De quoi ai-je besoin pour travailler avec un PCB ?

PCB

Dans des articles précédents, nous avons déjà commenté le PCB (carte de circuit imprimé)Qu'il s'agisse d'un vin rare et exotique ou du même vin dans différents millésimes, quel que soit votre choix au Circuit impriméCependant, nous vous présentons ici une série de produits que vous pouvez acheter pour commencer à travailler avec ces circuits, ainsi que les composants électroniques montage en surface, etc.

Armez-vous de tout ce dont vous avez besoin et commencez à créer des projets vraiment professionnels, sans utiliser de planches à pain, ou quelque chose comme ça...

Qu'est-ce qu'un PCB ?

Raspberry Pi 5

Un PCB (carte de circuit imprimé), ou carte de circuit imprimé, est une plaque plate utilisée en électronique pour fournir une base mécanique et électrique pour la connexion et l'assemblage de composants électroniques. Ils sont essentiels comme base pour connecter et maintenir des composants tels que des résistances, des transistors, des condensateurs, des diodes, des puces électroniques et d'autres appareils électroniques.

Un PCB est composé de :

  • substrat: Il s'agit généralement d'une fine couche plane de matériau isolant, comme de la fibre de verre ou de la résine époxy, etc. Ce matériau fournit un support structurel aux composants et isole électriquement les pistes conductrices.
  • Pistes conductrices– Il s'agit de motifs métalliques, généralement en cuivre, imprimés ou gravés sur la surface du substrat du PCB. Ces pistes permettent la conduction du courant électrique entre les composants connectés.
  • Trous métalliques- Les trous métallisés sont des trous percés dans le substrat et recouverts de cuivre, permettant la connexion électrique entre différentes couches du PCB ou entre composants sur différentes parties de la carte.
  • Composants de montage en surface- Nous entendons par soudure les composants électroniques, tels que les résistances, les condensateurs, les transistors, les puces et autres dispositifs, qui sont montés sur la surface du PCB et connectés aux pistes conductrices pour former des circuits électriques.
  • Masque de soudure et sérigraphie: Il s'agit d'un revêtement qui est appliqué sur le PCB pour empêcher la soudure de s'écouler hors des zones souhaitées pendant le processus de soudure. La sérigraphie est utilisée pour étiqueter les composants et les pistes sur le PCB avec des identifiants visuels.

Les PCB peuvent être visage unique (avec pistes conductrices d'un côté), double face (avec pistes conductrices des deux côtés) ou multicouches (avec plusieurs couches de pistes conductrices séparées par des substrats diélectriques), ces derniers étant les plus complexes, comme c'est le cas des cartes mères d'ordinateurs...

Comment est fabriqué un PCB

facileEDA

La fabrication de PCB complexes que l’on voit sur des équipements tels que les ordinateurs, les Smart TV, les appareils mobiles, etc., est assez complexe. Il s'agit d'une série d'étapes que je vais lister ici, mais il faut aussi dire que fabriquer un simple PCB est assez simple, et peut se faire à la maison avec les produits que nous vous présentons dans cet article.

Les suivantes utilisés pour fabriquer un PCB sont :

  1. Design
    • Conception de PCB à l'aide de logiciels de conception spécifiques, tels que les environnements EDA.
    • Export du design au format Gerber.
    • Vérification de la conception, simulation pour vérifier son fonctionnement.
    • Envoi du fichier avec le layout du PCB à l'usine.
  2. Du fichier de mise en page au film ou au masque

    • Création de films ou de masques PCB à partir des fichiers de conception.
    • Utiliser un traceur pour imprimer des films de haute précision.
    • Les films sont développés et stockés pour une utilisation ultérieure dans les processus de gravure.
  3. Impression des couches intérieures
    • Impression du design du PCB sur des feuilles de cuivre en utilisant de la photorésine pour transférer le design.
    • Exposition à la lumière ultraviolette pour durcir le matériau photorésistant dans le motif des masques ou des films.
    • Nettoyage et vérification du PCB.
  4. Suppression du cuivre indésirable (gravure)

    • Élimination chimique du cuivre indésirable grâce à un processus de bain acide. La photorésine protégera les parties que vous ne souhaitez pas retirer du cuivre.
    • Laver le PCB pour éliminer l'acide et arrêter la gravure.
  5. Alignement des couches et inspection optique
    • Alignement de toutes les couches à l'aide de trous d'enregistrement.
    • Inspection optique automatique pour détecter les défauts.
  6. Union de couches
    • Alignement et assemblage des couches à l'aide de préimprégnés (prepreg).
    • Processus de pression et de chaleur pour joindre les couches.
  7. Forage
    • Perçage de trous précis dans la plaque par une perceuse CNC de haute précision.
    • Identification des points de forage par rayons X.
  8. Cuivrage et dépôt
    • Dépôt chimique d'une fine couche de cuivre sur la plaque.
    • Le cuivre est déposé dans les trous forés pour interconnecter les couches les unes avec les autres.
  9. Image des couches externes
    • Application de photorésist sur les couches externes à l'aide du masque correspondant.
    • Exposition à la lumière ultraviolette et élimination du matériau non durci.
  10. Placage
    • Galvanoplastie du cuivre sur les zones exposées des couches externes.
  11. Gravure finale ou gravure finale

    • Élimination du cuivre indésirable à l'aide d'une solution chimique.
    • L'étain protège le cuivre souhaité pendant ce processus.
  12. Application du masque de soudure
    • Application d'un masque de soudure époxy sur les deux faces de la carte.
    • Durcissement du masque au four.
  13. Finition de surface
    • Galvanoplastie avec de l'or ou de l'argent pour améliorer la soudabilité, et certains PCB reçoivent même des plots pour le soudage.
  14. sérigraphies
    • Impression d'informations importantes sur la surface du PCB à l'aide d'un laser ou d'une autre impression.
  15. Tester ou tester

    • Test automatique de la fonctionnalité du PCB et de la conformité de la conception.

Ces étapes sont essentielles dans la fabrication de PCB et garantissent la création de cartes de circuits imprimés de haute qualité destinées à être utilisées dans diverses applications électroniques.

Les meilleurs produits pour travailler avec des PCB

Maintenant que vous savez ce qu'est un PCB, examinons quelques produits que vous pouvez acheter. commencez à les concevoir et à les fabriquer à la maison:

PCB laminé

Sur le marché, vous pouvez trouver PCB laminés avec une couche de cuivre sur un côté ou sur les deux, afin que vous puissiez y graver le circuit dont vous avez besoin.

Prise en charge des PCB

Un autre produit intéressant est celui-ci Prise en charge des PCB ce qui vous aidera à tenir la carte tout en effectuant des tâches comme la soudure, etc.

Forets pour PCB

Pour percer des trous sur le PCB afin de monter certains composants, vous pouvez utiliser ces mèches spéciales pour votre perceuse ou pour un Machine cnc.

Vernis de protection pour circuits imprimés

Un autre produit recommandé est celui-ci vernis que vous pourrez appliquer sous forme de spray une fois le PCB terminé. Cela protégera la surface.

Plaques perforées

Les plaques perforées. Avec eux, si vous ne souhaitez pas graver la carte laminée, vous pouvez commencer à souder vos projets de circuits ou à pratiquer la soudure.

Encre à souder (masque)

Il est utilisé comme masque de soudure, pour protéger la surface du PCB, comme je l'ai décrit dans le processus de fabrication. Vous pouvez facilement l'appliquer puis l'exposer à la lumière UV pour durcir.

Lampe à polymériser UV

Vous pouvez également acheter un Lampe à polymériser à la lumière UV. Ces lampes servent par exemple à durcir l'encre ou le masque de soudure ou à développer.

Flux ou flux

Nous avons déjà parlé de ce qu'est flux ou flux à une autre occasion, donc je pense que cela n'a pas besoin d'être présenté...

film photosensible

Pour la gravure, vous aurez besoin de ce type de films photosensibles pour, à l'aide d'un masque, exposer les zones que vous souhaitez éliminer...

Acides pour gravure

Pour retirer le cuivre exposé du PCB laminé, vous aurez besoin de quelques bains acides au persulfate de sodium ou au chlorure ferrique comme ceux-là. Bien entendu, pensez à prendre les précautions nécessaires lorsque vous travaillez avec ces éléments chimiques.

Et n'oubliez pas d'utiliser également eau distillée et désionisée pour le rinçage, éliminer l'acide du PCB en plongeant la plaque dans un bain de cette eau après gravure...

Ruban thermique

Un autre produit qui peut vous aider est ces rouleaux de ruban thermique, qui peut être utilisé pour protéger certaines parties du circuit. Il peut être utilisé à la fois pour isoler certains composants ou les protéger des sources de chaleur et pour les utiliser lors du soudage pour protéger d'autres pièces de la chaleur générée au cours du processus...

Plaque à graver

Vous aurez probablement aussi besoin de ces assiettes pour Plonger le PCB dans l'acide pendant la gravure, et un autre à utiliser eau distillée pour laver le PCB une fois la gravure effectuée.

Pincettes résistantes aux acides

Et enfin, nous vous recommandons également quelques pincettes pouvoir retirer le PCB de l’acide sans utiliser les doigts, car cela comporterait des risques…


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