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Régulation pour gravure de CI métode lamineuse

Améliorer, modifier, adapter... les circuits qui marchent!

Postby itu » Fri Sep 26, 2008 12:00 am

Bonjour à tous

Ceci est un appel au secours, dans la droite ligne du fil de discussion « four à refusion ». Ajourd’hui, la phase « avant la refusion »

De nos jours, le poste le plus couteux et le moins maitrisé dans l’élaboration d’une platine électronique est la phase qui s’étend de la DAO du cuivre à sa gravure. Certes, certains sont des inconditionnels de la méthode photographique… voie royale s’ils sont équipés. D’autres ont recours à des entreprises sous-traitantes, dont les tarifs sont généralement astronomiques… je préfère ne faire appel à ces gens qu’à partir du moment où je commence à graver des platines pour le 10 GHz et autres nécessitant des trous métallisés, des vernis épargnes et autres amusements.

Les essais que j’ai pu effectuer jusqu’à présent avec les films de type pnpBlue (forts chers au demeurant) se soldent parfois par des échecs lors du transfert (platines fines de grandes dimensions). Quand à la méthode du « fer à repasser », elle reste très variable en fonction de la qualité et de la température du fer, la nature du papier etc. Je préfèrerais l’abandonner.

C’est alors que je suis tombé sur ce site germanique décrivant la modification d’une plastifieuse :
Méthode d’utilisation
http://thomaspfeifer.net/platinen_aetzen_2.htm

modification hardware
http://thomaspfeifer.net/laminator_temperatur_regelung.htm

Parallèlement, le forum « microcontroler.net » donne une foultitude de renseignements complémentaires et d’idées de modification

http://www.mikrocontroller.net/topic/39028

Dans les grandes lignes, l’auteur démonte le capotage d’une plastifieuse dont le prix gravite entre 20 et 50 euros, modifie la régulation de l’élément chauffant (qui passe de 90° à 200 ° en moyenne) à l’aide d’un microcontroleur, en utilisant dans sa boucle de régulation une diode 1N4148 en guise de capteur de température (d’une linéarité impressionnante d’ailleurs).
Les résultats sont tels que l’inventeur du procédé peut, en quelques secondes, transférer de manière quasi parfaite le toner sur des circuits en format 0802… c’est dire ! (vidéo sur le site)

Je n’ai, jusqu’à cette heure, rien trouvé en français d’aussi complet et d’aussi technique. Seulement voilà, si j’avais, dans ma folle jeunesse, mieux suivi les conseils de mes professeurs... Cette montagne de renseignements est pour moi un véritable supplice : la vérité est à porté de la main, mais tellement cryptique qu’il m’est impossible d’en bénéficier..

Bref, j’entrave que dalle au teuton.

Donc , je cherche des solutions.

-Soit la traduction bénévole de l’ensemble de ces informations par un bénédictin passionné (je rêve… ),

-soit une prise en charge de la chose par les gourous du microcontrôleur de ce forum (et il y en a quelques un),

-soit, ce qui me semblerait bien plus logique, un détournement des travaux d’Yves Masquelier (le four à refusion) visant à adapter son électronique à cette nouvelle charge, voir d’y ajouter une fonction de contrôle de vitesse de déroulement de la machine à laminer (après tout, il s’agit bien d’un contrôle de processus contrôlant une température dans des zones d’ailleurs proches de celles de la refusion.

L’intégration d’une nouvelle courbe de type « température ambiante/190° durant 5 minutes » ne devrait pas poser de problème). Quitte d’ailleurs à prévoir une partie du firmware supplémentaire (un pic à reprogrammer). Après « drying » et « refowing », l’on pourrait y ajouter « engraving ». Poil au ping.
Détail amusant, l’auteur susnommé dresse un tableau comparatif de la qualité de transfert obtenue avec différents catalogues de vente par correspondance. Un benchmark des pages Selectronic s’impose, il me semble

En espérant que cet appel ne résonnera pas dans le vide ide ide ide ide…

Cordialement
Marc
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Postby ymasquel » Fri Sep 26, 2008 12:00 am

Bonjour Marc,

IL EST INTERDIT DE DETOURNER MON FOUR SINON JE DEMANDE A SARKOZI D'ENVOYER L'ARMEE!

"HUMOUR".

Je travaille en pointillé, car les journées n'ont que 24 heures (vous voyez bien que tout n'augmente pas!), sur un projet un peu similaire en adaptant le four d'une imprimante et son système d'entraînement pour réaliser ce transfert.

Le principe est établi, les paramètres et les fonctionnalités bien ciblés mais le temps me manque.

Je suis quand même un peu sceptique (vrai, pas fosse) quant aux résultats montrés mais je tiens à la disposition de qui le désire les éléments de départ (à mettre en forme).

Amicalement, Yves.
Amicalement,
Yves.
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Postby itu » Fri Sep 26, 2008 12:00 am

damned, yé lé féré quand même dans la clandestiné, caramba.

une mécanique dimprimante... il va y avoir dans l'air du cadavre de laser rachetée à vil prix sur ebay... c'est que çà chauffe violent, ce genre de chose.

Le principe de la lamineuse me plait, pourtant. car elle est légère et surtout très simple. J'envisageais en fait de prendre pour le proto, l'électronique de Silicon Horizon, puisque c'est une régulation"toute faire" et peu chère que j'ai sous la main, et qui se pilote avec un simple fichier excel. (et en fait, très hypocritement, parce que je n'ai aucun désir de canibaliser le four à refusion "école Doktor Ymasquel"... pour une fois que j'ai qq chose dans le shack qui soit dans une boite fermée...)

mon esprit candide aurait tendance à me montrer moins sceptique que vous, connaissant le rigorisme des bricoleurs allemands -et les photos publiée-. De toute manière, vu le prix d'une lamineuse, c'est pas une ruine que d'essayer, "il n'est pas nécessaire d'espérer pour entreprendre", "qui ne risque rien n'a rien", "la fortune sourit aux audacieux", l"la concierge est dans l'escalier" et "pluie en janvier, poules mouillée"

Ce qui me plaisait, dans le détournement de l'électronique "four à refusion", c'est le principe de l'outil central universel dont on change le "périphérique" de chauffe. Un "coeur" qui suit tout le processus de fabrication d'un circuit : impression de la gravure épargne, contrôle de la brasure, pourquoi pas asservissement de la température du bain de gravure. Et c'est d'autant plus intéressant que :
- cela permet d'amortir le prix de l'électronique (ca fera cesser certaines remarque désobligeantes )
- et la rendra bien plus "indispensable".

Je dois avouer que je passe plus de temps à concevoir quà souder, et que la possibilité de pouvoir graver autant de protos que je le souhaite serait une véritable libération... je ne pense pas être le seul qui hésite avant de se lancer dans un projet, uniquement parce que la phase "photogravure" est la plus contraignante, coûteuse et surtout aléatoire. (deux circuits fichus pour mon capacimètre-selfmètre, réussite du premier coup pour le fréquencemètre que je me suis fait la semaine dernière...mais en serrant les fesses, et je ne puis confier au hasard mes plans de filtre UHF... ca doit être "qualité Nasa")

...et, ajoutat-il d'une voix perfide, ce ne serait nullement un projet qui serait concurrent du montage "canibalisation du four d'une imprimante"... seulement une option complémentaire

Bon, nous sommes vendredi, je vous souhaite un agréable week end et cesse de vous enquiquiner sur le sujet. Je vais tenter de retrouver mon dico teuton-françois.. Google translate parle encore plus mal l'allemand que moi... j'aurais jamais cru que c'était possible

amicalement

Marc
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Postby ymasquel » Fri Sep 26, 2008 12:00 am

Bonjour Marc,

La raison majeure pour que le four ne soit pas une bonne idée est qu'il n'y a rien de prévu pour appliquer fermement le typon contre la plaque d'époxy cuivrée ce qui est indispensable et je doute fort que placer à l'intérieur la totalité d'une mécanique d'essoreuse soit sans risque, si on néglige l'aspect taille il reste l'exposition de certains plastiques à haute température.

Les lamineuses pourraient être une idée intéressante mais les températures auxquelles elles sont habituellement utilisées sont assez faible et je ne suis pas sûr que leurs composants vieillissent bien dans les conditions qu'elles rencontreront dans cette nouvelle aventure.

Les imprimantes (ou les photocopieuses) sont par contre parfaitement adaptées à la fournaise nécessaire et il faudra même forcer un peu la température pour contrer l'effet de radiateur que réalisera le cuivre de la platine ET le capteur de température intégré à ces fours est parfait pour fournir les bonnes informations.

Haben Sie ein nettes Wochenende. Amicalement, Yves.
Amicalement,
Yves.
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Postby itu » Fri Dec 05, 2008 12:00 am

Un mot rapide pour signaler l’existence d’un forum yahoo group sur l’impression directe d’un cuivre à l’aide d’une imprimante jet-d’encre

http://tech.groups.yahoo.com/group/Inkjet_PCB_Construction/
et une vidéo sur youtube montre la procédure à suivre… à quelques détails près

http://www.youtube.com/watch?v=FkHpjzOhzxA

Résumé des chapitres précédents (ou, en termes plus simple, mâchage d’une compilation pratique destinée à tous ceux qui ne souhaiteraient pas lire la petite centaine de contributions pour comprendre de quoi t-est-ce qu’on accuse t-on mon client)

L’utilisation directe d’une imprimante laser sur un cuivre est possible… mais avec quelques hiatus sérieux. Le moindre étant d’ailleurs les problèmes de répartition de charge. Car, souvenons nous, le papier est un isolant d’une part, et un matériau capable de se « charger » d’un point de vue électrostatique.

Souvenons nous, à l’école, l’expérience de la règle en plastique du prof sur de la peau de chat (miaou) (non, au fond, vous ne suivez pas, ce n’est pas le prof que l’on frotte sur de la peau de chat, c’est la règle).Laquelle règle attire de petits morceaux de papier grâce aux charges électrostatiques générées par le frottement. On peut reproduire l’expérience avec une copine en lui retirant sa combinaison en nylon, mais, très sincèrement, il est rare, dans ces cas précis, que l’on puisse disposer de petits morceaux de papiers. Ma copine, du moins, n’apprécierait pas. Et puis d’ailleurs, ce n’est pas le même genre de frottement. Mais la question nest pas là : avec le cuivre, pas question d'accumuler des charges d'électricité statique. Le toner est donc "mollement" attiré, voir, étant conducteur, il peut "décharger" une zone pour en charger une autre plus fortement. Résultat, la qualité de l'impression n'est pas régulière, et les noirs ne sont pas "profonds" de partout. Ce qui prouve que les combinaisons et autre fanfreluches font que l'on est toujours dans les petits papiers de nos compagnes (non, quelque chose m'a échappé... je reviendrais là dessus plus tard)

Mais revenons à nos moutons.

Le principe est simple. On exhume une veille imprimante à jet d’encre (celle que l’on a relégué le jour ou on a comparé le prix à la page entre une « Epson super-picture-pro 14000 DX color » et une antique laser HP de récup). On effectue une «introducteurfeuillafeullectomie » (ablation sans anesthésie de l’introducteur feuille à feuille), doublée d’une roulodegidajectomie (réduction drastique des rouleaux de guidage secondaires, ceux qui ne sont pas motorisés), et parachevée, selon le modèle, d’une élévation de la tête d’impression d’environ 2,5 mm (opération généralement effectuée soit par une calle placée sous le bras de guidage du chariot, soit par une calle placée sous le chemin de fer qui guide ce même chariot.

L’ introducteurfeuillafeullectomie ayant supprimé toute possibilité de guidage à l’introduction (et pour cause), certains fabriquent une sorte de plateau bien plat, situé dans le prolongement des rouleaux d’entrainement. Ce plateau, doté d’une cornière, aidera au guidage rectiligne du circuit à imprimer.

Il suffit ensuite de choisir une feuille de carton assez rigide et robuste –quoi que fine- qui servira de support d’entrainement, puis d’installer les drivers d’imprimante sur l’ordinateur, de placer une feuille de papier sur ladite feuille de carton (éventuellement maintenue avec un petit point de colle ou de « patafix ») puis de lancer une première impression. Elle déterminera l’endroit ou l’on doit placer le circuit à imprimer.

L’on remplace ensuite la feuille par le circuit, maintenu en place par du « double face »... et l’on imprime. Généralement, c’est un échec, car l’encre « perle » et ne tient pas sur le cuivre.

Deux solutions à cela (je ne les ais pas contrôlées et comparées toutes les deux, il me faut un peu plus de temps) : soit l’on préchauffe le circuit à imprimer, ce qui provoque une meilleure adhérence de l’encre sur le support, soit l’on passe le circuit avec un mélange eau-typol (paic citron en langage ménager) que l’on fait sécher… dans les deux cas, le four à refusion trouve là une utilité certaine.

Une fois le circuit imprimé… on bénie tante Agathe de nous avoir offert, il y a 3 ans, une imprimante laser (celle précisément qui a permis le comparatif économico-pictural dontauquel que l’on causait au tout début de cette description…)

Car, depuis le temps, on en a bouffé, des cartouches de toner. Et ça tombe bien, il en reste encore une qui n’est pas partie au recyclage. Encore un peu de chirurgie. On trépane, avec précaution, et si possible en plein air et avec un masque, la cartouche susnommée (qui peut également être une cartouche laser. Les cartouches susnommées sont généralement moins chères que les cartouches neuves). Tout çà pour récupérer le peu de toner qui demeure dans le réceptacle adéquat. Le toner de photocopieuse, livré en bouteille, s’utilise aussi bien.

Comme cette opération s’est déroulée en moins de 3 secondes et 5 dixièmes, l’encre de l’impression précédente (l’impression sus-décrite)(c’est comme susnommée, mais pour les descriptions) n’a pas eu le temps de sécher. Et l’on saupoudre, toujours avec précaution, le toner récupéré sur la plaque de verre epoxy cuivrée. Le toner va fortement y adhérer, et plus particulièrement sur les parties déjà encrées, par simple adhérence provoquée par l’humidité de l’encre (qui sèche plus lentement que sur du papier, le cuivre n’étant pas un support « absorbant »). Après un « certain temps d’attente » proportionnel au fût du canon, on passe un coup de soufflette pour chasser la poudre des endroits non masqués. Les plus distraits comprenne généralement, à ce stade, la raison pour laquelle nous insistons pour que cette opération se déroule sur un balcon ou à l’extérieur. Le nuage de toner , cette obscure pluie fine qui tombe comme des étoiles sur le tapis du salon (un autre cadeau de la tante Agathe, noël 1993) s’accompagne généralement d’un rugissement exogène, accompagné d’une proposition aimable de votre compagne vous désignant un tout autre appareil partiellement électronique plus connu sous le nom d’aspirateur.

Les autres, les partisans du balcon, jouissent d’un calme béat : le circuit est imprimé et bien noir. Moralité : Noël au balcon, remplace le typon (proverbe savoyard)

Mais ce n’est pas tout. Car même sec, cet encrage va disparaitre comme neige au soleil devant le premier assaut d’un bain de perchlo. Il faut… chauffer cette tartine epoxy-cuivre-encre-toner. Avec quoi ? Mais avec le four à refusion du bon docteur Masquelier, bien entendu ! 250 degrés durant une à trois minutes… tests dépendant de la surface de la plaque, de l’inertie thermique du four etc etc. On applique ainsi le principe de cuisson du toner tel qu’il est utilisé dans les imprimantes laser.

Une fois refroidie, la plaque peut alors être gravée. Les circuits double face sont réalisés en perçant trois ou quatre trous de repérage avant impression de la « face 2 » comme disent tous les bons Disk Jockey.

Il semblerait que les encres à pigment donnent de bien meilleurs résultats que les encres chimiques. Que le jaune et le cyan soient plus « accrocheur » que le noir (qui est techniquement la plus abominable des « couleurs » -oui, je sais, le noir n’est pas une couleur… même en imprimerie-). Que les plus fanatiques et experts prétendent avoir pu graver des circuits avec une finesse de .3 mils (le 1 mil étant un rêve.. pour les hyper, on continuera à se ruiner).

Le procédé, je pense, devrait également pouvoir être utilisé pour imprimer des faces avant ou le « silk mask » coté composants.

Marc'
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Postby ymasquel » Fri Dec 05, 2008 12:00 am

Bonjour Marc,

Excellemment décrit, avec finesse, humour et précision.

Malheureusement, je serai plutôt réservé quant au résultat car il faut une encre qui sèche suffisamment pour qu'elle tienne sur le circuit sans précipitation en gouttelettes avec des régions désertifiées, une encre qui ne sèche pas trop vite pour que la poudre de toner s'y fixe, une opération qui se déroule dans un timing assez bref, sans vent, ...

D'autre part le toner ne supportera pas sans bouillir une température de 250°, il est plutôt habitué à fondre vers les 75° et adhérer vers 90°. Les températures rencontrées dans les fours des imprimantes et photocopieuses sont plutôt sous 200° surtout qu'au-delà de ces températures il y a dégagement de nombreuses vapeurs nocives.

En raison de la complexité de ce procédé je préfère encore la classique platine pré-sensibilisée.

Tu peux voir du côté des encres spéciales waterproof.

Une autre piste beaucoup plus fiable mais plus chère serait de mettre la main sur une ancienne imprimante de la marque TEKTRONIX dont les encres étaient des pains de cire et produisaient des impressions de qualité incomparable (et tiendraient encore le haut du pavé de la qualité à ce jour). Ces imprimantes acceptaient pratiquement tout support (et des épaisseurs importantes) et les encres étaient totalement insensibles à l'eau et aux acides. Malheureusement, même d'occasion, on en trouve, ce sont encore des matériels et des consommables onéreux.
Les imprimantes de la marque TEKTRONIX se sont retrouvées sous la marque XEROX peu de temps avant de disparaître (comment remplacer de l'excellent par du simplement correct!!!).

Amicalement, Yves.
Amicalement,
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ymasquel
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Postby itu » Sat Dec 06, 2008 12:00 am

Mille merci pour ces conseils avisés.
La question de la température, après tout, n'est qu'une affaire de test sur une chute de circuit... nos machins à refusion pouvant s'acquiter de n'importe quelle prouesse, je "perfect timing" et l'"ideal cooking" se sont que l'affaire d'une après midi pluvieuse.

Pour ce qui concerne les goutelettes, autrement dit les problèmes de tension de surface, il semblerait que soit l'ajout d'un agent mouillant "séché", soit un préchauffage de la plaque puisse résoudre la question. Dans les deux cas, j'aurais tendance à le croire, la température modifiant notablement la mouillabilité des composés de glycol qui forment le diluant.

Pour ce qui concerne le temps de séchage, hors support absorbant, il est plus que raisonnable. J'ai mesuré avec une encre "compatible" de supermarché des temps de séchage dépassant les 10 minutes. Même une horde d'escargots auraient le temps de passer sans coup férir de la phase "impression" à celle consistant à "sucrer les fraises".

Ceci dit, j'ai déjà commencé à sacrifier une antique Epson photo Stylus 830 et suis plein d'optimisme (il en faut pour accomplir ce genre de bidouille farfelue).

Donc, bien engagé dans cette voie, je pense que je vais tenter de la conduire jusqu'à son aboutissement extême.. que ce soit un succès ou un échec. Au moins, cette expérience pourra profiter à la communauté.

Je tiens toutefois à modérer les ardeurs des plus impatients : ici, en Haute Savoie (là ou les chanteuses ont des cordes vocales faites avec des câbles de téléphérique... yodliyo dilliliyohodiliyoooo), c'est le début de la saison de ski, snowboard, rando "peau de phoque" (pov'tit bêtes...) etc. L'avancement des travaux sera donc proportionnel à l'épaisseur de neige... non mais !

Amicalement

Marc
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