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电路板雕刻经验与技巧

作者:佚名    转贴自:http://www.hobbypress.cn/bencandy.php?fid-191-id-2565-page-1.htm    点击数:68


一 电路板雕刻是怎么一回事?有哪些优点?

本文所说的电路板雕刻特指运用雕刻机雕刻单面敷铜板 电路。 在电子研发过程中,我们通常采用面包板、万能板、经 过三氯化铁腐蚀过的敷铜板等方式进行电路实验,实验成功 后,将电路设计图交给印制电路板厂进行批量加工生产。 2005年5月,笔者有幸得到北京市人民政府优秀人才办公 室资助,花费约17000元购买了一台盛意华宇牌CNC雕刻机 (型号为SYHY-3025,如图1所示),用于电路板雕刻,使用 至今。

 笔者认为,与传统的物理、化学方法相比,电路板雕刻 法是一种非常优秀的制作电路实验板的方法。具有高效、 自动、精确、方便、廉价、环保等优点。 SYHY-3025雕刻机可雕刻的电路板最大尺寸为长30cm, 宽25cm。笔者经常运用它雕刻单面敷铜环氧树脂板(铜膜厚 约35mm)和雕刻小电路板(长3.5cm,宽2.5cm),总数近 千块。

 运用雕刻机雕刻电路板优点是:  

1.   精度高。可设计并雕刻出电路线宽、间距为20mil (约0.5mm)的电路。比如:带有IC芯片的电路、单面表面 贴装电路。

 2.  操作简单。运用中文版Protel软件进行电路设计,运 用雕刻机自带雕刻软件进行电路雕刻,经过简单的学习,小 学三年级学生就能熟练掌握。

 3.   加工速度快。雕刻一块小电路板(长3.5cm,宽 2.5cm)约5~15分钟。雕刻具体所需时间与设置的雕刻速度 以及电路的复杂程度有关。

4.  电路设计PCB文件可为Protel 99SE软件识别。

二 经雕刻机雕刻的电路板有哪些特点?

经雕刻机雕刻的电路板具有以下特点:

 1.  电路间距一律为20mil(约0.5mm)。从效果上看, 敷铜板的铜膜被切割成一小块一小块,铜膜间距一律为20mil (约0.5mm),如图2所示。

 2.  电路线宽一般为80mil(约2mm),最小线宽20mil (约0.5mm)。从效果上看,DIP直插式集成电路的两只脚间 距正好是电路间距20mil(约0.5mm)加上电路线宽80mil(约 2mm),即集成电路的两只脚间距为100mil(约2.5mm), 如图3所示。

3.  电路转角一般为90度。从效果上看,电路均是横平 竖直,转折角度均为90度。

4.  手工钻孔,钻孔用的钻头直径一般为1mm。

5.  适用于雕刻单面敷铜板。可以是分立元件、集成电 路、表面贴装元件构成的电路板。 注意:上述数据仅仅是笔者个人操作经验,事实上, 根据需要还可雕刻出电路线宽、最小间距等于10mil(约 0.25mm)的电路,电路转角为任意角度,让雕刻机自动钻 孔等。如图4所示是一款表面贴装电路,电路线宽、最小间 距等于10mil(约0.25mm)。

三 如何将PCB文件转换成DXF文件?

用Protel设计好PCB文件ga1.pcb,如图5所示。点击 菜单栏文件/打开,找到ga1.pcb文件,如图6所示。 将文件另存为ga1d.pcb,在菜单栏下方找到画 圆弧图标按钮,如图7所示。在边框外画一圆圈,双击圆 弧,可弹出对话框,如图8所示。将半径设置为6,注 意:层右边方框应选取顶层标注层。在菜单栏下


 

方找到选择图标按钮,如图9所示。光标呈现出十字光 标,将鼠标移动到圆圈左上方,按住左键,移动到圆圈右下 方,圆圈即被选中,按END键,电路设计界面将刷新。 点击菜单栏选项/显示模式,弹出显示选项对 话框,如图10所示。选择焊盘下草图模式。注: 焊盘信息下显示网络与显示标号前应无对 钩符号。点击菜单栏编辑/剪切。注意应将十字光标对 准圆圈正中心按鼠标左键进行剪切。在菜单栏下方找到 粘贴图标按钮,如图11所示。 注意:应将十字光标对准焊盘正中心按鼠标左键进行 粘贴,每一个焊盘处都要粘一个小圆圈,如图12所示。 在菜单栏下方找到取消选择图标按钮,如图13 所示。可使用字母D+C删除所有元件,使用字母 D+S删除所有字符,按END键刷新,如图14所 示。点击菜单栏当前/移动栅格/10mil。

在状态栏中找到顶层标注层,在菜单栏下方找到 导线图标按钮。在填充缝隙正中间画导线,导线粗细, 可点击菜单栏当前/导线宽度/10mil,如图15所示。可使 用字母D+F删除所有填充,按END键刷新,如 图16所示。点击菜单栏文件/输出/DXF,如图17所示。 软件自动生成  ga1d.dxf作为输出DXF文件名, 如图18所示。这个ga1d.dxf文件可为雕刻软件读入。点 击Q键,切换单位。点击菜单栏信息/印板状态, 如图19所示。由PCB信息对话框可知,这一块电路板长 33.5mm,宽22.5mm。

 

 

 

 

 

 

四 如何用雕刻机雕刻电路板?

准备一块长35mm,宽25mm敷铜板,实际操作中,长 和宽应再增加2~5mm。 将敷铜板的背面(不是敷铜的一面)粘上一层透明胶带, 再在透明胶带上粘上一层双面胶,如图20所示。在雕刻机雕 刻平台上粘上一层透明胶带,将带有双面胶的敷铜板粘贴在 雕刻机平台上,如图21所示。

 点击文泰雕刻图标进入雕刻软件界面,如图22所示。设置宽为35mm,高为25mm,点创建新文件即进入雕刻主 界面。点击菜单栏/文件/读入,如图23所示。 注意:选择读入文件类型为.dxf,找到刚才输出的 ga1d文件,如图24所示。

 按F10,缩小画面,找到读入的图形,此时读入的图形 可能只是一个小黑点,当前的光标为十字光标,选中小黑 点,如图25所示。按CTRL同时按D,弹出对话框,  设置大小宽为33.5mm、高为22.5mm,此设置 应与电路设计印板状态中的X与Y一致。点击菜单栏/整齐 /水平居中,点击菜单栏/整齐/纵向居中,按F8,全图 显示,如图27所示。点击割图标,如图28所示。弹出对 话框,如图29所示。

 初次进入时需进行如下设置: 选择原线输出;刀具库刀径6,角度15,刃宽 0.2;这把刀雕刻出来的铜膜间距约0.5mm,如果选用刃 宽0.1,则雕刻出来的铜 膜间距约0.25mm;雕刻 深度0.3mm;分层雕刻, 每次进刀不超过0.1mm; 点击确认,如图30所 示。点击雕图标,如图31所示。弹出对话框, 如图32所示。

初次进入时需进行如 下设置: 雕刻设备选择盛意 华宇300*250雕刻机, 连接在串口2(注:需根 据实际情况选择),点击 F图标,可变成反F图标,这是因为电路设计图纸与 印制板电路正好是正反对应关系,这一次需特别关注!点击 雕刻输出,弹出对话框,如图33所示。 打开雕刻机电源,将铣刀的原点位置细心调整好,点 复位、开始,则机器将自动开始雕刻。整个雕刻时 间约5分钟。雕刻机总电源开关位于控制面板右侧,雕刻机 铣刀电机开关位于控制面板中侧,控制面板左侧为雕刻机铣 刀电机的转速,约3358转/分 钟,如图34所示。

按一下控制盒上暂停 键,再按几下Y向右键, 可见雕刻铣刀在横向移动, 再 按几下X向下键,可见雕 刻铣刀在纵向移动, 再按几下 Z向下键,可见雕刻铣刀在竖直移动,如图35所示。 接下来的一步十分关键且重要,按一下控制盒上微 步键,再按几下Z向下键,使铣刀与敷铜板间距刚好为 一张纸的厚度,方法是让一张纸从铣刀与敷铜板间穿过去, 纸刚好被划出一道擦痕,但未被铣刀切断,如图36所示。 按一下控制盒上微步键,取消微步动作。按一下控 制盒上原点记忆键,再按几下V-Z与V-XY键,使 铣刀切削速度降低至6mm/s,进刀速度降低至2mm/s。雕刻 完毕,如图37所示。

按一下控制盒上复位键,等到铣刀恢复到初始位置 时,关铣刀电机电源开关,然后再关雕刻机总电源开关。接 下来,用钻头直径为1mm的电钻钻孔,如图38所示。 用细砂纸打磨几下敷铜板表面,使敷铜表面光亮,容易 焊锡。图39所示为雕刻好的电路板与送往印制电路板厂加工 好的电路板。