PCB-Erstellen

 

Ich habe im Internet gesucht und alternative Möglichkeiten zum PCB-Ätzen gefunden - nämlich diese zu gravieren ...

 

Wie geht man da vor? Ganz einfach, eine Fräse kaufen und los geht's ... leider nicht ganz so einfach, wenn es günstig sein soll ... Profi-Fräsen können das auch im Auslieferzustand, kostet aber auch entsprechend.

 

Ich habe mir eine kleine China-CNC-Fräse 3018 zugelegt - die kam dann auch relativ schnell und teuer war die auch nicht (ca. 125.- €). Aber so wie geliefert fehlen die Achsen-Endschalter - die verhindern, dass man die Fräse ausserhalb ihrer physischen Grenzen bewegt, also hart irgendwo anschlägt und die Achsen-Antriebsmotoren durchbrennen oder die Steuerung mit den Motortreibern überhitzt. Dazu habe ich mir Endschalter besorgt und von einem Freund entsprechende Aufnahmen 3D-gedruckt. Entsprechende Eingänge bietet die Steuerungsplatine zur Fräse, also kein Problem. Diese Eingänge sind als "Schließer" ausgelegt (in der Industrie werden solche Endschalter immer als "Öffner" umgesetzt), das ist insofern kritisch, denn ein Kabelbruch oder abgezogener Steckkontakt würde den Endschalter überfahren, ohne das dieser einen Kontakt gemeldet hat. Als "Öffner" ausgelegt, muß also der Strom fließen und erst, wenn der Endschalter betätigt wird, wird der Kontakt geöffnet, und die Endlage wird sicher erkannt. Geht aber auch so, wir sind ja immer dabei, wenn die Fräse arbeitet.

 

Ok, also die Hardware ist nun ausgerüstet, bei der Z-Achse noch improvisiert, hier wollte ich das Kunststoffteil, wo der Z-Antrieb und die Führung sind, nicht anbohren, so habe ich die Endschalter erstmal aufgeklebt

China-Fräse_01

 

Die ersten Versuche macht man nicht in Holz, Kunststoff oder sogar Alu, sondern in Hartschaum. Sollte bei den Parametern was nicht stimmen, konstet das nicht gleich einen Fräser oder Bohrer ...

Fräsversuche

 

Meine Opferplatte habe ich zunächst aus Kork gewählt, das geht ganz gut, aber später habe ich festgestellt, dass über die Länge der Y-Achse eine Höhenunterschied von ca. 0,3mm besteht. Also habe ich dann eine Kunststoffplatte genommen und diese "plan" gefräst.

 

Für das spätere Isoliergravieren (es werden ja nicht die Leiterbahn graviert sondern diese werden freigestellt) muß das eigentlich noch viel genauer sein, aber dazu später...

 

 

Wie geht man nun vor?

 

Man braucht einen Schaltplan - diesen habe ich mir in Target 3001! erstellt, hier am Beispiel meiner UV-Aushärtung (separates Projekt):

Schaltplan Target3001!

 

Dann habe ich mir Gedanken gemacht, wie ich das Positionieren der Bauteile am einfachsten hinbekomme, dazu habe ich mir ein 2D-Layout in einem CAD-Programm erstellt und im dxf-Format abgespeichert, diese Datei kann man dann in Target 3001! importieren:

PCB-Umriss

 

An den Hilfslinien lassen sich nun gut die Bauteile platzieren. Da es eigentlich Umrisse der späteren Leiterkarte sind, muss man also überflüssigen Linien nach dem Platzieren entfernen. Nachdem dann alle Bauteile platziert und Leiterbahnen erstellt wurden, wird das Projekt in Target als HPGL-Datei ausgegeben. Das ist ein Dateiformat für einen Plotter und läßt sich in ESTLCam importieren. Es werden die Leiterbahnumrisse und der Platinenumriss erzeugt (nur die Eckpunkte, bei Bohrungen nur der Mittelpunkt), genau das, was man dann später in ESTLCam benötigt.

So sieht es dann in Target 3001! aus:

Layout in Target 3001!

und als Import in ESTLCam:

ESTLCam

 

So sieht es dann real aus, bestückt und auf Funktion geprüft:

 

Die gravierte/gefrästen Leiterbahnen müssen noch entgratet werden. Meine verwendeten Rohlinge sind aber extrem schlecht, da muß ich etwas besseres finden. Obwohl ich ja eine plangefräste Opferplatte habe, drehte der Gravierstichel bei manchen Bahnen im Freien, das können nur Oberflächenunebenheiten des Rohlings sein. Auch die Haftung der Kupferschicht auf dem Trägermaterial ist nicht gut.

 

Bei Fragen stehe ich gern mit meinen hiermit gemachten Erfahrungen zur Verfügung ...

 

Und wofür dieses LED-Streifen-Selbstbau-Dingsbums - das wird für das Aushärten von Resin-Drucken gebraucht, diese müssen mit definierter UV-Bestrahung nachbehandelt werden. Hier zum Beispiel eine Empfehlung eines Resin-Herstellers, es ist immer auch von weiteren Faktoren abhängig wie Farbe und Dicke des gedruckten Teils - das muß man ausprobieren. Die in der Empfehlung genannte Zeiten beziehen sich auf 10 Watt UV-Leistung, mein Selbstbau hat ca. 20-22 Watt, also könnten die Zeiten bei mir etwas kürzer sein, auch das muß man ausprobieren und sich eine entsprechende Tabelle erstellen.