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Phototraceur circuit imprimé

Discussion dans 'Divers' créé par HoloLab, 17 Janvier 2010.

  1. HoloLab

    HoloLab Compagnon

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    Phototraceur circuit imprimé
    Bonjour,

    je commence un premier petit projet avec mon tour fraichement remis en état.

    Pour les circuits imprimés, quand on a gouté au film "flashé", on ne peut plus revenir en arrière. Les ersatz du genre imprimante jet d'encre ou laser n'arrivent pas à la cheville des films argentiques.

    Le principe est d'utiliser un vieux traceur à plat et de remplacer la plume par la fibre optique. Ainsi, au lieu de déposer de l'encre sur du papier, je dépose de la lumière sur le film.

    J'utilise cette technique depuis 15 ans. Le premier proto était à base de lampe et d'obturateur électro-mécanique, puis je suis passé à la led UV collimatée et injectée dans une fibre 200µm. Mais les films sont hyper chers et se dégradent vite.

    Aujourd'hui je re-fabrique un nouveau système :
    - utilisant des films orthochromatiques dispos pour pas cher chez tout grossiste de fournitures pour imprimeurs.
    - utilisant une led de très forte puissance (110 lumens pour 1W, boostable à 3W):
    **** permettant de se passer d'optique car le rendement de couplage faible sans optique est compensé par beaucoup de puissance disponible.
    **** modulation facile sans obturateur électromécanique (toujours difficile à régler ces bêtes là et ça fuie toujours un peu la lumière).


    Je commence donc par usiner le support de la led qui doit aussi faire dissipateur pour évacuer environ 3W de chaleur et garder la puce en dessous de sa température de jonction maximum. Je fraise un plat d'alu qui reçoit une bride dont le role est de centrer la led sur la fibre optique tout en plaquant bien l'arrière de la puce contre le plat d'alu. Il y a bien sur une pate thermique entre les deux.

    C'est un vrai plaisir que de faire du copeau sur le vuilleumier !

    A suivre...

    100_7875p.JPG
    ↑  Le support de la led 3W avec la sortie fibre optique.
     
  2. Rebus

    Rebus Ouvrier

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    Phototraceur circuit imprimé
    Bonjour,

    Très intéressant sujet !

    Je crois qu'on s'était contacté il y a quelques mois ...

    Bien qu' ayant nettement réduis la fabrication de CI, je vais suivre ce post avec attention.
    Je n'ai jamais obtenu des résultats probants avec cette méthode, sur un traceur Roland DXY..., pourtant la société CIF commercialisait un temps ce système.

    Par contre le temps de traçage ....

    Alors je m'étais rabattu sur les imprimantes jet d'encre avec des bons transparents, cela m'a permis d'obtenir une qualité correcte avec un noir très dense.

    Donc ne vous gênez pas de poster des photos, car je tenterais bien l'expérience en montant une diode laser ou UV sur ma petite fraiseuse numérique....

    A votre écoute.
     
  3. oliv

    oliv Compagnon

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    Voila un sujet qui va bigrement m'intéresser !!!!!! J'ai hate de voir la suite et d'avoir toutes les explications (si possible) dans la réalisation d'une telle machine ...... :lol: :lol:
     
  4. HoloLab

    HoloLab Compagnon

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    Salut,

    Rebus, je ne me souviens plus de notre discussion c'était où ?

    [Pourquoi pas un vrai photo-traceur ?]
    J'avais un projet de faire un vrai photo-traceur avec une diode laser et un cylindre, mais c'est d'une autre envergure et le jeu n'en vaut pas la chandelle.

    [Pourquoi pas une diode UV ?]
    Pour la diode UV, comme je l'ai dit, l'avantage c'est qu'il n'est pas nécessaire de disposer d'une chambre noire. Les inconvénients sont légions :
    - film hyper cher, dispo sur commande chez les grossistes qui veulent bien perdre du temps avec un particulier...
    - sensibilité qui diminue très vite avec le temps. C'est certainement du aux "sensitizer dyes", les substances chimiques qui améliorent la sensibilité à certaines longueur d'onde.



    Bon ça avance, maintenant la plume :

    [Le contact sur le film fragile]
    J'ai fait une plume légèrement plus longue qu'un stylo normal de manière à diminuer la distance de vol de la plume et ainsi diminuer l'impact de la plume sur le film à chaque cycle de descente de plume.

    Il y a deux façon de mettre le film, émulsion vers le haut ou émulsion vers le bas. Il n'y a que des avantages (définition, sensibilité) à mettre le film vers le haut, mais c'est très facile de le rayer. Dans les systèmes précédents, je forçais la plume en position basse avec un élastique pour éviter de marteler l'émulsion, mais je souhaite améliorer la robustesse de la technique... d'où l'altitude de survol plus petite.

    J'ai aussi choisi le laiton comme matière pour éviter un mattage rapide de la pointe et un meilleur glissement sur le film.

    [Le diamètre de sortie]
    Mes premiers essais ont été réalisés avec des vieilles plumes à encre (introuvables aujourd'hui) dont j'avais retiré l'aiguille pointeau (principe Rotring). Le diamètre de sortie est d'environ 0.3mm. Le système à led UV utilisait de la fibre optique (spécial UV) de 200µm.
    Globalement, la taille de la piste est liée à ce diamètre, mais aussi dans une moindre mesure à la vitesse de plume.

    Aujourd'hui j'ai choisi 300µm, ce qui fait grosso modo une piste réelle de largeur 10 mil, nettement suffisante en montage amateur.

    [Comment faire un trou de 0.3mm ?]
    Après avoir cassé une bonne dizaine de forêts de 0.25mm sur le tour TR20, j'ai recommencé sur le Vuilleumier : même tarif... En plus, la longueur d'un forêt de 0.25mm ne se compte pas en cm !

    J'ai donc choisi de mettre un insert déjà percé. C'est une aiguille de seringue qui est percée à 0.3mm au centre et qui mesure 0.5mm de diamètre. Là aucun pb pour percer et l'aiguille se monte en force. Enfin, j'ai fait une polisseuse sous forme de plaque d'acier de 5mm d'épaisseur et de diamètre percé légèrement plus grand que le cylindre de laiton, de manière à ce que quand on fait des 8 sur le papier 1200, la surface générée soit plus proche de la sphère que du plan (ça "baguotte").

    Enfin, l'insert est échangeable pour changer facilement de diamètre.

    Oliv, j'espère que le niveau de détail te convient... Généralement il ne faut pas trop me prier pour parler ou écrire :oops:

    Maintenant les photos !

    @+ pour la suite.

    100_7876p.JPG
    ↑  L'insert est taillé dans une vieille tige filetée de diamètre 6mm


    100_8135p.JPG
    ↑  L'ensemble source+plume


    100_8134p.JPG
    ↑  La fausse plume...
     
  5. JKL

    JKL Compagnon

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    Première question : pourquoi est-il nécessaire d'actionner la descente de plume en cours de "tracé". Je pense qu'une seule fois suffit au début du tracé et cela peut se faire en dehors du cadre du CI car l'écriture se commande en allumant et éteignant la diode.
    Deuxième question : pourquoi reproduire une "plume" aussi fine puisque seul le coeur de la fibre va émettre de la lumière et c'est lui qui va donc déterminer la taille du spot lumineux.
    En conséquence il serait préférable de noyer la fibre dans un "bloc" de résine que l'on polit ensuite avec la fibre.
    Mes plotters HP peuvent recevoir une fausse plume ( que j'ai ) qui en fait joue le rôle d'une loupe avec un réticule ce qui permet de transformer le plotter en "coordinatographe". On déplace à la main la "plume" grace aux boutons fléchés et lorsque le réticule passe sur le tracé dont on souhaite relever les coordonnées on tape sur la touche "enter" et le plotter envoie les coordonnées à l'ordinnateur. Tout ça pour dire q'une plume du type que je propose était au catalogue de HP et j'ai donc rien inventé.
     
  6. oliv

    oliv Compagnon

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    Super.

    Je comprend pas tout dans le système (mais un peu quand même), mais en faisant bien attention, je crois que je vais y arriver. Juste une question annexe: le système final est identique à la gravure de circuit, c'est à dire que le projet est pour réaliser les typons, c'est ça? (désolé si je pose une question stupide .....). :oops:
     
  7. gaston48

    gaston48 Compagnon

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    Les typons au traceur sont d’une très haute précision dimensionnelle. c’est un
    plus sur le plan mécanique (l’imprimante laser a beaucoup de distorsions et
    le tracé est pixélisé)
    Le tracé à la plume, avec une encre dense, sur du mylar est d’un super contraste
    (les bords surtout) seulement il y a les ratés de tracé (plume qui se bouche)
    le phototracage c’est un noir et une définition parfait (sans que ça se bouche)

    Hololab, je suis avec attention ton projet, j'ai un plotteur hp 7550 en réserve pour ça
     
  8. HoloLab

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    Bonsoir JKL,


    C'est une excellente remarque. En fait, les déplacements sans tracé (plume relevée) se font en vitesse rapide (pas paramétrable, c'est le traceur qui décide). Et pour les raisons que j'ai citées (fragilité de l'émulsion), c'est une source de rayure supplémentaire qu'il vaut mieux éviter.

    Bonne remarque, mais :
    - la fibre n'émet pas seulement sur son coeur. C'est vrai pour de la fibre de bonne qualité, très longue, sans aucun rayon de courbure, et avec une injection dans le coeur. Dans la réalité la lumière est injectée aussi dans le cladding (surtout avec des leds !), la fibre est courbée ce qui crée des pertes dans le cladding, et elle est suffisamment courte pour que les pertes dans le cladding se propagent jusqu'à la sortie.
    - pour ce proto, j'ai choisi de la fibre optique plastique disponible partout à bas coût, mais de diamètre de coeur 1mm. Il faut donc un masque et le tube de diamètre 0.3mm est là pour calibrer la sortie. Bon d'accord, le rendement est faible (en gros, rapport des surfaces soit 10 fois moins). Mais c'est là l'intérêt de la solution à led de forte puissance, je peux en perdre un paquet, il m'en restera toujours assez. C'est également valable pour la fibre optique qui n'a pas besoin d'un polissage soigné.

    Par contre, avec la diode UV de moins de 1mW, j'avais du faire un collimateur à lentille traitée anti-reflet à 365nm et un système de réglage du centrage de la fibre pour aller rechercher le maximum de puissance. Dans les meilleures conditions je devais tracer à 1cm/s, soit 2 heures de tracé pour un CI de type europe avec des plans de masse grillagés. La fibre était elle-même optimisée pour l'UV (pas de pertes par absorption).

    Pour ce qui est de faire plus simple par moulage, certe, mais je préfère faire un peu de copeaux :smt077

    @+

    plume.JPG
    ↑  La fausse plume avec fibre UV


    générateur.JPG
    ↑  La version précédente du projet avec source UV réglable sur un appui 3 points (3 rondelles bellevilles).
     
  9. HoloLab

    HoloLab Compagnon

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    Je n'arrive pas à répondre aux questions assez vite... Mais Gaston48 l'a bien fait : c'est en effet pour réaliser le typon qui sera transféré grace à une insoleuse classique à tubes UV.

    La densité optique d'un tel film correctement développé est de 4. C'est à dire que seule 1/10000ième de la puissance lumineuse passe à travers ! Une imprimante laser c'est plutôt densité 2, c'est à dire 1/100ième de la puissance, ce qui est suffisant pour commencer à polymériser la résine et donc la porte ouverte aux micro-coupures.

    Ensuite, l'imprimante laser fonctionne sur un procédé électrostatique, donc c'est très difficile d'obtenir une densité uniforme. Les charges se déplacent sur les bords des grands aplats (plans de masse), ce qui fait qu'au centre de ces mêmes aplats la densité est plus faible encore.

    Mais la question est loin d'être stupide. Etant passionné de lasers, je me suis demandé si la résine photosensible des CI n'était pas photo-polymérisable avec une diode laser de type de celle qu'on récupère dans les graveurs de DVD Blu-ray. Ce serait un transfert direct, bien pour les protos, super gonflant pour les séries.

    @+
     
  10. Rebus

    Rebus Ouvrier

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    J'avais bien sûr essayé l'insolation directe d'une plaque photosensible par une diode UV un peu sur-alimentée et dont le faisceau était colimaté au mieux par une lentille.
    Mon traceur Roland le permettait car le circuit époxy présensibilisé pouvait être fixé sur le plateau (contrairement aux HP 74xx et 75xx ou la plume se déplace sur l'axe X et le papier sur l'axe Y).

    Même avec une vitesse de déplacement très lente, la résine était à peine marquée sur un peu moins d'un millimètre de diamètre.

    J'avais également fait des essais (infructueux) avec le film que vendait Sélectronic en format A4 il y a une quinzaine d'années.
    Ce film remplaçait le fameux film orange utilisé dans les années 80 pour inverser les typons réalisé avec des transferts Mécanorma.

    Je confirme aussi que les tracés à l'encre sur mylar spécial étaient de très bonne qualité, bords bien droits et densité élevée, quand la plume (0,25mm) ne se bouchait pas au beau milieu du tracé ...

    Voila pour ce qui n'a pas fonctionné pour moi, mais Hololab semble avoir beaucoup plus de connaissances en optique, fibre et diodes ... donc je suis le sujet de près.

    Salutations à tous.
     
  11. JKL

    JKL Compagnon

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    On se rend compte que le big problème se trouve au niveau de la source de lumière et les solutions qui pourraient être adoptées sont fortement handicapées par la nature ( taille - attachement ) de la plume du plotter.
    Dans ces cas mon approche serait différente. Je commencerais par faire une source de lumière irréprochable et je la fixerais sur une petite CNC adaptée. Il resterait l'interface au PC selon ce qui est utilisé sur ton plotter. Moi mon HP7475A est en HP-IB (I-EEE ) et le tien ??????
    Le travail à produire serait un peu compensé par le fait que comme indiqué, le défilement du film sur le plotter HP n'est pas sans inconvénient par rapport à un phototraceur Rolland. Il doit être concevable de cannibaliser un plotter HP pour ce qui est de l'électronique et les moteurs.
     
  12. Rebus

    Rebus Ouvrier

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    Bonjour,

    Mon Roland DXY-880 a rendu l'âme il y a quelques années, après des heures et des heures de traçage.
    Il fonctionnait en série en language HPGL, ce qui simplifiait bien les choses.
    Depuis j'ai construis une première fraiseuse CNC, puis une deuxième limitée au format Europe, dans l'idée de graver directement par fraisage.
    J'ai découvert d'autres problèmes, dont les défauts de planéité des plaques epoxy qui rendent la largeur des pistes, disons ... variable.
    De plus avec des fraises à 60° courantes, je n'ai jamais pu faire passer une piste entre deux pattes d'un circuit intégré.

    Je n'ai que peu d'expérience avec les diodes laser ou UV, et je tenterais bien de suivre l'expérimentation de notre ami Hololab.

    Cordialement.
     
  13. Bth

    Bth Ouvrier

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    Laser Circuit imprimé !!!

    Bonjour Messieurs,

    Il y a 15 ans je fesais un petite boite avec une ampoule, un relais et une fibre optique.
    J'ai phototracé mes mylars de circuits avec mon plotter Rolland DXY990.J'ai utilisé un film de marque ILFORD de type IC4. Malheureusement il n'est plus fabriqué. Domage c'était du travail de pro.
    Aprés sur ce plotter j'ai remplacè ma fibre optique par une turbine a air qui tourne à 300000trs/mn, gravure anglaise avec CopperCam en HPGL.
    Et la semaine derniere j'ai rencontré un pro du laser!!!! Il fait de la gravure laser sur tout type de supports, j'en ai encore plein les yeux!!!!!!!!!! pas des coups de laser mais une technique superbe.
    J'avais dans ma poche un petit morceau de présensibilisé pour faire un essai.
    Petits réglages sur la machine, traçage, la couche de vernis est vaporisée: le circuit est magnifique!!!!!!!! La gravure ensuite 100% OK.

    Le laser est un fibré à l'ytterbium avec tête galva, trés peu de puissance utilisée.

    Ne canibalisez pas votre plotter, ça va servir!!!!
    Moi je vais continuer dans cette voie c'est sur.

    A bientôt de vous lire.

    Sincères salutations.

    Thierry
     
  14. Rebus

    Rebus Ouvrier

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    Phototraceur circuit imprimé
    Bonjour ami Bisontin,

    Pouvez-vous donner quelques détails sur ce " laser fibré à l'ytterbium avec tête galva " ?
    Et quand vous parlez de " trés peu de puissance utilisée", en milliwatts ça fait quoi ?

    Cordialement.
     
  15. Bth

    Bth Ouvrier

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    Ytterbium

    Bonjour Rebus,

    Attention je ne suis pas un spécialiste Laser, moi je suis un ferrailleur!!! enfin presque.
    C'est le systeme utilisé par la personne qui ma fait la démo, pour info la machine coute 40000 euros!!!!!
    Pour le systeme fibré je suis allé voir sur le Net, il y a beaucoup d'explications.

    Je penses que nous avons avec nous sur ce furum des spécialistes qui pourront nous
    " éclairer ".
    A bientôt.

    Salutations Thierry

    Ps: Si il y a des fautes d'ortographes dans mes messages c'est pas de ma faute!!!!!!!
     

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