DIY profesionální oboustranná deska plošných spojů: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

V dnešní době lze PCB koupit extrémně levně z Číny. Ale řekněme, že potřebujete jeden do 24 hodin, vytvoření vlastního je pak jedinou možností. Navíc je to mnohem náročnější a zábavnější!

V tomto Instructable vás provedu celým procesem výroby profesionálního oboustranného PCB na levném CNC mlýnu, bez chemikálií! Vlastnosti desky plošných spojů:

• Oboustranný
• Soldermask (zelená vrstva)
• Sítotisk (bílý text)
• Měděné průchodky
• Ačkoli pokovování otvorů
• Pocínované podložky (volitelně)

Trvalo mi hodně experimentování, než jsem se dostal k tomuto bodu. Zvláště soldermask a silkscreen vyžadovaly určitou práci, aby se dosáhlo efektivního procesu. Začněme!

Krok 1: Díly a nástroje

Nástroje

• CNC mlýn s:

  • Kleština 3,175 mm (jako kleštiny ER11)
  • Z sonda
• Děrování nehtů (pro výrobu průchodek)
• Kladivo (pro úder do hřebíčku)
• Brusný papír (jemná mřížka)
• UV světlo

Levné CNC je pro tuto práci dokonale schopné. Čínské jednotky jsou asi 150-300 $.

Díly

• Polotovary desky plošných spojů / měděná deska
• Frézy na DPS: 0,2 mm, hrot 30 °
• Vrtáky do DPS: 1 mm a 1,5 mm
• Frézy na desky plošných spojů: 2 mm a 3 mm
• PCB nýty: 0,9 mm a 1,3 mm vnější průměr
• PCB UV vytvrzovatelná pájecí maska (zelená)
• Korekční tekutina (tipp-ex)
• Vyrovnávací kolíky 3 mm
• Držák DPS a zarovnávací kolík
• Tekutý cín / roztok chemického cínu (volitelně)

Všechny díly najdete levně na aliexpress nebo ebay s výše uvedenými názvy. Chemický roztok cínu může být těžší najít a může být docela drahý (asi 50 dolarů za láhev), ale je zcela volitelný. Držák DPS a držák zarovnávacího kolíku se používají k montáži DPS na CNC lože. Můžete je vytisknout ze souboru zip nebo původního návrháře, jsou potřeba 2 kopie každého souboru.

Krok 2: Software

Kromě CNC frézy a některých nástrojů budeme potřebovat také 3 programy na výrobu vlastní desky plošných spojů

• Software pro návrh DPS pro návrh DPS
• Flatcam pro generování kódu pro CNC frézu
• Svíčka k ovládání CNC mlýna

Software pro návrh DPS

Můžete použít libovolný software pro návrh DPS. Mezi oblíbené možnosti patří: Altium designer, Circuitmaker, Eagle, Kicad, … Budu předpokládat, že víte, jak navrhovat PCB a exportovat soubory Gerber. Pokud nevíte, co to je, vytváření Gerberových souborů pro DPS je jako generování PDF pro textový soubor. Jedná se o standardní formát pro uložení specifikací vaší desky plošných spojů. K tomu můžete na internetu najít spoustu návodů.

Flatcam

Flatcam je méně běžný, ale velmi snadno se používá. Podrobně vám vysvětlím každý krok a provedu vás celým procesem. Pokud máte pochybnosti, podívejte se na vynikající příručku Flatcam. Flatcam převezme naše gerber soubory a převede je na pohyby strojů (gcode) technikou zvanou izolační směrování. Chcete -li frézovat dráhu DPS, musíme vyfrézovat obrys stopy, abychom ji izolovali od okolní mědi, odtud název. Flatcam má 4 záložky (viz obrázek):

• Project: poskytuje přehled o souborech, které jste otevřeli nebo vytvořili
• Vybráno: slouží ke generování nových souborů
• Možnosti: slouží k uložení výchozích nastavení
• Nástroj: používá se pro oboustranné desky plošných spojů

Začneme otevřením souboru Gerber pomocí Soubor> Otevřít Gerber a zobrazí se na kartě Projekt. Nyní existují 3 kroky k převodu tohoto gerberu na gcode:

1. Generování cesty izolačního nástroje

   • Kliknutím na soubor Gerber na kartě Projekt jej vyberte a klikněte na kartu Vybrané
   • Zde můžeme zadat nastavení nástroje, který použijeme, a kliknout na Generovat geometrii
   • Zpět na kartě Projekt vidíme nový soubor s _iso v příponě

2. Generování geometrie

   • Kliknutím na izolační soubor na kartě Projekt jej vyberte a klikněte na kartu Vybrané
   • Nyní zadáme hloubku řezu a rychlost a klikneme na Generovat
   • Zpět na kartě Projekt se objevil soubor iso_cnc

3. Export gcode

   • Kliknutím na soubor cnc na kartě Projekt jej vyberte a klikněte na kartu Vybrané
   • Klikněte na Export gcode a uložte soubor s příponou.nc

Tento snadný postup je třeba opakovat pro každou vrstvu desky plošných spojů. Konkrétní nastavení budou probrána v následujících krocích a budou uvedena v metrických jednotkách. Rychlost posuvu bude záviset na vašem skutečném stroji. Pro informaci: moje CNC má 300W vřeteno.

Svíčka

Svíčka se používá k ovládání CNC stroje; další populární možností by byl Chilipepr. Jakýkoli software bude fungovat, pokud má možnost vytvořit mapu výšky (více o tom později). Pokud vlastníte CNC stroj, budete obeznámeni s většinou možností a ovládáním stroje. Půjdu do podrobností o konkrétních možnostech PCB, které budeme potřebovat.

Začněme frézovat!

Krok 3: Vyvrtání zarovnávacích otvorů

Runner Up v PCB Contest