[PDF] FORMATION SUR LES CIRCUITS IMPRIMÉS ET LES TECHNIQUES DE SOUDURE

Circuits imprimés - Cours Tech Info

Circuits imprimés Cartes électroniques Toutes les cartes électroniques que l’on trouve dans un PC, la carte mère et les cartes d’extension, sont réalisées à partir de circuits imprimés, en abrégé : PCB pour "Printed Circuit Board" Les PCB servent aussi au montage de pratiquement tous les autres circuits électroniques :

FORMATION SUR LES CIRCUITS IMPRIMÉS ET LES TECHNIQUES DE SOUDURE

avec les doigts car du gras pourrait alors contaminer la surface et empêcher l’étain de se déposer à l’étape suivante Note : C’est le moment idéal pour percer les trous nécessaires à la fixation des composants sur la plaque (les trous sont bien visibles et le foret est guidé par ceux-ci)

EFPNP5 Comment fabriquer vos circuits imprimés facilement

droit des Etats-Unis et qui a révolutionné les méthodes de préparation des circuits imprimés réalisés en petites séries : plus de sérigraphie, grâce à une pellicule sur laquelle il suffit de photocopier ou d’imprimer le master EF PNP5 Pour les réalisations “domestiques”, il faut dif-férentes choses que l’on

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Fiche 1-Exercices supplémentaires Les Solutions

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Electronique, circuits imprimés, routage, composants, conseil Chiffres clés 22 employés (Suisse et Chine) > 160 clients > 7 mio de circuits livrés depuis 2007 Notre Mission Servir les PME, les multinationales ainsi que les écoles techniques avec des services et produits électroniques de haute qualité Notre Histoire Nos Valeurs Service

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èVRv- lapl

F'RèTv'- SUR -TS àvRàUvTS vPRvƒS

TT -TS TTàf-vQUTS LT S'ULURT

Ce dossier technique est

dédié au personnel technique ou enseignant.

TèP-T LTS èTvéRTS

RŽalisation dÕune plaque de circuit imprimŽ .

Impression du masque 1

Insolation de la résine 1

Développement de la plaque 2

Gravure de la plaque 3

Perçage des trous 4

Mise à nu du cuivre 4

Étamage de la plaque 7

àontr™le de lՎtat de conductibilitŽ de la plaque du circuit imprimŽ pa Validation de lÕisolation entre les zones conductrices de la plaque pp PrŽparation du matŽriel et des solutions pour la fabrication de plaques p.

Soudure ˆ lՎtain rbrasuret

Principes de base de la soudure à l'étain p4 Instruments utilisés pour la soudure à l'étain p4

Le fer à souder p7

Le fil à souder la

La pompe à dessouder la

La tresse à dessouder lp

àomment effectuer une bonne soudure ˆ lՎtain lg

VŽrifications des soudures de la plaque l1

vmplantation des composants l3

èVRv- lapl

FèPRvàèTv'- LÕU-T P-èQUT

LT àvRàUvT vPRvƒ

Ce dossier technique est

dédié au personnel technique ou enseignant. Centre de développement pédagogique Détecteur d'humidité

03_realisation_plaque.docx Avril 2012 4

FèPRvàèTv'- LÕU-T P-

èQUT LT àvRàUvT vPRvƒ

Lors de la fabrication de circuit imprimé nous utilisons une plaque isolante recouverte d'une mince couche de cuivre , de ruban de cuivre ou de pastilles de cuivre . Il existe d eux types de plaque ! la plaque standard (plaque en bakélite ou époxy recouverte d'une mince couche de cuivre). ! la plaque présensibilisée ou photosensible (type de plaque utilisée pour ce projet). Les plaques photosensibles sont composées de trois couches distinctes . La première couche généralement verte est une résine sensible aux rayonnements UV (résine photosensible). La deuxième est une fine couche de cuivre qui est un excellent conducteur d'électricité. Et la dernière couche est constituée d'une substance isolante et résistante à la chaleur (exemple : plastique thermodurcissable comme l'époxy et la fibre de verre). Voici un résumé du processus que vous utiliserez lors de la fabrication de la plaque du circuit imprimé du détecteur d'humidité. Ce processus compte sept étapes : 1. impression du masque sur un transparent d'acétate (typon); 2. insolation de la résine photosensible à l'aide du rayonnement ultraviolet (UV); 3. développement de la plaque (dissolution de la résine photosensible exposée aux rayonnements UV 4. gravure du circuit en retirant le cuivre non protégé par la résine photosensible; 5. perçage des trous (cette étape peut-être faite à la fin du processus); 6. mise à nu du cuivre en retirant le reste de la résine photosensibl e non exposée; 7. étamage du cuivre afin de prévenir son oxydation et pour faciliter la soudure.

Substance isolante

Résine photosensible

Cuivre

Centre de développement pédagogique Détecteur d'humidité

03_realisation_plaque.docx Avril 2012 5

1 - vmpression du masque sur un transparent (acétate) l q vnsolation de la rŽsine photosensible à l'aide du rayonnement ultraviolet

Rayons ultraviolets

Masque

Résine photosensible

Les rayons UV brisent des

liens chimiques aux endroits où ils touchent la résine photosensible. Cette résine altérée sera facile à dissoudre par la suite.

Les rayons UV ne passent que par

les zones transparentes du masque.

Masque

Centre de développement pédagogique Détecteur d'humidité

03_realisation_plaque.docx Avril 2012 6

g q

LŽveloppement de la plaque

par dissolution de la résine exposée action chimique)

La résine insolée est

dissoute par le développeur.

Développeur (NaOH

aq

Plaque

insolée Le cuivre apparaît et forme un patron dans la résine.

Attention! À cette étape la résine est fragile, il faut manipuler les plaques avec soin. Une éventuelle éraflure

pourrait engendrer un défaut dans le circuit.

Ce cuivre n'est plus

protégé par la résine.

Rinage ˆ lÕeau

Centre de développement pédagogique Détecteur d'humidité

03_realisation_plaque.docx Avril 2012 7

q

Sravure de la plaque

pour retirer le cuivre non protégé (action chimique) Il est recommandé d'effectuer cette étape sous la hotte.

Plaque avec certaines zones où

le cuivre n'est plus protégé. Solution de persulfate de sodium à 40 °C sur une plaque chauffante agitatrice.

Rinage ˆ lÕeau

Le cuivre à nu est dissout pour

former des frontières isolantes. Centre de développement pédagogique Détecteur d'humidité

03_realisation_plaque.docx Avril 2012 8

1 q

Perage

des trous 2 q ise

ˆ nu du cuivre

en retirant la résine restante

Attention! À cette étape la surface de cuivre doit demeurer bien propre. Il faut éviter de toucher le cuivre

avec les doigts car du gras pourrait alors contaminer la surface et empêcher l'étain de se déposer à l'étape

suivante.

Note : C'est le moment idéal pour percer les trous nécessaires à la fixation des composants sur la plaque (les

trous sont bien visibles et le foret est guidé par ceux-ci). Mais il est possible de faire cette étape à la fin du

processus.

Rinage

ˆ lÕeau

Plaque formée de zones conductrices bien

délimitées. Elles demeurent recouvertes de résine. La résine est complètement retirée en frottant à l'aide d 'une laine d'acier.

Plaque formée de zones

conductrices de cuivre bien délimitées et de frontières isolantes. Centre de développement pédagogique Détecteur d'humidité

03_realisation_plaque.docx Avril 2012 9

3 q

ƒtamage de la plaque

à l'aide d'une solution " d'ét

ain liquide Il est recommandé d'effectuer cette étape sous la hotte.

Note : Cette couche d'étain empêche l'oxydation du cuivre et prépare la plaque à la soudure à l'étain des

composants.

Plaque étamée prête

pour l'installation des composants.

Cuivre

Isolant

Étain

Une fine couche d'étain se dépose

sur les surfaces en cuivre. " Étain liquide »

Plaque gravée

Rinage ˆ lÕeau

Centre de développement pédagogique Détecteur d'humidité

03_realisation_plaque.docx Avril 2012 10

à'-TRï-T LT -ՃTèT LT à'-LUàTvPv-vTƒ LT -è P-èQUT

LU LƒTT

àTTUR LÕfUvLvTƒ

Voici le circuit imprimé du détecteur. Les zones grises sont conductrices et étamées à

l'étain. Les lignes blanches sont des frontières isolantes dépourvues de conducteur (sans cuivre). Dans un premier temps, il s'agit de contrôler la conductibilité électrique de chaque zone. Un défaut de fabrication peut survenir lorsqu'on égratigne la résine photosensible avant l'étape de la gravure. Prenons par exemple la zone "A» texturée ci-dessous, il s'agit de

vérifier la conductibilité entre deux points éloignés à l'aide d'un multimètre en mode

conduction. Si la conductibilité est bonne, cocher les points de contrôle dans le tableau ci- dessous. Lorsque la zone a une forme plus complexe, plusieurs mesures sont nécessaires. Advenant un défaut, une soudure peut rétablir la conduction. Tableau de vérification de la bonne conductibilité des zones

Points de contrôle

Points de

contrôle

Points de contrôle

Points de contrôle

A 1

à A

2 B 1

à B

2 B 1

à B

3 C 1

à C

2 D 1

à D

2 E 1

à E

2 F 1

à F

2 F 2

à F

3 p l P p P l P g p l L p L l T p T l F p F l F g Centre de développement pédagogique Détecteur d'humidité

03_realisation_plaque.docx Avril 2012 11

Vè-vLèTv'- LT -ÕvS'-èTv'- T-TRT -TS Z'-TS à'-LUàTRvàTS LT -è P-èQUT LU LƒTTàTTUR LÕfUvLvTƒ isolantes. Un défaut de fabrication peut être généré lorsqu'on superpose les masques ou lorsqu' on les imprime. Cette fois-ci, il s'agit de vérifier que le courant électrique ne passe pas entre des zones adjacentes (voir l'exemple ci-dessous entre la zone è et P). Si l'isolation est adéquate, cocher les points de contrôle dans le tableau ci-dessous. Advenant un défaut, il est possible de séparer deux zones en grattant les frontières à l'aide de la pointe d'un couteau à plastique. Tableau de vérification de l'isolation des frontières

Points de contrôle

Points de

contrôle

Points de contrôle

Points de contrôle

A et B A et F B et C B et F

C et F C et D C et E C et F

D et E E et F

P L T F Centre de développement pédagogique Détecteur d'humidité

03_realisation_plaque.docx Avril 2012 12

RƒS'-UTv'-S LT PR'P-

éTS à'URè-TS

rlors de la fabrication de la plaquet

1. Temps d'insolation trop court. ! Augmenter le temps d'insolation.

2. Temps de développement trop

court. ! Augmenter le temps de développement.

3. Solution " développeur »

périmée ou saturée. ! Changer la solution.

Le développement de

la plaque ne se fait pas ou se fait mal

4. Plaque périmée. ! Changer de lot de plaque.

! Vérifier l'impression de l'imprimante.

1. Mauvaise netteté du masque.

! Vérifier la superposition des transparents (acétates). ! Améliorer le pressage.

2. Mauvais contact (espace) entre

le masque et la plaque. ! Vérifier si le masque est bien fixé dans le cadre.

Développement flou

3. Mauvais positionnement de la

lampe. ! Positionner la lampe de façon à ce que les rayons U.V. frappent la surface perpendiculairement. ! Mauvaise photocopie donc photocopier un nouveau masque. ! Dégradation du masque, refaire un nouveau masque. ! Vérifier le positionnement de la lampe U.V.

1. Coupure sur le masque.

! Souder un pont (bout de fil) sur la plaque pour rétablir la conduction du circuit.

Circuit coupé

2. Égratignure de la résine avant

l'étape de la gravure. ! Souder un pont (bout de fil) sur la plaque pour rétablir la conduction du circuit. Centre de développement pédagogique Détecteur d'humidité

03_realisation_plaque.docx Avril 2012 13

RƒS'-UTv'-S LT PR'P-

éTS à'URè-TS

rlors de la fabrication de la plaquet q rsuitet ! Contrôler l 'opacité lors de l'impression.

1. Masque pas suffisamment

opaque. ! Superposer deux masques pour augmenter l'opacité.

2. Temps d'insolation trop long. ! Diminuer le temps d'insolation.

Frontières isolantes

trop larges ou

Zones conductrices

(parties cuivrées) avec une grande quantité de petits trous après la gravure

3. Temps de gravure trop long. ! Diminuer le temps de gravure.

1. Temps de gravure trop court. ! Augmenter le temps de gravure.

Développement

adéquat mais gravure insuffisante 2. Persulfate de sodium saturé. ! Changer la solution.

1. Il reste de la résine sur la

plaque. ! Augmenter le temps d'insolation ou du développement.

Aucune gravure

2. Persulfate de sodium saturé. ! Changer la solution.

! Améliorer le pressage.

Frontières isolantes

réduites à la gravure

1. Mauvais contact du masque.

! Augmenter la largeur des frontières à l'aide de la pointe d'un couteau à plastique. (Source : jacques.boudier.pagesperso-orange.fr/.../cours/cours_01.pdf) Afin d'éviter la contamination causée par les produits des différentes étapes (développement, gravure, etc.), il est souhaitable d'avoir des contenants de rinçage différent s pour chaque étape. De plus, il serait bon de les identifier à l'étape où ils sont utilisés. Centre de développement pédagogique Détecteur d'humidité

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PRÉPARATION DU MATÉRIEL ET DES SOLUTIONS

Coupe des plaques de circuit

Matériel requis

! Scie à ruban avec lame pour la coupe du métal (18 dents au pouce) ! Crayon permanent ! Règle ! Plaque de circuit 8 X 12 ! Lunettes de sécurité ! Masque

Façon de procéder :

1. Installer la lame pour la coupe du métal sur la scie à ruban. 2. Mesurer et diviser la plaque afin d'obtenir 18 sections. 3. Faire la coupe de la plaque à la scie à ruban. 4. Poncer les arêtes des plaques (si nécessaire). Recommandations lors de la coupe ou du ponçage: 1. Fermer le " clapet » reliant la scie au dépoussiéreur. Ceci a pour but d'éviter que d'éventuelle étincelles enflamment la sciure d e bois contenue dans le dépoussiéreur. 2. S'il n'y a pas de clapet, ne pas utiliser le dépoussiéreur lors de la coup e et assurer une bonne ventilation du local. 3. Porter un masque et des lunettes de sécurité lors de la coupe. 4. Prendre les mêmes précautions si l'utilisation de la ponceuse est nécessaire.

À noter

: Fermer le " clapet » de la scie et laisser le dépoussiéreur en marche, assure une certaine ventilation de la pièce via les autres machines-outils. Centre de développement pédagogique Détecteur d'humidité

03_realisation_plaque.docx Avril 2012 15

PRƒPèRèTv'- LU èTƒRvT- TT LTS S'-UTv'-S (suite)

PrŽparation des solutions

atŽriel requis 6quotesdbs_dbs8.pdfusesText_14