Placas de fresado de PCB
Tableros (placas de circuitos, placas de circuito impreso, …) se puede fabricar de muchas formas, en este articulo, hay dos formas de fresado de PCB que nos gustaría presentar. La primera forma es así:
• Hacer una película
• Exposición del material de base fotosensible
• Desarrollar
• Grabando
• Perforación
• Decoración
• Recubrimiento con barniz para soldar
Fresado de aislamiento de PCB
La segunda forma de Fabricación de PCB-Fresado de PCB , que al principio parece más atractivo, es fresado de aislamiento. Esto requiere los siguientes pasos:
• Generando los datos de fresado, preferiblemente como código G según DIN 66025
• Sujeción del material base
• Fresado de los contornos de las pistas conductoras
• Taladrar los agujeros para los componentes en la misma sujeción
• Recubrimiento con barniz para soldar
Los siguientes puntos hablan por el fresado de aislamiento.:
• Lo básico material de placa de circuito impreso es más barato
• El pánico con los productos químicos desaparece
• La producción de un único prototipo de PCB es más rápida
Por otra parte, habla en contra:
• Necesita una fresadora CNC tremendamente cara, junto con la electrónica de control necesaria y el software de PCB. Nada debe ir debajo 2,000,- Costes totales en euros, incluso en autoconstrucción. Como fabricante de PCB en China desde 2006, MOKO Technology fabrica PCB con fresadoras CNC avanzadas para asegurar una buena calidad
• Se requieren cortadores de carburo costosos para fresar, que por lo general duran solo 1 – 2 Juntas europeas
• Crear los datos de fresado no es fácil
• Configurar los parámetros de fresado de PCB es difícil y generalmente solo funciona con prueba y error
• El fresado de una tabla europea de una cara puede llevar más de una hora.
• El polvo de molienda (fibras de vidrio!) puede ser perjudicial para la salud
Procedimiento de fabricación de PCB
Si aún desea fresar sus placas de circuito impreso, aquí está el procedimiento que puede utilizar para producir el tablero que se muestra arriba con las dimensiones 100 mm x 60 mm. Esta es la placa de control del motor del husillo de la fresadora.. El tablero es solo unilateral, pero la producción de tableros de doble cara es posible de acuerdo con el mismo proceso. Es importante que se pueda crear un ancho de traza, lo que permite realizar un rastreo entre dos conexiones IC. De otra manera, solo se pueden fresar tablas muy simples. El hecho de que pueda tener éxito en esto muestra la siguiente ampliación recortada:
El ancho de la traza debe estar alrededor 0.3 mm, la distancia entre las huellas y los ojos de soldadura alrededor 0.4 mm. Esto significa que la placa PCB también se puede soldar con sensatez sin soldar constantemente trazas entre sí.. sin embargo, esto requiere un soldador decente con un delgado, punta larga y buen alambre de soldadura (0.5 mm).
El software pcb-gcode
Sin software apropiado, por supuesto, nada funciona. Puede utilizar el software de diseño Eagle para diseñar las placas de circuito impreso, por supuesto, si encuentra la tecnología MOKO, puede obtener el diseño de PCB de forma gratuita con su necesidad de fabricación de PCB. Eagle tiene una versión gratuita para probar y para proyectos más pequeños.. Esto también es interesante para las personas que usan un programa de diseño diferente., como veremos mas adelante.
sin embargo, La creación de programas de fresado de PCB para fresado de aislamiento no es una función estándar de Eagle. Pero debido a que es posible que tales funciones las lleven a cabo los llamados “ULP” (Programas de idioma del usuario), un hombre llamado John Johnson se ha ganado a sí mismo para escribir un ULP adecuado.
El ULP se puede descargar desde la página de descarga de CadSoft. primero, busca el “pcb-gcode.zip” ULP. Desafortunadamente, no hay función de búsqueda, pero los ULP están ordenados alfabéticamente. Descargue el archivo zip y descomprima todos los archivos que contiene en el c:-directorio programas-EAGLE-4.12-ulp.
Ahora, si escribe “ejecutar pcb-gcode -setup” en la vista de diseño de Eagle en la línea de comando, debería aparecer la siguiente pantalla de configuración:
Aquí configura los siguientes parámetros:
1.Lado superior (parte superior de la placa PCB, lado del componente)
• Generar contornos superiores – Genere datos de fresado de PCB para las pistas conductoras de la parte superior
• Generar simulacros superiores – Crear datos de perforación para la parte superior
• Generar rellenos superiores – Cree datos de fresado para eliminar todo el cobre entre las trazas y los ojos de soldadura (generalmente no es necesario)
2.Lado inferior de PCB (parte inferior del tablero)
• Cómo los parámetros de la parte superior
3.Placa PCB (parámetros que se aplican a toda la placa)
• Generar fresado – genera datos de fresado a partir de la capa de fresado del tablero (p. ej.. contorno o recortes más grandes)
• Aislamiento predeterminado – esto debería ser un valor muy pequeño, 0.0025 esta bien
• Aislamiento máximo – el ancho máximo del aislamiento
• Tamaño del paso de aislamiento – cuánto más ancho se vuelve el aislamiento con cada pasada
4.Unidades CB (unidades de medida)
• Micrones – milésimas de milímetro
• Milímetros – milimetros
• Mils – Milésimas de pulgada
• Pulgadas – pulgadas (25.4 mm)
Luego haga clic en el “Máquina” pestaña. Aparece la siguiente ventana:
Aquí configura los siguientes parámetros:
5.Eje Z (Configuración del eje Z)
• Z alto – Una posición que evita colisiones con dispositivos de sujeción
• Z Up: la posición en la que el eje Z se desplaza sobre el tablero cuando se coloca a toda prisa. No debe elegirse demasiado alto para ahorrar tiempo.
• Z abajo – Profundidad de intrusión del cortador
• Profundidad de perforación, un poco más que el grosor de la placa de circuito impreso
• Perforación – Tiempo de perforación
• Profundidad de fresado – Profundidad de fresado de PCB para contornos y recortes, un poco más que el grosor del tablero
6.Cambio de herramienta
• Posición en la que se conduce el eje Z para un cómodo cambio de herramienta
Huso (husillo de fresado)
• Spin Up Time – Tiempo en segundos para mantener el eje a velocidad
• Tamaño de la herramienta de grabado – Ancho de la puntada de grabado para fresar los contornos de la traza (vea abajo)
7.Tasas de alimentación
• XY – Velocidad de avance para los ejes X e Y durante el fresado de PCB
• CON – Velocidad de inmersión del cortador
Luego haga clic en el “Estilo GCode” pestaña. Aparece la siguiente ventana:
Aquí ahora puede establecer para qué programa de control de PC se debe generar el código. Esto es lo que se llama “postprocesador” (.páginas) lo hace. Como fan de Mach3, elegí “Mach”. Si no hay postprocesador para el programa de control que está utilizando, puede crear uno usted mismo haciendo lo siguiente:
• Elija el postprocesador que más se aproxime al deseado
• Luego abra el archivo gcode-defaults.h en el directorio C:-Programas-EAGLE-4.12-ulp con el editor
• Mhacer los cambios necesarios
• No cambie los códigos de formato como “%F”, “%re”, etc..
• Guarde el archivo con un nuevo nombre, p. ej.. “Cover.pp”
Luego, cuando haces clic en Aceptar, los cambios de configuración se guardan. Haciendo clic “Aceptar y hacer mi tablero” guarda los cambios de configuración y comienza a generar los datos de fresado y taladrado. Haciendo clic “Cancelar” descarta todos los cambios.
Generación de datos de fresado y perforación de PCB en Eagle
Generar los datos de Eagle es muy fácil, pero se deben considerar algunos detalles para crear una placa de circuito utilizable. primero, deberías configurar el “Reglas de diseño”. Para hacer esto, ingresar “drc” en la línea de comando o haga clic en el icono correspondiente. Aparece la ventana de reglas de diseño.
primero, clickea en el “Autorización” tabulador y establezca todas las distancias en 16mil (0.4 mm). Este es, en primer lugar, un buen punto de partida para sus propios experimentos.. Luego haga clic en el “Tamaños” pestaña.
Establezca el ancho mínimo de la pista en 16 mil (0.4 mm). Esto es importante cuando se trabaja con Autorouter. Luego haga clic en “Restring”.
Establecer las almohadillas (conectores de componentes) a 16mil. Esto asegura que no se vuelvan demasiado pequeños..
Todos los valores son aquellos con los que trabajo y con los que he logrado buenos resultados. Por supuesto, es posible que pueda lograr mejores resultados con otros valores.
Luego haga clic en “Cheque”. Probablemente obtendrá una lista de errores que se queja de muy pocas distancias entre las trazas. Cambie el espaciado en consecuencia. sin embargo, puede ignorar muy pocas distancias donde se realizan rastreos entre puertos IC. Tampoco deben hacer que los trazos sean más estrechos allí..
Si todo esta bien, tipo “ejecutar pcb-gcode” en la línea de comando
Luego se generan los siguientes archivos, todos los cuales tienen el nombre de su archivo esquemático, al que se adjuntan las siguientes extensiones:
• top.nc: los contornos de la traza para la parte superior del tablero
• bot.nc: los contornos de la traza para la parte inferior del tablero
• tf.nc: Fresado de datos para eliminar el cobre restante en la parte superior (generalmente no es necesario)
• bf.nc: Fresado de datos para eliminar el cobre restante en la parte inferior (generalmente no es necesario)
• td.nc: Datos de perforación, visto desde arriba. Al principio hay una tabla con los diámetros de perforación requeridos.. Debido a la conversión de pulgadas a milímetros con parcialmente “crujido” valores. Solo toma el taladro que se acerque más.
Estos se utilizarán en la producción de tableros de una cara., de lo contrario, el tablero tendría que ser volteado.
mt.nc: Fresado de datos para contornos y recortes, visto desde arriba.
mb.nc: Fresado de datos para contornos y recortes, visto desde abajo.
Estos archivos se escriben en el mismo directorio que su archivo de esquema.
Para una primera prueba, ahora puede abrir top.nc o bot.nc en Mach3 y ver el resultado. Presumiblemente, la visualización de las bandas de fresado está fuera de la ventana de vista previa. Por lo tanto, reduzca el tamaño de la pantalla hasta que vea el tablero. Luego muévelos y muévelos hasta que tengas una imagen clara:
Haga clic en la imagen para verla en tamaño completo y verifique los contornos de las trazas y los conectores de los componentes. Particularmente críticos son los lugares donde se llevan a cabo los rastreos entre las conexiones de los componentes.. Si no hay pista de fresado entre la pista conductora y la conexión, luego debe reducir el ancho de la puntada de fresado en la configuración (Tamaño de la herramienta de grabado).
Sujetar el tablero
Para poder fresar el tablero, primero debes sujetarlo. Hace una diferencia significativa si trabaja con un controlador de profundidad de grabado o no. El controlador de profundidad de grabado asegura que la puntada de fresado de PCB siempre tenga la misma profundidad de inmersión en todos los puntos de la placa. Porque el Stichel tiene forma de V, la profundidad determina el ancho del aislamiento, es decir. la telaraña molida. Si esto se vuelve demasiado ancho, entonces tus huellas desaparecen en el nirvana, se vuelve demasiado estrecho, el cobre se detiene y provoca cortocircuitos. El controlador de profundidad de mi máquina se ve así:
El tubo corto en la parte delantera es la conexión para la aspiradora., el tornillo micrométrico se utiliza para ajustar la altura. Describiré cómo funciona el controlador de profundidad y cómo se construye en otro lugar..
Porque el controlador de profundidad de grabado presiona la placa firmemente sobre la base, no es necesario asegurarlo contra el despegue. En lugar, es importante asegurar la tabla contra resbalones. Para este propósito, He construido un marco que consta de 1.0 hojas de aluminio rígido de mm sobre una placa de madera.
Dos tiras de chapa forman un ángulo en el que el tablero es presionado por dos cuñas del mismo material. La imagen debe hacer que el principio sea comprensible.. Este tipo de fijación tiene la ventaja para la producción en serie de que los tableros siempre se sujetan en la misma posición.. Así que primero puedo fresar todas las tablas y perforarlas en una sola pasada sin tener que cambiar constantemente el programa y la herramienta..
La herramienta de fresado de PCB
Puede utilizar puntadas de grabado para fresar, que son piezas hechas de varillas redondas de carburo, en el que la mitad se muele en la zona inferior. A continuación, se lijan en diferentes ángulos de punta.. El ángulo de rectificado es siempre la mitad del tamaño del ángulo de la punta.. La punta está ligeramente lijada., resultando en una vanguardia. El ancho de corte y el ángulo de la punta se pueden seleccionar al realizar el pedido. Hasta aquí, He logrado los mejores resultados con 0.1 mm de ancho de corte, un ángulo de punta de 40 ° y una profundidad de fresado de 0.2 mm. El dibujo muestra un truco:
El diámetro del eje debe ser 3 mm, que también encaja con las pinzas Proxxon. También hay puntadas con 1/8 diámetro del eje en pulgadas, que no encajan correctamente en el 3.2 mm collar y tienden a “huevo”. Eche un vistazo a eBay, hay varios proveedores. Asegúrese de obtener puntadas con un borde cortado terminado, usted mismo tiene que afilar puntadas sin cortar con una máquina de pulir puntadas.
Punto cero de la pieza
El punto cero de la pieza de trabajo se encuentra en el borde frontal izquierdo de la placa PCB en los datos de fresado para la parte superior.. En el fondo, sin embargo, se encuentra a la derecha, Limite frontal. Todos los valores de coordenadas del eje X son negativos!
Altura
Si trabaja con un control deslizante de profundidad de grabado, sabes como ajustar la altura. De otra manera, la forma más fácil es sujetar un cortador y conducirlo sobre la tabla por un corto tiempo. Luego afloje el portabrocas y deje caer el cortador sobre la tabla.. A continuación, vuelva a apretar el avance y ajuste el eje Z a cero.. No olvide volver a subir un poco el eje Z!
Profundidad de inmersión
La profundidad de inmersión es muy crítica., porque esto da como resultado el ancho de la banda de fresado de PCB. La fórmula para esto es:
Cortador 40 °: Ancho = profundidad de inmersión * 0.7279
Cortador 60 °: Ancho = profundidad de inmersión * 1,1547
Necesita una cierta profundidad de inmersión mínima (0.15 - 0.2 mm en mi experiencia), de lo contrario, se creará una cresta en las bandas fresadas. Dado que las imprecisiones de la máquina también influyen, Aconsejo probar algunos de los desperdicios.
Eje de velocidad
La velocidad del husillo de fresado debe ser lo más alta posible para lograr un corte sin rebabas.. Velocidades de husillo desde 20,000 rpm están bien. sin embargo, en mi máquina con 6,000 rpm también están disponibles tablas bastante limpias.
Molienda
Ahora es el momento de empezar! También preste atención a la distancia de seguridad necesaria del cortador y que no haya medios de sujeción en el camino. No olvide encender el husillo! Probablemente no esté satisfecho con el primer resultado y tendrá que experimentar un poco.
Perforación
Uno de los encantos del proceso es que puedes perforar el tablero de inmediato.. Para hacer esto, necesita los datos de perforación de la página respectiva. Los agujeros atraviesan todo el tablero en cualquier caso., pero son una imagen de espejo en la parte inferior hacia la parte superior, es decir. también con los datos de perforación, el punto cero de la parte inferior está al frente derecho. Tan pronto como se requiera un cambio de taladro, el programa de fresado de PCB detiene y mueve el husillo a la posición que especificó para el cambio de herramienta.
PCB de doble cara
Como ya fue mencionado, la producción de tableros de doble cara también es posible. Para hacer esto, colocar un lugar separado, pequeño agujero en el lauyout del tablero y tenga en cuenta las coordenadas. Para hacer esto, ingresar “info” en la línea de comando y haga clic en el agujero. Luego verá una pequeña ventana
La primera coordenada (52.07) es el eje X, el segundo es el eje Y, visto desde arriba. Si giró la tabla después de fresar y perforar la parte superior, coloque el centro del husillo de fresado exactamente sobre este orificio e introduzca los valores de las coordenadas como las posiciones X e Y en el controlador. Tienes que ingresar la coordenada X como valor negativo!
Otros programas de diseño de PCB
Si está trabajando con un programa de diseño diferente, Puede leer los datos de Gerber y Exellon utilizando Eagle Power Tools y luego generar los datos de fresado a partir de ellos., y según un fabricante de PCB en el que puede confiar, La tecnología MOKO puede ser una buena opción ya que somos profesionales en la fabricación y montaje de placas de circuito impreso desde 2006, también estamos abiertos a responder a cualquiera de sus preguntas sobre los problemas de sus placas de circuito impreso!
