DIY profesionálne obojstranné PCB: 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

V dnešnej dobe je možné PCB kúpiť veľmi lacno z Číny. Povedzme však, že ho do 24 hodín potrebujete. Vytvorenie vlastného je potom jedinou možnosťou. Navyše je to oveľa náročnejšie a zábavnejšie!

V tomto návode vás prevediem celým procesom výroby profesionálneho obojstranného plošného spoja na lacnom CNC mlyne, bez chemikálií! Vlastnosti dosky plošných spojov:

• Obojstranný
• Soldermask (zelená vrstva)
• Sieťotlač (biely text)
• Medené priechodky
• Napriek tomu, že dierovanie
• Konzervované podložky (voliteľné)

Trvalo mi veľa experimentovania, kým som sa dostal k tomuto bodu. Zvlášť predná maska a sieťotlač si vyžiadali určitú prácu, aby sa dosiahol efektívny proces. Začnime!

Krok 1: Diely a nástroje

Nástroje

• CNC fréza s:

  • Klieština 3,175 mm (ako klieštiny ER11)
  • Z sonda
• Punč na nechty (na výrobu priechodiek)
• Kladivo (na úder do klinca)
• Brúsny papier (jemná mriežka)
• UV svetlo

Lacný CNC je pre túto prácu dokonale schopný. Čínske jednotky stoja okolo 150-300 dolárov.

Časti

• Polotovary do DPS / medená doska
• Mlyny na PCB: 0,2 mm, hrot 30 °
• Vŕtačky do DPS: 1 mm a 1,5 mm
• Mlyny na dosky plošných spojov: 2 mm a 3 mm
• Nity na DPS: vonkajší priemer 0,9 mm a 1,3 mm
• PCB UV tvrditeľná spájkovacia maska (zelená)
• Korekčná tekutina (tipp-ex)
• Zarovnávacie kolíky 3 mm
• Držiak dosky plošných spojov a vyrovnávacieho kolíka
• Tekutý cín / chemický roztok cínu (voliteľné)

Všetky diely nájdete lacno na aliexpress alebo ebay s vyššie uvedenými názvami. Chemický roztok cínu môže byť ťažšie nájsť a môže byť dosť drahý (asi 50 dolárov za fľašu), ale je úplne voliteľný. Držiak DPS a držiak zarovnávacieho kolíka sa používajú na montáž PCB na CNC lôžko. Môžete ich vytlačiť zo súboru zip alebo z pôvodného návrhára, sú potrebné 2 kópie každého súboru.

Krok 2: Softvér

Na výrobu vlastnej dosky plošných spojov budeme okrem CNC frézy a niektorých nástrojov potrebovať aj 3 programy

• Software pre návrh DPS na návrh vašej DPS
• Flatcam na generovanie kódu pre CNC frézu
• Sviečka na ovládanie CNC mlyna

Software pre návrh DPS

Môžete použiť ľubovoľný požadovaný softvér na návrh DPS. Medzi obľúbené možnosti patria: Altium designer, Circuitmaker, Eagle, Kicad, … Budem predpokladať, že viete, ako navrhnúť DPS a exportovať súbory Gerber. Ak neviete, čo to je, vytváranie súborov Gerber pre DPS je ako generovanie PDF pre textový súbor. Je to štandardný formát na uloženie špecifikácií vašej dosky plošných spojov. Na tento účel nájdete na internete množstvo návodov.

Flatcam

Flatcam je menej bežný, ale veľmi ľahko sa používa. Podrobne vám vysvetlím každý krok a prevediem vás celým procesom. Ak máte pochybnosti, pozrite sa na vynikajúci manuál Flatcam. Flatcam prevezme naše Gerber súbory a prevedie ich na pohyby strojov (gcode) technikou nazývanou smerovanie izolácie. Na frézovanie dráhy plošných spojov musíme frézovať obrys dráhy, aby sme ju izolovali od okolitej medi, odtiaľ pochádza aj názov. Flatcam má 4 záložky (viď obrázok):

• Project: poskytuje prehľad o súboroch, ktoré ste otvorili alebo vytvorili
• Vybraté: slúži na generovanie nových súborov
• Možnosti: slúži na uloženie predvolených nastavení
• Nástroj: používa sa na obojstranné dosky plošných spojov

Začneme otvorením súboru gerber pomocou položky Súbor> Otvoriť Gerber a zobrazí sa na karte Projekt. Teraz existujú 3 kroky na konverziu tohto gerbera na gcode:

1. Generovanie dráhy nástroja izolácie

   • Kliknite na súbor Gerber na karte Projekt, vyberte ho a kliknite na kartu Vybraté
   • Tu môžeme zadať nastavenia nástroja, ktorý použijeme, a kliknúť na Generovať geometriu
   • Späť na karte Projekt vidíme nový súbor s príponou _iso

2. Generovanie geometrie

   • Kliknite na izolačný súbor na karte Projekt, vyberte ho a kliknite na kartu Vybraté
   • Teraz zadáme hĺbku rezu a rýchlosť a klikneme na Generovať
   • Späť na karte Projekt sa objavil súbor iso_cnc

3. Export gcode

   • Kliknite na súbor cnc na karte Projekt, vyberte ho a kliknite na kartu Vybraté
   • Kliknite na položku Exportovať gcode a uložte súbor s príponou.nc

Tento ľahký postup je potrebné zopakovať pre každú vrstvu dosky plošných spojov. Konkrétne nastavenia budú popísané v nasledujúcich krokoch a budú uvedené v metrických jednotkách. Rýchlosť posuvu bude závisieť od vášho skutočného stroja. Na porovnanie: moje CNC má vreteno 300 W.

Sviečka

Sviečka sa používa na ovládanie CNC stroja; ďalšou obľúbenou možnosťou by bol Chilipepr. Akýkoľvek softvér bude fungovať, pokiaľ má možnosť vytvoriť mapu výšky (o tom neskôr). Ak vlastníte CNC stroj, poznáte väčšinu možností a spôsob ovládania stroja. Pôjdem do podrobností o konkrétnych možnostiach PCB, ktoré budeme potrebovať.

Začnime frézovať!

Krok 3: Vŕtanie zarovnávacích otvorov

Druhé miesto v súťaži o PCB