Concevoir des cartes électroniques soi-même

Dans cet article, je vais décrire comment créer votre propre carte électronique. Bien entendu, il est indispensable d’avoir des notions d’électronique et (dans notre cas) d’avoir une CNC. Si vous ne savez pas encore ce qu’est cet appareil, vous pouvez lire les articles suivants :

Acheter une CNC

Paramétrer une CNC

Utiliser une CNC

EAGLE CAD

Pour concevoir mes cartes, j’utilise un logiciel en mode gratuit (quelques limitations mais largement suffisant). J’ai nommé Eagle CAD (https://cadsoft.io/). Ce logiciel vous permet de faire votre schématique et votre routage de manière assez simple. De plus, la communauté est très importante, du coup, vous trouverez assez facilement les librairies de tous les composants que vous souhaitez intégrer.

Je ne vais pas faire une tutoriel de ce logiciel car il en existe beaucoup sur la toile. Par contre, je vais vous aiguiller sur les points importants à prendre en compte pour pouvoir graver proprement votre carte électronique sur votre plaque de cuivre.

Afin de pouvoir faire le lien entre votre design et la CNC, il existe un plugin pour Eagle CAD. http://pcbgcode.org/

pcb-gcode_screenshot

Grâce à ce plugin, vous pourrez effectuer de la gravure anglaise avec votre CNC. (La gravure anglaise est une méthode de gravure « à l’envers »… c’est à dire que l’on va enlever de la matière (cuivre) pour créer les pistes.

Attention, il ne suffit pas de router et de lancer le plugin pour que la gravure se passe bien. Il faut respecter certaines règles liées aux contraintes de la CNC :

  • les pistes ne doivent pas être plus fines que 0.2 mm (sous peine de casser plus rapidement)
  • ne pas mettre de composants avec un boitier ayant un écart trop fin entre deux pattes. Personnellement, je n’utilise pas plus petit que du SOT (espacement de 0.8 mm entre deux pattes), c’est suffisant dans la plupart des cas
  • Si votre usinage est sur deux couches, il faudra faire des trous de repère afin de pouvoir retourner le cuivre sans décalage. N’oubliez pas de cocher la case mirroring sur la deuxième face.

Une fois que vous pensez que c’est bon, vous pouvez lancer le plugin. Vous pouvez vérifier, grâce à leur représentation graphique, si votre design est OK.

S’il y a des défauts, il est assez facile de reprendre, modifier, ajouter et relancer le plugin jusqu’à ce que votre design vous semble OK.

Voici un exemple (C’est pour tester une alim (boost):

schema
Schématique de la carte
design
Design de la carte
pcb-gcode
Résultat sous PCB-GCODE

C’est cette dernière image qu’il va falloir contrôler car c’est le chemin que prendra la CNC.

Utiliser la CNC

Afin de pouvoir « router » votre carte électronique, il faudra vous procurer une plaque de cuivre.

Voici les fraises indispensables:

3 fraises = 3 changement d’outils 😉

Il ne vous reste plus qu’à lancer les usinages …

et voici le résultat :

concevoir_carte_electronique

Conclusion

Cette technique vous permet de créer des cartes électroniques de manière plus propres et en série par rapport aux cartes à trous. Elle est, notamment, plus rapide et moins corrosive que la méthode chimique. Il est évident que faire appel à une entreprise spécialisée (eurocircuit ou seeedstudio par exemple) pour fabriquer votre PCB est plus fiable, mais beaucoup plus cher, plus long et vous n’avez pas droit à l’erreur.

Cependant, vous ne pourrez pas tout faire avec cette méthode comme plus de deux couches ou des composants microscopique mais à mon sens, c’est un super compromis pour faire des tests avant « production ».

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