DIY Professional διπλής όψης PCB: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Σήμερα, τα PCB μπορούν να αγοραστούν εξαιρετικά φθηνά από την Κίνα. Αλλά ας πούμε ότι χρειάζεστε ένα μέσα σε 24 ώρες, το να κάνετε το δικό σας είναι τότε η μόνη επιλογή. Επιπλέον, είναι πολύ πιο δύσκολο και διασκεδαστικό!

Σε αυτό το Instructable θα σας καθοδηγήσω σε όλη τη διαδικασία κατασκευής ενός επαγγελματικού PCB διπλής όψης σε ένα φτηνό μύλο CNC, χωρίς χημικά! Τα χαρακτηριστικά του PCB:

• Διπλής όψης
• Soldermask (πράσινο στρώμα)
• Μεταξοτυπία (λευκό κείμενο)
• Χάλκινες vias
• Αν και επένδυση οπών
• Κονσερβοποιημένα μαξιλάρια (προαιρετικά)

Μου πήρε πολλούς πειραματισμούς για να φτάσω σε αυτό το σημείο. Ειδικά η μάσκα και η μεταξοτυπία απαιτούν κάποια δουλειά για να φτάσουν σε μια εξορθολογισμένη διαδικασία. Ας αρχίσουμε!

Βήμα 1: Μέρη & εργαλεία

Εργαλεία

• CNC μύλος με:

  • Κολάρο 3,175 mm (όπως κολέτες ER11)
  • Ανιχνευτή Ζ
• Διάτρηση νυχιών (για την κατασκευή των vias)
• Σφυρί (για χτύπημα στη γροθιά των νυχιών)
• Γυαλόχαρτο (λεπτό πλέγμα)
• Υπεριώδες φως

Ένα φθηνό CNC είναι απόλυτα ικανό για τη δουλειά. Οι κινεζικές μονάδες κοστίζουν περίπου 150-300 $.

Ανταλλακτικά

• Κενά PCB / πίνακας με επίστρωση χαλκού
• Μύλοι PCB: 0,2 mm, μύτη 30 °
• Τρυπάνια PCB: 1 mm και 1,5 mm
• Μύλοι PCB: 2 mm και 3 mm
• Πριτσίνια PCB: 0,9 mm και 1,3 mm εξωτερική διάμετρος
• PCB UV ιάσιμη μάσκα συγκόλλησης (πράσινη)
• Διόρθωση υγρού (tipp-ex)
• Καρφίτσες ευθυγράμμισης 3 mm
• Υποδοχή PCB και καρφίτσα ευθυγράμμισης
• Υγρό κασσίτερο / χημικό διάλυμα κασσίτερου (προαιρετικό)

Όλα τα ανταλλακτικά μπορούν να βρεθούν φθηνά στο aliexpress ή το ebay με τα παραπάνω ονόματα. Το χημικό διάλυμα κασσίτερου μπορεί να είναι πιο δύσκολο να βρεθεί και μπορεί να είναι αρκετά ακριβό (περίπου 50 δολάρια για ένα μπουκάλι), αλλά είναι εντελώς προαιρετικό. Η θήκη PCB και η βάση στήριξης πείρου ευθυγράμμισης χρησιμοποιούνται για την τοποθέτηση του PCB στο κρεβάτι CNC. Μπορείτε να τα εκτυπώσετε από το αρχείο zip ή τον αρχικό σχεδιαστή, χρειάζονται 2 αντίγραφα από κάθε αρχείο.

Βήμα 2: Λογισμικό

Εκτός από ένα μύλο CNC και κάποια εργαλεία, θα χρειαστούμε επίσης 3 προγράμματα για να φτιάξουμε το δικό μας PCB

• Λογισμικό σχεδιασμού PCB για το σχεδιασμό του PCB σας
• Flatcam για τη δημιουργία του κωδικού για το μύλο CNC
• Κερί για τον έλεγχο του μύλου CNC

Λογισμικό σχεδιασμού PCB

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε λογισμικό σχεδιασμού PCB θέλετε. Οι δημοφιλείς επιλογές περιλαμβάνουν: Altium designer, Circuitmaker, Eagle, Kicad,… Θα υποθέσω ότι γνωρίζετε πώς να σχεδιάζετε PCB και να εξάγετε τα αρχεία gerber. Εάν δεν γνωρίζετε τι είναι αυτά, η δημιουργία αρχείων gerber για ένα PCB είναι σαν να δημιουργείτε ένα PDF για ένα αρχείο κειμένου. Είναι μια τυπική μορφή για την αποθήκευση των προδιαγραφών του PCB σας. Μπορείτε να βρείτε πολλά σεμινάρια στο διαδίκτυο για αυτό.

Flatcam

Η κάμερα Flatcam είναι λιγότερο συχνή, αλλά πολύ εύκολη στη χρήση. Θα εξηγήσω κάθε βήμα λεπτομερώς και θα σας καθοδηγήσω σε όλη τη διαδικασία. Σε περίπτωση αμφιβολίας, ρίξτε μια ματιά στο εξαιρετικό εγχειρίδιο Flatcam. Η επίπεδη κάμερα θα πάρει τα αρχεία gerber και θα τα μετατρέψει σε κινήσεις μηχανών (gcode) με μια τεχνική που ονομάζεται απομονωτική δρομολόγηση. Για να αλέσετε ένα κομμάτι PCB, πρέπει να αλέσετε το περίγραμμα του κομματιού για να το απομονώσετε από τον περιβάλλοντα χαλκό, εξ ου και το όνομα. Η επίπεδη κάμερα έχει 4 καρτέλες (δείτε την εικόνα):

• Έργο: δίνει μια επισκόπηση των αρχείων που ανοίξατε ή δημιουργήσατε
• Επιλεγμένο: χρησιμοποιείται για τη δημιουργία νέων αρχείων
• Επιλογές: χρησιμοποιείται για την αποθήκευση προεπιλεγμένων ρυθμίσεων
• Εργαλείο: χρησιμοποιείται για PCB διπλής όψης

Ξεκινάμε ανοίγοντας ένα αρχείο gerber με File> Open Gerber και θα εμφανιστεί στην καρτέλα Project. Υπάρχουν τώρα 3 βήματα για να μετατρέψετε αυτό το gerber σε gcode:

1. Δημιουργία της διαδρομής εργαλείων απομόνωσης

   • Κάντε κλικ στο αρχείο gerber στην καρτέλα Project για να το επιλέξετε και κάντε κλικ στην καρτέλα Selected
   • Εδώ μπορούμε να εισάγουμε τις ρυθμίσεις του εργαλείου που θα χρησιμοποιήσουμε και να κάνουμε κλικ στο Δημιουργία γεωμετρίας
   • Πίσω στην καρτέλα Project βλέπουμε ένα νέο αρχείο με _iso στην επέκταση

2. Δημιουργία γεωμετρίας

   • Κάντε κλικ στο αρχείο απομόνωσης στην καρτέλα Έργο για να το επιλέξετε και κάντε κλικ στην καρτέλα Επιλεγμένα
   • Τώρα εισάγουμε το βάθος κοπής και ταχύτητας και κάνουμε κλικ στο Δημιουργία
   • Πίσω στην καρτέλα Έργο εμφανίστηκε ένα αρχείο iso_cnc

3. Εξαγωγή του gcode

   • Κάντε κλικ στο αρχείο cnc στην καρτέλα Έργο για να το επιλέξετε και κάντε κλικ στην καρτέλα Επιλεγμένα
   • Κάντε κλικ στην επιλογή Εξαγωγή gcode και αποθηκεύστε το αρχείο με επέκταση αρχείου.nc

Αυτή η εύκολη διαδικασία πρέπει να επαναληφθεί για κάθε στρώμα του PCB σας. Οι συγκεκριμένες ρυθμίσεις θα καλυφθούν στα επόμενα βήματα και θα αναφέρονται σε μετρικές μονάδες. Ο ρυθμός τροφοδοσίας θα εξαρτηθεί από το πραγματικό σας μηχάνημα. Για αναφορά: το CNC μου έχει έναν άξονα 300W.

Κερί

Το κερί χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της μηχανής CNC. μια άλλη δημοφιλής επιλογή θα ήταν το Chilipepr. Οποιοδήποτε λογισμικό θα λειτουργήσει, αρκεί να έχει την επιλογή να κάνει ένα χάρτη ύψους (περισσότερα για αυτό αργότερα). Εάν είστε κάτοχος ενός μηχανήματος CNC, θα είστε εξοικειωμένοι με τις περισσότερες επιλογές και τον τρόπο ελέγχου του μηχανήματος. Θα μπω στις λεπτομέρειες για τις συγκεκριμένες επιλογές PCB που θα χρειαστούμε.

Ας ξεκινήσουμε την άλεση!

Βήμα 3: Διάνοιξη των οπών ευθυγράμμισης

Επόμενος στο Διαγωνισμό PCB