DIY professionelle doppelseitige Leiterplatte - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Leiterplatten können heutzutage extrem günstig aus China bezogen werden. Aber sagen wir, Sie brauchen einen innerhalb von 24 Stunden, dann ist es die einzige Möglichkeit, einen eigenen zu machen. Außerdem ist es viel anspruchsvoller und macht Spaß!

In diesem Instructable werde ich Sie durch den gesamten Prozess der Herstellung einer professionellen doppelseitigen Leiterplatte auf einer billigen CNC-Fräse ohne Chemikalien führen! Die PCB-Eigenschaften:

• Beidseitig
• Lötstopplack (grüne Schicht)
• Siebdruck (weißer Text)
• Kupfer-Durchkontaktierungen
• Obwohl Lochplattierung
• Verzinnte Pads (optional)

Ich habe viel experimentiert, um an diesen Punkt zu kommen. Vor allem Lötstopplack und Siebdruck erforderten einige Arbeit, um einen optimierten Prozess zu erzielen. Lass uns anfangen!

Schritt 1: Teile & Werkzeuge

Werkzeuge

• CNC-Fräse mit:

  • 3.175 mm Spannzange (wie ER11 Spannzangen)
  • Z-Sonde
• Nagelstanze (zum Herstellen der Vias)
• Hammer (zum Schlagen des Nageleisens)
• Schleifpapier (feines Gitter)
• UV-Licht

Eine billige CNC ist für den Job perfekt geeignet. Chinesische Einheiten kosten etwa 150-300$.

Teile

• Platinenrohlinge / kupferplattierte Platine
• Leiterplattenfräser: 0,2 mm, 30° Spitze
• Leiterplattenbohrer: 1 mm und 1,5 mm
• Leiterplattenfräser: 2 mm und 3 mm
• Leiterplattennieten: 0,9 mm und 1,3 mm Außendurchmesser
• PCB UV-härtbare Lötstoppmaske (grün)
• Korrekturflüssigkeit (tipp-ex)
• 3 mm Ausrichtungsstifte
• Leiterplatten- und Ausrichtungsstifthalter
• Flüssiges Zinn / chemische Zinnlösung (optional)

Alle Teile sind bei aliexpress oder ebay unter den oben genannten Namen günstig zu finden. Die chemische Zinnlösung ist möglicherweise schwieriger zu finden und kann ziemlich teuer sein (ca. 50 Dollar für eine Flasche), ist aber völlig optional. Der Leiterplattenhalter und der Ausrichtungsstifthalter werden verwendet, um die Leiterplatte auf dem CNC-Bett zu montieren. Sie können sie aus der Zip-Datei oder dem Original-Designer drucken, es werden 2 Kopien jeder Datei benötigt.

Schritt 2: Software

Neben einer CNC-Fräse und einigen Werkzeugen benötigen wir auch 3 Programme, um unsere eigene Leiterplatte herzustellen

• PCB-Design-Software zum Design Ihrer PCB
• Flatcam zum Generieren des Codes für die CNC-Fräse
• Kerze zur Steuerung der CNC-Mühle

PCB-Design-Software

Sie können jede beliebige PCB-Design-Software verwenden. Beliebte Optionen sind: Altium Designer, Circuitmaker, Eagle, Kicad, … Ich gehe davon aus, dass Sie wissen, wie man Leiterplatten entwirft und die Gerber-Dateien exportiert. Wenn Sie nicht wissen, was diese sind, ist das Erstellen von Gerber-Dateien für eine Leiterplatte wie das Erstellen einer PDF-Datei für eine Textdatei. Es ist ein Standardformat zum Speichern der Spezifikationen Ihrer Leiterplatte. Dazu finden Sie im Internet zahlreiche Tutorials.

Flatcam

Flatcam ist weniger verbreitet, aber sehr einfach zu bedienen. Ich erkläre Ihnen jeden Schritt im Detail und begleite Sie durch den gesamten Prozess. Werfen Sie im Zweifelsfall einen Blick in das hervorragende Flatcam-Handbuch. Flatcam nimmt unsere Gerber-Dateien und wandelt sie durch eine Technik namens Isolation Routing in Maschinenbewegungen (gcode) um. Um eine Leiterbahn zu fräsen, müssen wir die Kontur der Leiterbahn fräsen, um sie vom umgebenden Kupfer zu isolieren, daher der Name. Flatcam hat 4 Laschen (siehe Bild):

• Projekt: gibt einen Überblick über die von Ihnen geöffneten oder erstellten Dateien
• Ausgewählt: Wird verwendet, um neue Dateien zu generieren
• Optionen: zum Speichern von Standardeinstellungen
• Werkzeug: verwendet für doppelseitige Leiterplatten

Wir beginnen mit dem Öffnen einer Gerber-Datei mit Datei>Gerber öffnen und sie wird auf der Registerkarte Projekt angezeigt. Es gibt jetzt 3 Schritte, um diesen Gerber in gcode umzuwandeln:

1. Generieren des Isolationswerkzeugwegs

   • Klicken Sie auf die Gerber-Datei in der Registerkarte Projekt, um sie auszuwählen, und klicken Sie auf die Registerkarte Ausgewählt
   • Hier können wir die Einstellungen des verwendeten Werkzeugs eingeben und auf Geometrie generieren klicken
   • Zurück im Projekt-Tab sehen wir eine neue Datei mit _iso in der Erweiterung

2. Generieren der Geometrie

   • Klicken Sie auf die Isolationsdatei auf der Registerkarte Projekt, um sie auszuwählen, und klicken Sie auf die Registerkarte Ausgewählt
   • Jetzt geben wir Schnitttiefe und Geschwindigkeit ein und klicken auf Generieren
   • Zurück im Projekt-Tab ist eine iso_cnc-Datei aufgetaucht

3. Gcode exportieren

   • Klicken Sie auf die CNC-Datei in der Registerkarte Projekt, um sie auszuwählen, und klicken Sie auf die Registerkarte Ausgewählt
   • Klicken Sie auf Gcode exportieren und speichern Sie die Datei mit der Dateierweiterung.nc

Dieser einfache Vorgang muss für jede Schicht Ihrer Leiterplatte wiederholt werden. Die spezifischen Einstellungen werden in den nächsten Schritten behandelt und in metrischen Einheiten angegeben. Die Vorschubgeschwindigkeit hängt von Ihrer tatsächlichen Maschine ab. Als Referenz: meine CNC hat eine 300W-Spindel.

Kerze

Kerze wird verwendet, um die CNC-Maschine zu steuern; eine andere beliebte Option wäre Chilipepr. Jede Software funktioniert, solange sie die Möglichkeit hat, eine Höhenkarte zu erstellen (dazu später mehr). Wenn Sie eine CNC-Maschine besitzen, werden Sie mit den meisten Optionen und der Steuerung der Maschine vertraut sein. Ich werde auf die Details der PCB-spezifischen Optionen eingehen, die wir benötigen.

Fangen wir an zu fräsen!

Schritt 3: Bohren der Ausrichtungslöcher

Zweiter im PCB-Wettbewerb