Cliquez ici pour afficher une version imprimable de cette page

Réaliser ses circuits imprimés (méthode alternative)

Cliquez ici pour retourner à la page décrivant la méthode traditionnelle.

1. Avertissement
2. Le matériel nécessaire
3. La fabrication d'un CI de A à Z
4. Fabrication du verre mesureur

1. Avertissement

Cette méthode offre l'avantage d'être plus rapide et plus précise que la méthode traditionnelle utilisant le perchlorure de fer. Mais les produits manipulés sont plus dangereux. Avant de commencer quoi que ce soit :
  • lire et comprendre intégralement tout le contenu de cette page
  • choisir un lieu propre, stable, et où personne d'autre ne viendra s'approcher pendant la réalisation des circuits imprimés
  • organiser soigneusement son espace de travail en préparant tout le matériel nécessaire
  • faire une simulation "à blanc" avec de l'eau à la place des produits pour pouvoir s'entraîner et répéter tous les gestes à accomplir; la simulation mettra en évidence ce qui n'est pas adapté (organisation de l'espace de travail, équipement manquant)
  • si vous n'êtes pas sur de vous ou si vous ne disposez pas de tout le matériel nécessaire ne suivez pas cette méthode.

2. Le Matériel nécessaire

  • Insoleuse KF
  • Papier calque d'écolier
  • Imprimante jet d'encre
  • Lessive de soude à 30%
  • Acide chlorhydrique à 30°
  • Eau oxygénée à 130 volumes
  • Acétone
  • Verre mesureur en plastique, 1/2L
  • Deux bacs en plastique
  • Visière de protection pour le visage et les yeux
  • Gants en caoutchouc
  • Bleu de travail (aucune partie du corps ne doit être exposée à l'extérieur)
  • Point d'eau avec évacuation (évier)
  • Un plan de travail avec une hotte ou travailler en extérieur (prévoir un seau d'eau et une bassine ou évier extérieur)
  • Deux spatules en bois, permettant de retirer un circuit imprimé d'une solution dans un bac
  • Une minuterie de précision (tolérance max 5sec) pour l'insoleuse ou une montre
  • Une Mini-Perceuse avec support et forets de diam. 1,2 1 et 0,8 mm ainsi que quelques meules
  • De quoi scier l'epoxy (scie à métaux)
  • Un fer à souder
  • De la soudure
  • Des composants
Vue du matériel pour l'insolation et la gravure - une plaque de protection en plexiglass amovible a été ajoutée devant l'extraction pour assurer une protection complémentaire :


3. La fabrication d'un CI de A à Z

3.1. Le tracé du CI - confection du typon
3.2. La découpe de la plaquette
3.3. L'insolation
3.4. La révélation
3.5. La gravure
3.6. Le Perçage
3.7. L'étamage + éventuelles réparation
3.8. La Mise en place des composants et leur soudage

3.1. Le tracé du CI - confection du typon

A partir du schéma électronique on dessine le "typon" (=le tracé des pistes). Pour cela on peu utiliser des feutres et du calque/du transparent (c'est long et fastidieux).

Après avoir tracé le typon, dessinez le 'schéma d'implantation des composants' qui montre une vue du CI final, face non-cuivré, avec l'implantation géographique des composants, dessinés selon leur aspect réel. Ce schéma permet ainsi de savoir où souder quoi.

Je vous conseil plutôt de le faire avec un logiciel, puis de l'imprimer. Vous pouvez par exemple utiliser mon logiciel CIDESS, qui permet de créer facilement votre circuit imprimé et d'imprimer directement le typon et l'implantation des composants.

Quelques remarques sur le tracé des pistes :
  • Si une piste doit véhiculer la tension secteur 220V elle devra être distante d'au moins 2 ou 3mm des autres pistes
  • Si une piste doit véhiculer un fort courant (>1A), tracez la large (>3mm). Sachez aussi qu'il existe des plaques d'epoxy non pas pourvues d'une couche de 35µm de cuivre, mais de 70µm; mais un bon étamage fait aussi bien
  • Si le courant est très important (>5A) n'utilisez plus de piste, mais un gros strap fait avec du fil plein de 1,5 ou 2,5 mm² de section
Une fois le circuit imprimé terminé sur le logiciel, imprimez l'implantation à l'échelle 1 sur papier normal pour vérifier que vos composants s'implantent correctement (pattes tombant au bon endroit, pas de chevauchement).

Ensuite, il faut alors imprimer le typon sur du papier calque. Voici comment procéder pour obtenir un typon de bonne qualité avec un imprimante jet d'encre :
  • Serrer les guides de l'imprimante pour caler le calque au même endroit à chaque passage
  • Imprimer le typon sur du calque, de telle façon que la face imprimée soit contre le circuit imprimé lors de l'insolation
  • Laisser sécher
  • Repasser la même feuille de calque dans l'imprimante et imprimer au même endroit (il ne faut donc pas quitter le logiciel entre les impressions pour ne pas perdre les paramètres d'impression et de mise en page)
  • Laisser sécher
  • Repasser la même feuille de calque dans l'imprimante et imprimer encore une fois au même endroit
  • Laisser sécher
Vous avez maintenant un typon bien contrasté.


Lors de la création de plusieurs circuits imprimés, pour gagner du temps à la création du typon, regrouper dans CiDess tous les typons sur une page A4, comme le montre la photo ci-dessus (avec des marges de 1,5cm, cela représente un circuit de 8035 * 10630 mils).

3.2. La découpe de la plaquette

Après avoir conçu le typon, il vous faudra découper la plaquette d'epoxy aux bonnes dimensions. Pour cela, utilisez une scie à métaux. Il faut découper la plaque d'epoxy du côté ou il y a l'autocollant, c'est à dire qu'il faudra tracer les repères de sur celui-ci et que l'on devra le voir pendant le sciage. N'oubliez pas de tenir compte de l'épaisseur de la lame de scie.

Une fois la découpe achevée, il faut absolument chanfreiner (=limer) les bords de la plaquette, sinon elle ne pourra pas être plaquée correctement contre la vitre de l'insoleuse et l'insolation donnera de mauvais résultats.

3.3. L'insolation

Remarque : On évitera de travailler en plein soleil, sous un éclairage fluorescent ou démesuré.

Il vous faudra positionner correctement le typon et la plaquette dans l'insoleuse. Deux cas de figure se présentent alors:

CAS 1: Le typon et le schéma d'implantation sont superposables, ils ne sont pas inversés l'un par rapport à l'autre :


Il vous faudra alors positionner le typon et la plaquette dans l'insoleuse comme indiqué dans le dessin précédant, c'est à dire :
  • Placer le typon sur la vitre de l'insoleuse, face non imprimée contre la vitre
  • Puis placer sur le typon la plaquette, face présensibilisée (celle ou il y avait l'autocolant) contre le typon
CAS 2: Le typon et le schéma d'implantation sont inversés l'un par rapport à l'autre, comme un objet et son image dans un mirroir, on ne peut pas les superposer (c'est le cas des typons publiés dans "Electronique Pratique") :


  • Placer le typon sur la vitre de l'insoleuse, face imprimée contre la vitre
  • Puis placer sur le typon la plaquette, face présensibilisée (celle ou il y avait l'autocolant) contre le typon.
Une fois ce positionnement effectué, il faudra insoler. Pour le typon imprimé sur calque, ce temps est compris entre 2min et 2min15.

La photo suivante montre plusieurs plaquettes présensibilisées posées sur le typon dans l'insoleuse, avant fermeture du couvercle :


Si votre insoleuse est munie d'une minuterie, réglez le temps et allumez-la; sinon, branchez l'insoleuse; dès que les tubes s'allument, lancez le chronométrage; puis débranchez l'insoleuse une fois le temps requis écoulé.

Maintenant passez tout de suite à la révélation de la plaquette.

3.4. La révélation

Avertissement : la lessive de soude est un produit dangereux.

Remarque : Là aussi, on évitera de travailler en plein soleil, sous un éclairage fluorescent ou démesuré.
  • Porter la visière et les gants
  • Mélanger 15ml de lessive de soude avec 300ml d'eau
  • Placer le mélange dans un bac
  • Remplir le deuxième bac d'eau
  • Plonger le circuit imprimé dans le premier bac en remuant le bac; le tracé des pistes apparaît en quelques instants
  • Dès le tracé complément apparu, retirer de suite le circuit et le rincer à l'eau en le plongeant dans le deuxième bac et en remuant
  • Finir le rinçage sous le robinet
La photo suivante montre des plaquettes photosensibles dans le bain de révélateur. La solution à l'origine incolore se colore en bleu ou en vert en fonction de la résine photosensible utilisée :


La quantité de solution de révélateur permet de développer une surface de circuit imprimé équivalente à une page A4.

Vue d'une plaquette photosensible après revélation et rinçage; le cuivre encore recouvert de résine sera protégé de l'acide lors de la gravure et constitura les pistes et pastilles du futur circuit imprimé :


Passez maintenant à l'étape suivante, la gravure.

3.5. La gravure

Avertissement : les produits utilisés pour la gravure sont très dangereux.
  • Toujours porter la visière et les gants
  • Se placer à l'extérieur ou sous une hotte en fonctionnement
  • Vider et rincer les deux bacs dans l'évier; faire couler un peu d'eau après
  • Placer le premier bac et le verre mesureur sous l'aspiration
  • Placer le deuxième bac à proximité et le remplir d'eau
  • Dans le verre mesureur, verser 120ml d'eau
  • Ajouter ensuite 72ml d'acide chlorhydrique - Respecter impérativement cet ordre !
  • Ajouter enfin 36ml d'eau oxygénée - Respecter impérativement cet ordre !
  • Verser le mélange dans le premier bac
  • Déposer le circuit imprimé dans le premier bac, sous l'aspiration en le secouant légèrement
  • La gravure dure entre 30s et 3 minutes. Une fois la gravure terminée, prendre le circuit avec la spatule et le plonger dans le deuxième bac
  • Finir le rinçage sous le robinet
  • Vider le bac contenant la solution de gravure usagée dans les WC et tirer la chasse
La photo suivante montre des circuits en train d'êtres gravés. La solution à l'origine incolore vire au bleu au fur et à mesure que le cuivre est attaqué :


Le circuit imprimé est prêt à être percé, étamé et soudé :



La quantité de solution de gravure permet de graver une surface de circuit imprimé équivalente à une page A4. La solution chimique de gravure ne se garde pas, il ne faut pas en préparer à l'avance.

3.6. Le perçage

Pour percer les pastilles du CI, utilisez une mini-perceuse (ou un dremel) avec un support (indispensable pour la précision submillimétrique, et pour ne pas casser les forêts qui doivent arriver perpendiculairement à la surface de perçage). La perceuse à colonne est trop grosse pour les petits diamètres.

Notez que vous pouvez utiliser la mini-perceuse pour percer d'autre matériaux (alu, cuivre...) mais vous aurez besoin d'un variateur; en effet, pour usiner des surfaces plus dures que l'epoxy, l'outil de coupe (le forêt) devra tourner moins vite (14000 tours/min, c'est beaucoup).

La photo suivante montre le perçage des pastilles d'un circuit imprimé à l'aide d'un Dremel monté sur un support à colonne miniature :


Les diamètres de perçage utilisés pour percer les pastilles sont de 0,8 1,0 et 1,2 mm. Les forêts de 0,8mm sont très fragiles et c'est eux qui servent le plus, donc achetez-en plusieurs d'un coup pour en avoir d'avance.

Certains composants (transformateurs, relais) nécessite des trous plus gros, et parfois de réaliser des découpes spéciales dans le circuit imprimé (encoches).

Utilisation d'une perceuse à colonne classique pour les perçages des gros diamètres :


Les trous prévus pour les vis de fixations du CI ont généralement un diamétre de 3 ou 4mm.

Il faut percer les pastilles côté cuivre, c'est à dire que vous devez voir les pistes pendant le perçage, afin que le forêt pénétre dans une pastille d'abord du côté ou il y a le cuivre. Sinon, la précision sera médiocre et le cuivre sera arraché.

Enfin, comme les mini-perceuses sont en général livrées avec des petites meules, servez-vous en pour donner la forme définitive au CI et pour corriger les petites imperfections.

La photo suivante montre un circuit après perçage. Il a fallu réaliser une découpe spéciale : un gros trou circulaire avec une encoche destinée à recevoir l'érgot de détrompage d'un relais industriel :


3.7. L'étamage + éventuelles réparations

Avec un chiffon imbibé d'acétone, retirer la résine qui reste sur les pistes du CI juste avant l'étamage pour protéger le cuivre de l'oxydation.

L'étamage consiste à déposer une fine couche de soudure (constituée à l'origine de 60% d'étain et de 40% de plomb, le plomb étant remplacé aujourd'hui par d'autres métaux) sur les pistes en cuivre. Cela permet d'améliorer la conductivité des pistes, de faciliter la soudure des composants, et aussi de protéger le cuivre de l'oxydation.

Notez que l'étamage est grandement facilité si vous recouvrez le CI d'une fine couche de pâte décapante (vendue dans les magasins de plomberie).

Une fois l'étamage achevé, vous aurez surement bouché quelques pastilles, surtout si vous n'avez pas le coup de main. Utilisez alors tout simplement une pompe à dessouder pour déboucher les pastilles.

L'étamage permet également de détecter les ruptures de pistes et les courts-circuits. Pour les ruptures, improvisez avec du fil de cuivre, et pour les court-circuits de cuivre, coupez-les avec la mini-perceuse munie de la meule la plus fine, avec un cutter ou une pointe dure.

Cet outil spécifique en acier dur, avec d'un côté une pointe et de l'autre un plat tranchant, permet de supprimer les court-circuits en ôtant des morceaux de cuivre entre pastilles voisines, dus aux imperfections lors de la gravure :


3.8. La mise en place des composants et leur soudage

En général, on soude les composants dans cet ordre:
  • Résistances et condensateurs
  • Supports et connecteurs
  • Semi-conducteurs (diodes, transistors)
  • Fils de liaisons divers
On ne place les composants destinés à être sur des supports sur ceux-ci qu'une fois toutes les opérations de soudage achevées.

Pour souder un composant, procédez comme suit :
  • Enfichez-le, côté composant (la ou il n'y a pas les pistes) conformément au schéma d'implantation
  • Si le composant et lourd et qu'il doit être fixé à la plaquette avec des vis, réalisez d'abord cette fixation; ceci est également valable pour les composants devant être fixés sur des dissipateurs thermiques
  • Assurez-vous que le composant ne bougera pas pendant toute la soudure
  • Soudez ! C'est-à-dire :
  • Amenez le fer à souder au contact de la pastille et de la patte du composant
  • Amenez ensuite le fil de soudure de l'autre côté, également au contact de la pastille et de la patte du composant
  • Dès que la soudure fondue a enrobée la pastille et la patte, retirez le fil de soudure, puis le fer à souder
  • Enfin, coupez la patte du composant au ras de la soudure avec une pince coupante à bout pointu
  • Sachez qu'une bonne soudure à un aspect brillant et une forme conique
Lorsqu'un composant comporte de nombreuses pattes, laissez un temps de pose entre chaque soudure (10 secondes suffisent) pour ne pas trop l'échauffer.

La photo suivante montre un circuit préalablement étamé, où les composants et le circuit sont d'abord fixés sur le coffret avec d'êtres soudés; cette façon de faire est nécessaire pour les composants devant êtres accessibles en face avant pour qu'il soient positionnés correctement :


Il est possible, avec le même matériel, de réaliser des CI double-face, mais il faut faire attention au calage entre les faces, au positionnement des typons dans l'insoleuse, à la protection de l'autre face pendant la révélation et la gravure.

4. Fabrication d'un verre mesureur maison

Pour faciliter la préparation des solutions chimiques, je vous conseille de vous fabriquer un verre mesureur maison :
  • Effacer les marquages farine, sucre, ... avec de l'acétone
  • Prendre un autre verre mesureur pour verser les bonnes quantités d'eau
  • Ensuite coller une étiquette sur le verre de haut en bas
  • Verser 15ml d'eau dans le verre et marquer le niveau correspondant sur le côté droit de l'étiquette à "15ml soude"
  • Ajouter 300ml d'eau et marquer le niveau correspondant sur le côté droit de l'étiquette à "+ 300ml eau"
  • Vider le verre
  • Verser 120ml d'eau et marquer le niveau correspondant sur le côté gauche de l'étiquette à "120ml eau"
  • Ajouter 72ml d'eau et marquer le niveau correspondant sur le côté gauche de l'étiquette à "+72ml acide"
  • Ajouter 36ml d'eau et marquer le niveau correspondant sur le côté gauche de l'étiquette à "+36ml H2O2"
Voici une photo de celui que j'ai fabriqué :