PCB professionale a doppia faccia fai-da-te: 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Al giorno d'oggi, i PCB possono essere acquistati a prezzi estremamente convenienti dalla Cina. Ma supponiamo che tu ne abbia bisogno entro 24 ore, crearne uno tuo è l'unica opzione. Inoltre, è molto più impegnativo e divertente!

In questo Instructable ti guiderò attraverso l'intero processo di creazione di un PCB a doppia faccia professionale su un mulino CNC economico, senza sostanze chimiche! Le caratteristiche del PCB:

• Doppia faccia
• Soldermask (strato verde)
• Serigrafia (testo bianco)
• Vie di rame
• Anche se la placcatura del foro
• Pastiglie in scatola (opzionale)

Mi ci sono voluti molti esperimenti per arrivare a questo punto. Soprattutto il soldermask e la serigrafia hanno richiesto un po' di lavoro per arrivare a un processo semplificato. Iniziamo!

Passaggio 1: parti e strumenti

Utensili

• Fresa CNC con:

  • Pinza da 3,175 mm (come le pinze ER11)
  • Sonda Z
• Punzone per unghie (per fare le vie)
• Martello (per colpire il perforatore)
• Carta vetrata (a griglia fine)
• luce UV

Un CNC economico è perfettamente in grado di svolgere il lavoro. Le unità cinesi sono circa 150-300 $.

Parti

• Pezzi grezzi PCB/scheda rivestita in rame
• Frese PCB: 0,2 mm, punta 30°
• Punte PCB: 1 mm e 1,5 mm
• Frese PCB: 2 mm e 3 mm
• Rivetti PCB: diametro esterno 0,9 mm e 1,3 mm
• Maschera per saldatura polimerizzabile UV PCB (verde)
• Fluido correttore (tipp-ex)
• Perni di allineamento da 3 mm
• PCB e supporto perno di allineamento
• Stagno liquido / soluzione chimica di stagno (opzionale)

Tutte le parti possono essere trovate a buon mercato su aliexpress o ebay con i nomi sopra. La soluzione chimica di stagno potrebbe essere più difficile da trovare e può essere piuttosto costosa (circa 50 dollari per una bottiglia), ma è completamente opzionale. Il supporto per PCB e il supporto per perno di allineamento vengono utilizzati per montare il PCB sul letto CNC. Puoi stamparli dal file zip o dal designer originale, sono necessarie 2 copie di ogni file.

Passaggio 2: software

Oltre a una fresa CNC e ad alcuni strumenti, avremo bisogno anche di 3 programmi per creare il nostro PCB

• Software di progettazione PCB per progettare il tuo PCB
• Flatcam per generare il codice per la fresatrice CNC
• Candela per controllare il mulino CNC

Software di progettazione PCB

Puoi utilizzare qualsiasi software di progettazione PCB che desideri. Le opzioni popolari includono: Altium designer, Circuitmaker, Eagle, Kicad, … Presumo che tu sappia come progettare PCB ed esportare i file gerber. Se non sai cosa sono, creare file gerber per un PCB è come generare un PDF per un file di testo. È un formato standard per salvare le specifiche del tuo PCB. Puoi trovare molti tutorial online per questo.

Flatcam

Flatcam è meno comune, ma molto facile da usare. Spiegherò ogni passaggio in dettaglio e ti guiderò attraverso l'intero processo. In caso di dubbio, dai un'occhiata all'eccellente manuale di Flatcam. Flatcam prenderà i nostri file gerber e li convertirà in movimenti della macchina (gcode) con una tecnica chiamata routing di isolamento. Per fresare una pista PCB, dobbiamo fresare il contorno della pista per isolarla dal rame circostante, da cui il nome. Flatcam ha 4 schede (vedi immagine):

• Progetto: fornisce una panoramica dei file aperti o creati
• Selezionato: utilizzato per generare nuovi file
• Opzioni: utilizzato per memorizzare le impostazioni predefinite
• Strumento: utilizzato per PCB a doppia faccia

Iniziamo aprendo un file gerber con File>Apri Gerber e apparirà nella scheda Progetto. Ora ci sono 3 passaggi per convertire questo gerber in gcode:

1. Generazione del percorso utensile di isolamento

   • Fare clic sul file gerber nella scheda Progetto per selezionarlo e fare clic sulla scheda Selezionato
   • Qui possiamo inserire le impostazioni dello strumento che utilizzeremo e fare clic su Genera geometria
   • Tornando alla scheda Progetto vediamo un nuovo file con _iso nell'estensione
2. Generazione della geometria
   • Fare clic sul file di isolamento nella scheda Progetto per selezionarlo e fare clic sulla scheda Selezionato
   • Ora inseriamo profondità di taglio e velocità e facciamo clic su Genera
   • Nella scheda Progetto è apparso un file iso_cnc

3. Esportare il gcode

   • Fare clic sul file cnc nella scheda Progetto per selezionarlo e fare clic sulla scheda Selezionato
   • Fai clic su Esporta gcode e salva il file con estensione.nc

Questa semplice procedura deve essere ripetuta per ogni strato del tuo PCB. Le impostazioni specifiche saranno trattate nei prossimi passaggi e saranno menzionate in unità metriche. La velocità di avanzamento dipenderà dalla tua macchina effettiva. Per riferimento: il mio CNC ha un mandrino da 300 W.

Candela

La candela viene utilizzata per controllare la macchina CNC; un'altra opzione popolare sarebbe Chilipepr. Qualsiasi software funzionerà, purché abbia l'opzione per creare una mappa dell'altezza (ne parleremo più avanti). Se possiedi una macchina CNC, avrai familiarità con la maggior parte delle opzioni e come controllare la macchina. Entrerò nei dettagli per le opzioni specifiche del PCB di cui avremo bisogno.

Iniziamo a macinare!

Passaggio 3: praticare i fori di allineamento

Secondo classificato al PCB Contest