Płytki do frezowania PCB
Tablice (płytki obwodów, płytki z obwodami drukowanymi, …) można wytwarzać na wiele sposobów, w tym artykule, Chcielibyśmy przedstawić dwa sposoby frezowania PCB. Pierwsza droga wygląda tak:
• Robienie filmu
• Ekspozycja światłoczułego materiału podstawowego
• Rozwijać
• Trawienie
• Wiercenie
• Decoating
• Powlekanie lakierem lutowniczym
Frezowanie izolacji PCB
Drugi sposób Produkcja PCB-frezowanie PCB , co na pierwszy rzut oka wydaje się bardziej atrakcyjne, jest frezowanie izolacji?. Wymaga to następujących kroków:
• Generowanie danych frezowania, najlepiej jako kod G zgodnie z DIN 66025
• Mocowanie materiału bazowego
• Frezowanie konturów torów przewodzących
• Wiercenie otworów na komponenty w tym samym mocowaniu
• Powlekanie lakierem lutowniczym
Poniższe punkty przemawiają za frezowaniem izolacji:
• Podstawy Materiał PCB jest tańsze
• Panika z chemikaliami ustępuje
• Produkcja pojedynczego prototypu PCB jest szybsza
Z drugiej strony, to przemawia przeciwko:
• Potrzebujesz przerażająco drogiej frezarki CNC, wraz z niezbędną elektroniką sterującą i oprogramowaniem PCB. Nic nie powinno schodzić poniżej 2,000,- Całkowite koszty w euro, nawet w samokonstrukcji. Jako producent PCB w Chinach od 2006, MOKO Technology produkuje PCB z zaawansowaną technologią frezowanie CNC maszyny zapewniające dobrą jakość
• Do frezowania wymagane są drogie frezy z węglików spiekanych, które zwykle trwają tylko 1 – 2 Europejskie tablice
• Tworzenie danych frezowania nie jest łatwe
• Ustawienie parametrów frezowania PCB jest trudne i zwykle działa tylko metodą prób i błędów
• Frezowanie jednostronnej płyty europejskiej może zająć ponad godzinę
• Pył z frezowania (włókna szklane!) może być szkodliwy dla zdrowia
Procedura produkcji PCB
Jeśli nadal chcesz frezować swoje płytki drukowane?, oto procedura, której możesz użyć do wyprodukowania płyty pokazanej powyżej o wymiarach 100 mm x 60 mm. To jest tablica kontrolna silnika wrzeciona frezarki. Tablica jest tylko jednostronna, ale produkcja płyt dwustronnych jest możliwa według tego samego procesu. Ważne jest, aby można było utworzyć szerokość śladu, co umożliwia wykonanie śladu pomiędzy dwoma połączeniami IC. Inaczej, frezować można tylko bardzo proste deski. O tym, że może się to udać, świadczy następujące poszerzenie wycinanki:
Szerokość śladu powinna wynosić około 0.3 mm, odległość między śladami a oczkami lutowniczymi około 0.4 mm. Oznacza to, że płytkę PCB można również rozsądnie lutować bez ciągłego lutowania ze sobą śladów. jednak, wymaga to porządnej lutownicy o cienkiej, długa końcówka i dobry drut lutowniczy (0.5 mm).
Oprogramowanie pcb-gcode
Bez odpowiedniego oprogramowania, oczywiście, nic nie działa. Możesz użyć oprogramowania do projektowania układu Eagle do zaprojektowania płytek drukowanych, oczywiście, jeśli znajdziesz Technologię MOKO, możesz uzyskać projekt PCB za darmo z potrzebami produkcyjnymi PCB. Eagle ma darmową wersję do wypróbowania i do mniejszych projektów. Jest to również interesujące dla osób, które używają innego programu do projektowania layout, jak zobaczymy później.
jednak, tworzenie programów frezowania PCB do frezowania izolacji nie jest standardową funkcją Eagle. Ale ponieważ takie funkcje mogą być realizowane przez tzw “ULP” (Programy językowe użytkownika), człowiek o imieniu John Johnson zasłużył sobie na napisanie odpowiedniego ULP.
ULP można pobrać ze strony pobierania CadSoft. Pierwszy, Spójrz na “pcb-gcode.zip” ULP. Niestety, nie ma funkcji wyszukiwania, ale ULP są posortowane alfabetycznie. Pobierz plik zip i rozpakuj wszystkie zawarte w nim pliki do c:-programy-EAGLE-4.12 katalog ulp.
Teraz, jeśli wpiszesz “uruchom pcb-gcode -setup” w widoku układu Eagle w wierszu poleceń, powinien pojawić się następujący ekran konfiguracji:
Tutaj ustawiasz następujące parametry:
1.Górna strona (górna część płytki PCB, strona komponentu)
• Generuj górne kontury – Wygeneruj dane frezowania PCB dla ścieżek przewodzących z góry
• Generuj górne wiertła – Utwórz dane wiercenia dla góry
• Generuj najlepsze wypełnienia – Utwórz dane frezowania, aby usunąć całą miedź między śladami a oczkami lutowniczymi (zwykle nie jest wymagane)
2.Dolna strona PCB (spód planszy)
• Jak parametry blatu
3.Tablica PCB (parametry, które dotyczą całej planszy)
• Generuj frezowanie – generuje dane frezowania z warstwy frezu płyty; (na przykład. zarys lub większe wycięcia)
• Domyślna izolacja – to powinna być bardzo mała wartość, 0.0025 jest w porządku
• Maksymalna izolacja – maksymalna szerokość izolacji
• Rozmiar kroku izolacji – o ile szersza staje się izolacja z każdym przejściem
4.Jednostki CB (jednostki miary)
• Mikrony – tysięcznych milimetra
• Milimetry – milimetry
• Mils – Tysiące cala
• Cale – cale (25.4 mm)
Następnie kliknij “Maszyna” patka. Pojawi się następujące okno:
Tutaj ustawiasz następujące parametry:
5.Oś Z (Ustawienia osi Z)
• Z Wysoka – Pozycja, która pozwala uniknąć kolizji z urządzeniami zaciskowymi
• Z Up — Pozycja, w której oś Z jest przesuwana nad płytą podczas pozycjonowania w pośpiechu. Nie należy wybierać zbyt wysoko, aby zaoszczędzić czas
• Z w dół – Głębokość penetracji frezu
• Głębokość wiercenia, nieco więcej niż grubość płytki drukowanej
• Wiercenie – Czas na nudę
• Głębokość frezowania – Głębokość frezowania PCB dla konturów i wycięć, nieco więcej niż grubość deski
6.Zmiana narzędzia
• Pozycja, na którą napędzana jest oś Z w celu wygodnej wymiany narzędzia
Wrzeciono (wrzeciono frezarskie)
• Czas rozkręcania – Czas w sekundach, aby utrzymać prędkość wrzeciona
• Rozmiar narzędzia do trawienia – Szerokość ściegu grawerującego do frezowania konturów śladów (patrz poniżej)
7.Stawki paszowe
• XY – Prędkość posuwu dla osi X i Y podczas frezowania PCB
• Z – Prędkość zanurzenia noża
Następnie kliknij “Styl GCode” patka. Pojawi się następujące okno:
Tutaj możesz teraz ustawić, dla którego programu sterującego komputerem ma zostać wygenerowany kod. To jest tak zwany “postprocesor” (.pp) robi. Jako fan Mach3, wybieram “Mach”. Jeśli nie ma postprocesora dla używanego programu sterującego, możesz stworzyć go samodzielnie, wykonując następujące czynności:
• Wybierz postprocesor najbardziej zbliżony do pożądanego
• Następnie otwórz plik gcode-defaults.h w katalogu C:-Programy-EAGLE-4.12-ulp z edytorem
• Mwprowadź niezbędne zmiany
• Nie zmieniaj kodów formatu, takich jak “%fa”, “%re”, itp.
• Zapisz plik pod nową nazwą, na przykład. “Okładka.pp”
Następnie, kiedy klikniesz Zaakceptuj, zmiany konfiguracji są zapisywane. Kliknięcie “Zaakceptuj i stwórz moją tablicę” zapisuje zmiany w konfiguracji i rozpoczyna generowanie danych frezowania i wiercenia. Kliknięcie “Anuluj” odrzuca wszystkie zmiany.
Generowanie danych frezowania i wiercenia PCB w Eagle
Generowanie danych z Eagle jest bardzo proste, ale należy wziąć pod uwagę pewne szczegóły, aby stworzyć użyteczną płytkę drukowaną. Pierwszy, powinieneś ustawić “Zasady projektowania”. Aby to zrobić, wchodzić “drc” w wierszu poleceń lub kliknij odpowiednią ikonę. Pojawi się okno zasad projektowania.
Pierwszy, Kliknij na “Luz” tab i ustaw wszystkie odległości na 16 milmi (0.4 mm). To przede wszystkim dobry punkt wyjścia do własnych eksperymentów. Następnie kliknij “Rozmiary” patka.
Ustaw minimalną szerokość toru na 16 mil (0.4 mm). Jest to ważne podczas pracy z Autorouterem. Następnie kliknij “Odpoczynek”.
Ustaw klocki (złącza komponentowe) do 16 mil. Gwarantuje to, że nie staną się zbyt małe.
Wszystkie wartości to te, z którymi pracuję i dzięki którym osiągnąłem dobre wyniki. Oczywiście, możesz osiągnąć lepsze wyniki z innymi wartościami.
Następnie kliknij “Czek”. Prawdopodobnie dostaniesz listę błędów, które narzekają na zbyt małe odległości między śladami. Zmień odpowiednio odstępy. jednak, możesz zignorować zbyt małą odległość, na której wykonywane są ślady między portami IC. Tam też nie powinny zawęzić śladów.
Jeśli wszystko jest w porządku, rodzaj “uruchom pcb-gcode” w wierszu poleceń
Następnie generowane są następujące pliki, z których wszystkie mają nazwę twojego pliku schematu, do którego dołączone są następujące rozszerzenia:
• top.nc: obrysy śladów dla górnej części planszy
• bot.nc: kontury śladów na dole planszy
• tf.nc: Dane frezowania w celu usunięcia pozostałej miedzi na górze (zwykle nie jest to konieczne)
• bf.nc: Dane frezowania w celu usunięcia pozostałej miedzi na dnie (zwykle nie jest to konieczne)
• td.nc: Dane dotyczące wiercenia, widziane z góry. Na początek tabela z wymaganymi średnicami wierteł. Ze względu na przeliczenie calowe milimetry z częściowo part “schrupać” wartości. Po prostu weź wiertło, które jest najbliżej.
Przeznaczone są do produkcji tablic jednostronnych, inaczej deska musiałaby zostać odwrócona.
mt.nc: Dane frezowania dla konturów i wycięć, widziane z góry.
mb.nc: Dane frezowania dla konturów i wycięć, widziane od dołu.
Te pliki są zapisywane w tym samym katalogu, co plik schematu.
Na pierwszy test, możesz teraz otworzyć top.nc lub bot.nc w Mach3 i wyświetlić wynik. Prawdopodobnie, wyświetlanie wstęg frezujących jest poza oknem podglądu. W związku z tym, zmniejsz rozmiar wyświetlacza, aż zobaczysz tablicę. Następnie przesuwaj je i przesuwaj, aż uzyskasz wyraźny obraz:
Kliknij na obrazek, aby zobaczyć go w pełnym rozmiarze i sprawdź obrysy ścieżek i złączy komponentów. Szczególnie krytyczne są miejsca, w których prowadzone są ślady pomiędzy połączeniami komponentów. Jeśli nie ma toru frezowania między przewodem a połączeniem, wtedy należy zmniejszyć szerokość ściegu frezującego w konfiguracji (Rozmiar narzędzia do trawienia).
Mocowanie deski
Aby móc frezować deskę, musisz go najpierw zacisnąć. To, czy pracujesz z kontrolerem głębokości grawerowania, czy nie, ma duże znaczenie. Kontroler głębokości grawerowania zapewnia, że ścieg frezowania PCB ma zawsze taką samą głębokość zanurzenia we wszystkich punktach płytki. Ponieważ Stichel ma kształt litery V, głębokość określa szerokość izolacji, to znaczy. zmielona sieć. Jeśli to stanie się zbyt szerokie, wtedy twoje ślady znikają w nirwanie, robi się zbyt wąski, miedź zatrzymuje się i prowadzi do zwarć. Kontroler głębokości na mojej maszynie wygląda tak:
Krótka rurka z przodu to przyłącze do odkurzacza, śruba mikrometryczna służy do regulacji wysokości. Opiszę, jak działa kontroler głębokości i jest zbudowany w innym miejscu.
Ponieważ kontroler głębokości grawerowania mocno dociska deskę do podkładu, nie trzeba go zabezpieczać przed oderwaniem. Zamiast, ważne jest, aby zabezpieczyć deskę przed poślizgiem. W tym celu, Zbudowałem ramę składającą się z 1.0 sztywna blacha aluminiowa mm na płycie drewnianej wooden.
Dwa pasy blachy tworzą kąt, do którego deska dociskana jest dwoma klinami z tego samego materiału. Obraz powinien sprawić, że zasada będzie zrozumiała. Ten rodzaj mocowania ma tę zaletę w produkcji seryjnej, że deski są zawsze mocowane w tej samej pozycji. Mogę więc najpierw wyfrezować wszystkie deski i wywiercić je w jednym przejściu bez konieczności ciągłej zmiany programu i narzędzia.
Narzędzie do frezowania PCB
Do frezowania można użyć ściegów grawerskich, które są częściami wykonanymi z okrągłych prętów węglikowych, w którym połowa jest zmielona w dolnej części. Są one następnie szlifowane pod różnymi kątami końcówek. Kąt szlifowania jest zawsze o połowę mniejszy od kąta ostrza. Końcówka jest lekko piaskowana, w wyniku czego krawędzią tnącą. Szerokość cięcia i kąt końcówki można wybrać przy zamówieniu. Jak dotąd, Najlepsze wyniki osiągnąłem z 0.1 mm szerokość cięcia, kąt wierzchołka 40° i głębokość frezowania 0.2 mm. Rysunek pokazuje sztuczkę:
Średnica wału powinna wynosić 3 mm, który pasuje również do tulei zaciskowych Proxxon. Istnieją również szwy z 1/8 calowa średnica wału, które nie pasują do 3.2 tuleja mm i mają tendencję do “jajko”. Spójrz na eBay, jest kilku dostawców. Upewnij się, że otrzymujesz ściegi z wykończoną krawędzią cięcia, musisz samodzielnie szlifować ściegi bez cięcia szlifierką ściegową.
Punkt zerowy przedmiotu obrabianego
Punkt zerowy obrabianego przedmiotu znajduje się na lewej przedniej krawędzi płytki PCB w danych frezowania dla góry. Na dnie, jednak, znajduje się po prawej stronie, Przednia krawędź. Wszystkie wartości współrzędnych osi X są ujemne!
Wysokość
Jeśli pracujesz z suwakiem głębokości grawerowania, wiesz, jak wyregulować wysokość. Inaczej, najprościej zacisnąć nóż i przejechać nim przez krótki czas po desce. Następnie poluzuj uchwyt i upuść nóż na deskę. Następnie ponownie dokręć posuw i ustaw oś Z na zero. Nie zapomnij jeszcze trochę podkręcić osi Z!
Głębokość zanurzenia
Głębokość zanurzenia jest bardzo ważna, ponieważ powoduje to szerokość wstęgi frezowania PCB. Wzór na to jest:
Frez 40°: Szerokość = Głębokość zanurzenia * 0.7279
Frez 60°: Szerokość = Głębokość zanurzenia * 1,1547
Potrzebujesz określonej minimalnej głębokości zanurzenia (0.15 – 0.2 mm z mojego doświadczenia), w przeciwnym razie na frezowanych środnikach powstanie grzbiet. Ponieważ niedokładności maszyny również odgrywają rolę, Radzę spróbować niektórych kawałków odpadów.
Prędkość wrzeciona
Prędkość wrzeciona frezującego powinna być jak najwyższa, aby uzyskać cięcie bez zadziorów. Prędkości wrzeciona od 20,000 obroty są w porządku. jednak, na moim komputerze z 6,000 rpm również dość czyste deski są dostępne.
Przemiał
Teraz czas zacząć! Zwróć również uwagę na niezbędną bezpieczną odległość noża i czy nie ma na drodze żadnych środków mocujących. Nie zapomnij włączyć wrzeciona! Prawdopodobnie nie będziesz zadowolony z pierwszego wyniku i będziesz musiał trochę poeksperymentować.
Wiercenie
Jednym z uroków tego procesu jest to, że deskę można natychmiast wiercić. Aby to zrobić, potrzebujesz danych wiercenia odpowiedniej strony. Otwory i tak przechodzą przez całą planszę, ale są lustrzanym odbiciem od dołu do góry, to znaczy. również z danymi wiercenia punkt zerowy dna znajduje się po prawej stronie z przodu. Jak tylko wymagana jest wymiana wiertła, program frezowania PCB zatrzymuje się i przesuwa wrzeciono do pozycji określonej dla zmiany narzędzia.
Dwustronna płytka drukowana
Jak już wspomniano, możliwa jest również produkcja płyt dwustronnych. Aby to zrobić, umieść oddzielny, mały otwór w układzie planszy i zanotuj współrzędne. Aby to zrobić, wchodzić “informacje” w wierszu poleceń i kliknij otwór. Zobaczysz wtedy małe okienko
Pierwsza współrzędna (52.07) to oś X X, druga to oś Y, widziane z góry. Jeśli odwróciłeś deskę po frezowaniu i wierceniu blatu, ustawić środek wrzeciona frezującego dokładnie nad tym otworem i wprowadzić wartości współrzędnych jako pozycje X i Y w sterowniku. Musisz wprowadzić współrzędną X jako wartość ujemną!
Inne programy do projektowania PCB
Jeśli pracujesz z innym programem do projektowania, możesz odczytać dane Gerber i Exellon za pomocą Eagle Power Tools, a następnie wygenerować z nich dane frezowania, i jak na producenta PCB, któremu możesz zaufać, Technologia MOKO może być dobrym wyborem, ponieważ jesteśmy profesjonalistami w produkcji i montażu obwodów drukowanych od 2006, jesteśmy również otwarci, aby odpowiedzieć na wszelkie pytania dotyczące problemów z płytami PCB!
