Schede di fresatura PCB
Tavole (circuiti stampati, circuiti stampati, …) può essere prodotto in molti modi, in questo articolo, ci sono due modi per la fresatura di PCB che vorremmo introdurre. Il primo modo va così:
• Fare un film
• Esposizione del materiale di base fotosensibile
• Sviluppare
• Acquaforte
• Foratura
• Decoating
• Rivestimento con vernice per saldatura
Fresatura di isolamento PCB
Il secondo modo di Produzione di PCB-Fresatura PCB , che a prima vista sembra più attraente, è la fresatura di isolanti. Ciò richiede i seguenti passaggi:
• Generazione dei dati di fresatura, preferibilmente come codice G secondo DIN 66025
• Bloccaggio del materiale di base
• Fresatura dei contorni delle piste conduttrici
• Realizzazione dei fori per i componenti nello stesso serraggio
• Rivestimento con vernice per saldatura
I seguenti punti parlano della fresatura dell'isolamento:
• La base Materiale PCB è più economico
• Il panico con i prodotti chimici svanisce
• La produzione di un singolo prototipo di PCB è più veloce
D'altra parte, parla contro:
• Serve una fresatrice CNC spaventosamente costosa, insieme all'elettronica di controllo e al software PCB necessari. Niente dovrebbe andare sotto 2,000,- Euro costi complessivi, anche in autocostruzione. Come produttore di PCB in Cina da allora 2006, La tecnologia MOKO produce PCB con fresatrici CNC avanzate per garantire una buona qualità
• Per la fresatura sono necessarie costose frese in metallo duro, che di solito durano solo 1 – 2 Consigli europei
• La creazione dei dati di fresatura non è semplice
• L'impostazione dei parametri di fresatura PCB è difficile e di solito funziona solo con tentativi ed errori
• La fresatura di una tavola europea unilaterale può richiedere più di un'ora
• La polvere di fresatura (fibre di vetro!) può essere dannoso per la salute
Procedura di produzione di PCB
Se vuoi ancora fresare i tuoi circuiti stampati, ecco la procedura che puoi utilizzare per produrre la tavola mostrata sopra con le dimensioni 100 mm x 60 mm. Questa è la scheda di controllo del motore mandrino della fresatrice. Il consiglio è solo unilaterale, ma la produzione di pannelli bifacciali è possibile con lo stesso processo. È importante che sia possibile creare una larghezza di traccia, che consente di eseguire una traccia tra due connessioni IC. Altrimenti, si possono fresare solo tavole molto semplici. Il fatto che possa avere successo in questo mostra il seguente ingrandimento tagliato:
La larghezza della traccia dovrebbe essere intorno 0.3 mm, la distanza tra le tracce e gli occhi di saldatura circa 0.4 mm. Ciò significa che la scheda PCB può anche essere saldata in modo sensato senza saldare costantemente tracce tra loro. però, questo richiede un saldatore decente con un sottile, punta lunga e buon filo di saldatura (0.5 mm).
Il software pcb-gcode
Senza un software appropriato, ovviamente, niente funziona. È possibile utilizzare il software di layout Eagle per progettare i circuiti stampati, ovviamente, se trovi la tecnologia MOKO, puoi ottenere la progettazione di PCB gratuitamente in base alle tue esigenze di produzione di PCB. Eagle ha una versione freeware per provare e per progetti più piccoli. Questo è interessante anche per le persone che usano un programma di layout diverso, come vedremo più avanti.
però, la creazione di programmi di fresatura PCB per la fresatura di isolamento non è una funzione standard di Eagle. Ma perché è possibile avere tali funzioni svolte dai cosiddetti “ULP” (Programmi in lingua utente), un uomo di nome John Johnson si è guadagnato a scrivere un ULP adatto.
L'ULP può essere scaricato dalla pagina di download di CadSoft. Primo, cerca il file “pcb-gcode.zip” ULP. Sfortunatamente, non è presente alcuna funzione di ricerca, ma gli ULP sono ordinati alfabeticamente. Scarica il file zip e decomprimi tutti i file che contiene nel file c:-directory programmi-EAGLE-4.12-ulp.
Adesso, se digiti “eseguire pcb-gcode -setup” nella visualizzazione layout di Eagle sulla riga di comando, dovrebbe apparire la seguente schermata di configurazione:
Qui si impostano i seguenti parametri:
1.Lato superiore (parte superiore della scheda PCB, lato del componente)
• Genera contorni superiori – Genera dati di fresatura PCB per le piste conduttrici della parte superiore
• Genera i migliori esercizi – Crea dati di perforazione per la parte superiore
• Genera riempimenti superiori – Crea dati di fresatura per rimuovere tutto il rame tra le tracce e gli occhielli di saldatura (di solito non richiesto)
2.Lato inferiore PCB (fondo del tabellone)
• Come i parametri del top
3.Scheda PCB (parametri che si applicano all'intera scheda)
• Genera fresatura – genera dati di fresatura dallo strato di fresatura della tavola (es. contorno o ritagli più grandi)
• Isolamento predefinito – questo dovrebbe essere un valore molto piccolo, 0.0025 è OK
• Isolamento massimo – la larghezza massima dell'isolamento
• Dimensioni del gradino di isolamento – quanto più ampio diventa l'isolamento ad ogni passaggio
4.Unità CB (unità di misura)
• Micron – millesimi di millimetro
• Millimetri – millimetri
• Mils – Migliaia di pollici
• Pollici – pollici (25.4 mm)
Quindi fare clic sul file “Macchina” tab. Viene visualizzata la seguente finestra:
Qui si impostano i seguenti parametri:
5.Asse Z. (Impostazioni dell'asse Z.)
• Z alta – Una posizione che evita le collisioni con i dispositivi di bloccaggio
• Z Up - La posizione in cui l'asse Z viene guidato sulla tavola quando si posiziona in fretta. Non dovrebbe essere scelto troppo alto per risparmiare tempo
• Z Giù – Profondità di intrusione della fresa
• Profondità di perforazione, leggermente superiore allo spessore del circuito stampato
• Drill Dwell – Tempo noioso
• Profondità di fresatura – Profondità di fresatura PCB per profili e ritagli, poco più dello spessore della tavola
6.Cambio utensile
• Posizione su cui viene guidato l'asse Z per un comodo cambio utensile
Mandrino (mandrino di fresatura)
• Tempo di rotazione – Tempo in secondi per mantenere il mandrino in velocità
• Dimensioni dello strumento di incisione – Larghezza del punto di incisione per la fresatura dei contorni delle tracce (vedi sotto)
7.Velocità di alimentazione
• XY – Velocità di avanzamento per gli assi X e Y durante la fresatura PCB
• CON – Velocità di immersione della fresa
Quindi fare clic sul file “Stile GCode” tab. Viene visualizzata la seguente finestra:
Qui è ora possibile impostare per quale programma di controllo del PC deve essere generato il codice. Questo è ciò che un cosiddetto “post processore” (.pp) fa. Come fan di Mach3, Ho scelto “Mach”. Se non esiste un post processore per il programma di controllo che stai utilizzando, puoi crearne uno tu stesso facendo quanto segue:
• Scegli il post processore che si avvicina di più a quello desiderato
• Quindi apri il file gcode-defaults.h nella directory C:-Programmi-EAGLE-4.12-ulp con l'editor
• Effettuare le modifiche necessarie
• Non modificare i codici di formato come “%f”, “%d”, eccetera.
• Salvare il file con un nuovo nome, es. “Cover.pp”
Poi, quando fai clic su Accetta, le modifiche alla configurazione vengono salvate. Facendo clic “Accetta e crea la mia tavola” salva le modifiche alla configurazione e inizia a generare i dati di fresatura e foratura. Facendo clic “Annulla” annulla tutte le modifiche.
Generazione di dati di fresatura e foratura PCB in Eagle
La generazione dei dati da Eagle è molto semplice, ma è necessario considerare alcuni dettagli per creare un circuito stampato utilizzabile. Primo, dovresti impostare il file “Regole di progettazione”. Per farlo, accedere “RDC” sulla riga di comando o fare clic sull'icona corrispondente. Viene visualizzata la finestra delle regole di progettazione.
Primo, clicca sul “Liquidazione” scheda e impostare tutte le distanze su 16mil (0.4 mm). Questo è prima di tutto un buon punto di partenza per i tuoi esperimenti. Quindi fare clic sul file “Dimensioni” tab.
Impostare la larghezza minima della traccia su 16mil (0.4 mm). Questo è importante quando si lavora con l'Autorouter. Quindi fare clic su “Restring”.
Metti le pastiglie (connettori dei componenti) a 16mil. Ciò garantisce che non diventino troppo piccoli.
Tutti i valori sono quelli con cui lavoro e con cui ho ottenuto buoni risultati. Ovviamente, potresti essere in grado di ottenere risultati migliori con altri valori.
Quindi fare clic su “Dai un'occhiata”. Probabilmente otterrai un elenco di errori che si lamentano delle distanze troppo poche tra le tracce. Modificare la spaziatura di conseguenza. però, è possibile ignorare troppo poche distanze in cui vengono eseguite le tracce tra le porte IC. Non dovrebbero nemmeno restringere le tracce.
Se va tutto bene, genere “esegui pcb-gcode” sulla riga di comando
Vengono quindi generati i seguenti file, che hanno tutti il nome del tuo file schematico, a cui sono allegate le seguenti estensioni:
• top.nc: i contorni della traccia per la parte superiore del tabellone
• bot.nc: i contorni della traccia per la parte inferiore del tabellone
• tf.nc: Dati di fresatura per rimuovere il rame rimanente in alto (di solito non è necessario)
• bf.nc: Dati di fresatura per rimuovere il rame rimanente sul fondo (di solito non è necessario)
• td.nc: Dati di perforazione, visto dall'alto. All'inizio c'è una tabella con i diametri di punta richiesti. A causa della conversione pollici millimetri con in parte “scricchiolio” valori. Prendi il trapano che si avvicina di più.
Questi devono essere utilizzati nella produzione di pannelli unilaterali, altrimenti la scacchiera dovrebbe essere girata.
mt.nc: Dati di fresatura per profili e ritagli, visto dall'alto.
mb.nc: Dati di fresatura per profili e ritagli, visto dal basso.
Questi file vengono scritti nella stessa directory del file schematico.
Per un primo test, ora puoi aprire top.nc o bot.nc in Mach3 e visualizzare il risultato. Presumibilmente, la visualizzazione dei nastri di fresatura è al di fuori della finestra di anteprima. Perciò, ridurre le dimensioni del display fino a quando non si vede il tabellone. Quindi spostali e spostali fino a ottenere un'immagine chiara:
Clicca sull'immagine per vederla a grandezza naturale e controlla i contorni delle tracce e dei connettori dei componenti. Particolarmente critici sono i punti in cui vengono effettuate le tracce tra i collegamenti dei componenti. Se non è presente una pista di fresatura tra la pista conduttrice e il collegamento, quindi è necessario ridurre la larghezza del punto di fresatura nella configurazione (Dimensioni dello strumento di incisione).
Bloccare la tavola
Per poter fresare la tavola, devi prima bloccarlo. Fa una differenza significativa se si lavora con un controller della profondità di incisione o meno. Il controller della profondità di incisione garantisce che il punto di fresatura del PCB abbia sempre la stessa profondità di immersione in tutti i punti della scheda. Perché lo Stichel è a forma di V., la profondità determina la larghezza dell'isolamento, vale a dire. il web macinato. Se questo diventa troppo largo, poi le tue tracce scompaiono nel nirvana, diventa troppo stretto, il rame si ferma e provoca cortocircuiti. Il controller di profondità sulla mia macchina ha questo aspetto:
Il tubo corto nella parte anteriore è il collegamento per l'aspirapolvere, la vite micrometrica viene utilizzata per la regolazione dell'altezza. Descriverò come funziona il controller di profondità ed è costruito altrove.
Perché il controller della profondità di incisione preme saldamente la tavola sul sottofondo, non ha bisogno di essere assicurato contro il sollevamento. Anziché, è importante assicurare la tavola contro lo scivolamento. Per questo scopo, Ho costruito un telaio composto da 1.0 Fogli di alluminio rigidi da mm su piastra di legno.
Due strisce di lamiera formano un angolo in cui il pannello viene premuto da due cunei dello stesso materiale. L'immagine dovrebbe rendere comprensibile il principio. Questo tipo di fissaggio ha il vantaggio per la produzione in serie che le tavole sono sempre bloccate nella stessa posizione. Quindi posso prima fresare tutte le tavole e forarle in una sola passata senza dover cambiare continuamente programma e utensile.
Lo strumento di fresatura PCB
È possibile utilizzare punti di incisione per la fresatura, che sono parti fatte di barre tonde in carburo, in cui la metà è macinata nella zona inferiore. Questi vengono poi levigati con diversi angoli di punta. L'angolo di molatura è sempre la metà dell'angolo della punta. La punta è leggermente levigata, risultando in un tagliente. La larghezza di taglio e l'angolo di punta possono essere selezionati al momento dell'ordine. Finora, Ho ottenuto i migliori risultati con 0.1 larghezza di taglio mm, un angolo di punta di 40 ° e una profondità di fresatura di 0.2 mm. Il disegno mostra un trucco:
Il diametro dell'albero dovrebbe essere 3 mm, che si adatta anche alle pinze Proxxon. Ci sono anche punti con 1/8 diametro dell'albero in pollici, che non si adattano correttamente al file 3.2 mm pinza e tendono a “uovo”. Dai un'occhiata a eBay, ci sono diversi fornitori. Assicurati di ottenere punti con un bordo tagliato finito, devi affilare i punti senza tagliare con una macchina per affilare i punti da solo.
Punto zero del pezzo
Il punto zero del pezzo si trova sul bordo anteriore sinistro della scheda PCB nei dati di fresatura per la parte superiore. In fondo, tuttavia, si trova sulla destra, bordo anteriore. Tutti i valori delle coordinate dell'asse X sono negativi!
Altezza
Se lavori con un dispositivo di scorrimento della profondità di incisione, sai come regolare l'altezza. Altrimenti, il modo più semplice è bloccare un cutter e guidarlo sulla tavola per un breve periodo. Quindi allentare il mandrino e far cadere la taglierina sulla tavola. Quindi stringere di nuovo l'avanzamento e impostare l'asse Z su zero. Non dimenticare di aumentare un po 'l'asse Z di nuovo!
Profondità di immersione
La profondità di immersione è molto critica, perché questo si traduce nella larghezza del nastro di fresatura PCB. La formula per questo è:
Taglierina 40 °: Larghezza = Profondità di immersione * 0.7279
Fresa 60 °: Larghezza = Profondità di immersione * 1,1547
È necessaria una certa profondità di immersione minima (0.15 - 0.2 mm nella mia esperienza), altrimenti verrà creata una cresta in corrispondenza delle tele fresate. Poiché anche le imprecisioni della macchina giocano un ruolo, Consiglio di provare alcuni dei pezzi di scarto.
Velocità del mandrino
La velocità del mandrino di fresatura dovrebbe essere la più alta possibile per ottenere un taglio senza sbavature. Velocità del mandrino da 20,000 rpm sono OK. però, sulla mia macchina con 6,000 rpm sono disponibili anche schede abbastanza pulite.
Fresatura
Adesso è il momento di iniziare! Prestare inoltre attenzione alla necessaria distanza di sicurezza della fresa e che non vi siano mezzi di bloccaggio nel percorso. Non dimenticare di accendere il mandrino! Probabilmente non sarai soddisfatto del primo risultato e dovrai sperimentare un po '.
perforazione
Uno degli aspetti positivi del processo è che puoi perforare immediatamente la tavola. Per farlo, sono necessari i dati di perforazione della rispettiva pagina. I fori attraversano comunque l'intera tavola, ma sono un'immagine speculare dal basso verso l'alto, vale a dire. anche con i dati di foratura il punto zero del fondale è davanti a destra. Non appena è necessario cambiare la punta, il programma di fresatura PCB si arresta e sposta il mandrino nella posizione specificata per il cambio utensile.
PCB a doppia faccia
Come già detto, è possibile anche la produzione di pannelli bifacciali. Per farlo, posizionare un separato, piccolo foro nel lauyout del tabellone e annotare le coordinate. Per farlo, accedere “Informazioni” nella riga di comando e fare clic sul foro. Vedrai quindi una piccola finestra
La prima coordinata (52.07) è l'asse X., il secondo è l'asse Y., visto dall'alto. Se hai girato la tavola dopo aver fresato e forato la parte superiore, posizionare il centro del mandrino di fresatura esattamente su questo foro e immettere i valori delle coordinate come posizioni X e Y nel controller. Devi inserire la coordinata X come valore negativo!
Altri programmi di layout PCB
Se stai lavorando con un programma di impaginazione diverso, è possibile leggere i dati Gerber ed Exellon utilizzando Eagle Power Tools e quindi generare i dati di fresatura da esso, e secondo un produttore di PCB di cui ti puoi fidare, La tecnologia MOKO può essere una buona scelta poiché da allora siamo professionisti nella produzione e nell'assemblaggio di circuiti stampati 2006, siamo anche aperti a rispondere a qualsiasi tua domanda sui problemi delle tue schede PCB!
