UNE MACHINE A GRAVER A MOUSSE X.Fenard
UNE MACHINE A GRAVER A MOUSSE
Les ordres de grandeurs.
Plus la gravure est maîtrisée, plus grande pourra être la finesse. Rappelons que l'unité anglo saxonne est le pouce (inch) soit 25,6mm, en électronique le pas de référence correspond au 1/10 de pouce, soit 2,54mm.
C'est l'empattement des circuits intégrés classiques (DIL 14,16..). Pour les composants de surface, (CMS, SMD) on utilise des sous multiples: 1/2 et 1/4 du pas , soit 0,65mm pour le 1/40 de pouce. Même dans sa cuisine ou sa salle de bain, des gravures au 1/40 sont possible mais chaque étape compte.
La solution présentée permet la gravure au 1/40, a moindre frais.
Le dessin
Autrefois sur du calques, voir au feutres directement sur la plaque de circuit, puis en utilisant des films (dit orange ou pelliculable), la solution de l'imprimante a jet d'encre sur une feuille transparent est simple.
Avec la résolution de 1400dpi (point par pouce) on peut graver au 1/40. La résolution de 720 est suffisant. On peut aussi passer en 1400dpi si l'on veut être sur d'avoir un noir bien opaque.
Pour éviter l'erreur d'inverser le sens du film lors de la gravure, il vaut mieux placer un texte, quelques lettres, qui devrons être dans le bon sens sur la gravure. Pour atteindre le 1/40 il faut que la face "encre" soit en contact avec la plaque pré sensibilisé lors de l'exposition. Le paquet de 10 feuilles A4 transparente est a environ 13€.
Cartouche d'encre
Même après plusieurs mois sans utiliser l'imprimante (Epson), avec une cartouche vide, les buses ne sont pas bouchées, ou se débouchent si elles l'étaient!. La cartouche (noir) peut être rechargée avec l'encre vendu en flacon pour imprimante jet d'encre. Un pèse lettre est nécessaire ainsi qu'une seringue, des pastilles rondes auto collantes, du papier essuie tout. Une cartouche neuve pèse 30gr, vide 19gr environ. On la considère vide quand l'impression n'est plus correcte. La recharge de la cartouche vide s'effectue ainsi: boucher a l'aide d'une pastille le trou, puis remplir la seringue afin d'arriver en fin de charge a un poids de cartouche de 27gr environ. L'arrivé d'air est contrôlé par un labyrinthe recouvert au-dessus d'un morceau de plastic souple collant, ne rien toucher. Piquer au niveau du trou. Surtout ne pas injecter de l'air (ne pas aller jusqu'au bout), remplir très lentement, déplacer la seringue dans la cartouche, en cas de reflux arrêter. Enlever la seringue, essuyer et attendre une minute, cartouche vertical. Poser une pastille sur le trou de la seringue. Attendre encore, puis ouvrir en dessous et mettre rapidement la cartouche en place. Lancer un cycle de nettoyage, le test d'impression sera négatif. Lancer une impression d'une petite surface (2cm*2cm) en 1400dpi. Il peut ne pas y avoir d'impression, renouveler ces opérations tous les 1/4 d'heures. Apres deux ou trois opérations l'encre sera de retour et l'imprimante prête. Le temps d'attente est le temps nécessaire pour que le circuit d'arrivé d'air et d'encre se stabilise dans la cartouche et dans l'imprimante. Apres l'opération, au mieux, seul trois doigts auront un peu d'encre..
Le bain révélateur.
Ce bain va dissoudre le vernis exposé au UV et laissé intact le vernis protégé par le noir (opaque) du film.
La soude caustique est dangereuse, prendre les précautions d'usages. On peut (occasionnellement) mettre les doigts dans la solution, mais il faut les rincer a l'eau ensuite (avec la plaque). La solution est faite en utilisant du déboucheur en paillette. Tout en remplissant un bac type photo de (21*27*5 cm) avec l'eau tiède on ajoute 13gr par litre de soude. Ca fait grosso modo le volume d'un demi bouchon de mousse a raser!. On agite avec une petite cuillère. Le bain est préparé avant l'exposition. Une fois la (ou les) plaques révélées le bain n'est pas conservé, au contact de l'air il perd de son efficacité. Un paquet de soude dure un certain temps (sauf si on l'utilise pour déboucher!!), enfin on évite de conserver un liquide dangereux.
L'exposition
Dans l'ordre on a donc le tube UV, la plaque de verre, le film avec le cote encre vers le vernis de la plaque, la plaque (sans son film protecteur), enfin un système de pression, par exemple de la mousse collé sur une planche de bois, puis un poids sur la planche (un gros marteau, une boite de clous ou de vis). Ce système donne des résultats comparables à la pompe a vide.
L'exposition avec les tubes UV dure 2 minutes. La surexposition entraîne une diminution de la couche du vernis, ce qui le rend plus fragile lors de la gravure. Si tout est correct, le dessin doit apparaître au bout d'environ 20 secondes, en agitant (avec les doigts dans le liquide).
La machine a graver doit être prête pour accueillir le circuit, en effet il faut éviter l'oxydation du cuivre mis à nu.
Le circuit, sorti du bac révélateur (eau encore tiède) est rincé sous le robinet d'eau tiède. Sans mettre la plaque au contact de l'air, on la place dans la machine a graver. On préconise le durcissement du vernis avec un sèche cheveux, l'inconvénient c'est que cela favorise l'oxydation du cuivre qui devient plus difficile a attaquer, il y a en plus un choc thermique qui peut aussi fragiliser le vernis.
La machine a graver.
C'est le cœur du procédé. Nous utiliserons du perchlorure de fer. Dans l'industrie il est pulvérisé en brouillard, la gravure dure moins d'une minute. Le mélange air/ perchlo accélère la gravure. Plus elle est rapide meilleur sera la finesse, en effet le vernis est aussi attaqué par le jet, et au 1/40 de pouce il y en a peu.
Lors de la dissolution il se produit un corps d'aspect gras, qui reste sur la plaque et empêche la gravure, c'est pour cette raison qu'il faut agiter le bain. Dans l'industrie, le ruissellement assure ce lavage.
Ruissellement et air sont deux paramètres, il y a aussi la température et l'état du bain.
La température doit se situer à 30/40 degrés Celcius, comme en général on utilise une résistance type aquarium, il suffit de régler une fois pour toute le thermostat, en vérifiant avec un thermomètre la première fois.
La densité du bain a son importance, elle s'exprime en degré Baumé ( et pas C comme on le voit dans des publicités). Le 0 Baumé correspond à la densité de l'eau (1), . Trop concentré le perchlorure n'attaque pas. Il faut donc respecter le mélange, voir a le sur diluer plutôt que le contraire.
Reste la machine, la version a pulvérisation n'est pas accessible financièrement par l'amateur. La solution du pauvre consiste a poser la plaque sur le bain, elle flotte a cause de la tension de surface, le dos doit être sec.
Le produit "gras" tombe par gravité, par contre il n'y a pas de mélange avec l'air.
La machine verticale avec des bulles, par le mouvement enlève le "gras", l'air a plus cet effet mécanique que celui de la pulvérisation, la force du bouillonnement attaque le vernis. L'autre solution utilise la mousse. La mousse a l'avantage d'être très chargée en air, de laver le cuivre en passant par dessus, de ne pas attaquer le vernis. La machine a mousse de l'auteur a une taille conséquente, il faut 5 litres pour la charger. La machine proposée est une version beaucoup plus petite adaptée pour les circuits de 100*160 mm.
Une plaque (oublié) lors d'une gravure (avec un bain plutôt usagé) est sortie gravé correctement après une heure de trempage, la mousse n'avait pas détruit le vernis.
La machine a mousse.
Voici la description pour la fabrication d'une machine a mousse.
Les éléments principaux sont disponibles dans les grandes surfaces.
Le coût sera équivalent a celui d'une machine verticale. Elle permet de graver des plaques de 100*160mm
Le matériel necessaire:
-Un bac a aquarium en plastique de dimension 26*16*12 cm environ,
-Une résistance chauffante est entièrement immergé, elle est prévu pour cela , on règle le thermostat au maximum, 32 degrés. Comme l'ensemble est hermétique, le perchlorure n'attaquera pas la résistance.
-Un compresseur d'air et le générateur de micro bulles pour faire la mousse et du tuyau.
Il faudra également deux sections carré (règle en plastique) ou rectangulaire, une plaque en plastique, un petit morceau de contre plaqué.
Le collage s'effectue au pistolet a colle.
Le montage
Les photos sont très explicites.
On commence par la résistance, en diagonale, on pose un peu de colle (avec le pistolet) sur les deux ventouses.
Le fil est lui aussi stabilisé sur l'angle montant par de la colle.
Ensuite on place le générateur de micro bulle, le tuyau toujours maintenu par la colle.
On mesure ensuite la hauteur a partir du fond pour que la résistance soit complètement immergée, environ 4cm.
Sur chaque coté on trace une ligne, a l'extérieure d'un bord a l'autre, partant a 4cm du fond et a 5 cm a l'autre bord. On crée ainsi une légère pente.
Il faut ensuite découper les deux règles puis de les coller en utilisant les deux lignes.
Mettre la colle de manière a ce qu'elle ne déborde pas du cote ou l'on posera la plaque.
On découpe et on colle le morceau de contre plaqué, deux vis a bois permettent de maintenir le compresseur avec les deux fixations prévues pour cela.
Il ne reste plus qu'a découper la plaque de plastique pour qu'elle repose sur les deux règles. Coté bulleurs tous les cm on effectue une encoche pour le passage de la mousse.
Les essaies.
Au début on charge la machine avec de l'eau, on vérifie le chauffage avec un thermomètre, la mousse est très efficace a 32 degrés. Comme l'indicateur du thermostat ne sera pas visible, on en profite pour mesurer le temps nécessaire pour que le bain soit a la bonne température. Il faudra lancer le chauffage du bain avant une gravure en doublant ce temps (environ 1/2 heure). Le double temps Pour les bulles, on vérifie le passage. En ajoutant plus d'une goutte de shampooing on comprendra le risque de surdosage… Enfin on constate que la plaque a tendance a se soulever a cause des bulles. Si tout est correct, on vide la machine et une fois sèche, par deux petits points de colle on fixe la plaque. Il suffira de faire sauter ces deux points pour accéder au fond, c'est la solution la plus simple. On peut également coller deux petits morceaux de règle pour faire un guide.
La gravure.
On doit remplir la machine pour que le perchlorure recouvre a peine le circuit a graver. Il faut un peu moins de 2 Litres.
Si il n'y pas assez de mousse ( l'eau?) ajouter une goutte, mais attention, ca peut rapidement déborder.
Y aller goutte a goutte et attendre entre chaque ajout. Pour une gravure en double face il faut retourner la plaque a la fin de la gravure d'une face. Comme cette méthode n'est pas agressive, cela n'a pas d'importance.
Capot
Normalement avec la densité du produit il n'y a pas d'éclaboussure avec la seule mousse du perchlo, sans agent moussant. On peut facilement faire un capot en découpant un morceau de plastic a la taille de l'ouverture et en le collant un autre morceau légèrement plus grand.
Mise ne garde
Attention, on utilise du courant secteur 220V et de l'eau, le tout dans une cuisine ou une salle de bain.
Il faut prendre toutes les précautions d'usage, débrancher le courant en cas de doute et surtout être isolé du sol.