.com.au/Electronics/Photoplotter/Photoplotter.htm ceci]
+
Surface de travail assez faible: 70*80, en 600dpi.
* graveuse type rotojet
+
 
** sauf à trouver une bonne occase (peu probable), à fabriquer sur mesure. Eric a notamment défriché le sujet... yaka s'y mettre
+
== Direct Toner Transfert ==
** il y a plusieurs approches :
+
Modification imprimante laser: process baptisé "Direct Laser Printing" : la page projet est [[Projets:Lab:2014:Laser_PCB | ici]]. Voir Marc.
*** process type ligne, ou le pcb bouge
+
 
*** process type machine fixe, ou les buses bougent (ou pas, mais c'est alors nettement moins efficace)
+
== Graveuse performante ==
* brosseuse
+
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 [[PrintedCircuitBoard:ThruHole | dédiée à ce sujet]], et [[PrintedCircuitBoard:ThruHole:Machines|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 [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...
 +
 
 +
== 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 ==
 +
* 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
 
** 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]
 
** 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]
* CNC pour percage/détourage
 
** pas de pistes particulières, en ceci qu'il est prévu à terme d'avoir une CNC multiusage au lab
 
** une machine spécifique pour le percage/détourage et autres opérations liées au circuits imprimés pourrait avoir du sens à terme.
 
* réalisation de stencil (eg pour la dépose de pate à braser)
 
** 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]
 
  
=Ressources & liens=
+
* panellisation: réfléchir au design flow requis, ainsi qu'aux registrations nécessaires.
* http://www.instructables.com/id/Killer-PCBs/
+
 
* http://www.eurocircuits.com/index.php/making-a-pcb-eductional-movies
+
* sérigraphie/légende: pas de travaux spécifiques en cours! Plusieurs pistes:
* http://www.youtube.com/watch?v=KTNuTv_IQp4 DIY thru hole graphite + encre de chine
+
** Utiliser du dryfilm/toner transfert est possible pour faire une simili-légende.
* http://www.youtube.com/watch?v=RpZrcnFusr0 thru plating un peu plus pro
+
** tête d'impression spécifique
* http://www.youtube.com/watch?v=fsWpC6L91qo ultimaker pick n place
+
** sérigraphie à proprement parler (encre spéciale)
* http://www.thinktink.com ressources pour la fab de CI
+
 
* http://warrantyvoidifremoved.com/
+
* Flex PCB: il suffit de sourcer le consommable (existe en présensibilisé).
* http://www.megauk.com/ distributeur de plein de choses liées à la fab de CI
+
 
* http://www.octamex.de fournisseur en petite quantité de photoresist & soldermask
+
* PCB Support alu: a priori, il suffit de sourcer le consommable (existe en présensibilisé).
* http://www.bernierelectronik.fr distributeur bungard & cie
+
 
* http://www.bungard.de produits & consommables pour la fab de CI
+
= FAQ =
* http://www.instructables.com/id/Killer-PCBs/
+
Des questions?
* http://bungard.de/index.php?option=com_content&view=article&id=144&Itemid=28&lang=english
+
* http://www.franksworkshop.com.au/Electronics/Photoplotter/Photoplotter.htm diy photoplotter ; meca sympathique, mais projet non terminé (et ancien)
+
* http://www.everythingpcb.com/p15720.htm review sur les formats de photoplotting
+

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? :

etc...


Pages de process ci-dessous à trier/reorganizer.

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:

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

Des questions?