Produksjon av kretskort

Fra Robin

Gå til: navigasjon, søk

Innhold

Innledning

Ved MES-kompetanseområde freser vi ut PCBkort med en LPKF ProtoMat S62. Den tradisjonelle metoden for produksjon av PCB er ved etsing. Etsing brukes i dag industriellt ved produsjon av større serier.

Vi kan frese ut 1-2-lags PCB, og har 2 metoder for generering av kontakter (VIA) i mellom lagene (kjemisk/nagler). Nagler: hulldiameter - 0.6, 0.8, 1.0, 1.2mm. Man kan i prinsippet lage 3 til 8-lags PCB ved å lime/laminere flere 1 eller 2-lags kort sammen. Vi har ingen formell metode for å produsere silketrykk/loddemaske. Vi kan frese stensiler (Al) til loddepasta.

For små design kan det være enklere og billigere å lage 1-lags PCB og bruke 0-Ohm's SMD-motstander for å krysse baner istendenfor å lage 2-lags PCB med VIA'er.

Design av PCB

For å designe en PCB benytter man den CAD-softwaren man ønsker. To forholdsvis enkle gratisprogrammer er Eagle PCB(Windows) og PCB for Linux. Vi har også lisenser på Allegro fra Cadence og Mentor Graphics PCB, som passer for større designprosjekter og/eller designprosjekter hvor det er viktig å kunne simulere på utlegget man tegner.

PCB Design software
SoftwareLinkKommentar
Design av PCB med Eagle PCB http://www.cadsoftusa.com/ Eagle kommer i en gratisversjon som virker helt fint for små design, men det har begrenset boardstørrelse 100 x 80 mm og kun 2-lag. Eagle har gode tutorials - Guided Tour
Design av PCB med PCB for Linuxhttp://bach.ece.jhu.edu/~haceaton/pcb/
http://pcb.sourceforge.net/
PCB er et enkelt verktøy, men de som ønsker å benytte det må selve sette det opp. (Se Oppsett av PCB for Linux). PCB har ikke egen skjemategning men kan sammenligne design med en eksportert nettliste.
Design av PCB med Allegrohttp://cadence.com/products/si_pk_bd/index.aspxAllegro har en stor modulær programpakke bygget rundt seg som tar for seg de aller fleste oppgaver knyttet til PCB-design. Det er noen hakk vanskeligere å komme i gang med, men kan tilbyr flere avanserte muligheter.
Design av PCB med Mentor Graphics PCBhttp://www.mentor.com/products/pcb/Mentor PCB har også en meget stor programpakke. Mentor tilbyr også mange avanserte muligheter.

Generelt for design av PCB for PCB-fresen

  • Den minste bredden du kan frese bort er per dags dato 0.2mm, men vi har bestilt en fres som skal klare 0.1mm. Kobberbaner som er tynnere enn 0.2mm vil også lettere kunne skrapes bort.
  • Lær deg gjerne litt om PCB design først. AlternateZone har en god tutorial
  • Skal du lage VIA'er med nagler må borediameter være 0.2mm større enn hullet du får i midten av VIA'en
  • Når du har designet kortet ditt må du generere gerber-filer (Gerber274x) for topplag (design.cmp) og bunnlag (design.sol) og en NC-Drill fil (design.drd) for borehull.

Klargjøring for produksjon av PCB

Klargjøring av designet gjøres med CircuitCam. Her omvandles områdene hvor det skal være metall til fresebaner hvor metall skal frese bort. Etter dette benyttes BoardMaster til å styre PCB-fresen. Begge programmene kan du finne enten på windows serveren addendum.ifi.uio.no eller geranium.ifi.uio.no

Du kan se på en demofilm (80MB) av CircuitCam/Boardmaster med PCB-fresen.

Fremgangsmåte med Wizard i CircuitCam:

  1. Start opp wizard og følg anvisninger. Topplag, bunnlag og drillhull skal passe med hverandre (e.g. ingen speilinger).
    • Tips: Valg av bredde på isolasjonsstripene kan påvirke hurtigheten til fresingen. E.g. bredde lik 0.2mm vil føre til en runde fresing, 0.2mm-0.4mm fresing til to runder, 0.4mm-0.6mm = 3 runder, osv... men bredder over 1mm opp til 1.4mm vil kun føre til 3 runder. # Etter at designet er importert må man lage en kontur slik som det fremgår av pkt. 3 og pkt. 4 under manuell fremgangsmåte.
  2. Eksporter designet som en x.LMD fil (export - LPKF CircuitBoardPlotter)

Manuell fremgangsmåte i CircuitCam:

  1. Importer x.cmp, (x.sol) og (x.drd) -filen(e).
  2. Assign x.cmp til "Top layer". (Assign x.sol til "Bottom layer"). (Assign x.drd til "Drill Plated"). Topplag, bunnlag og drillhull skal passe med hverandre (e.g. ingen speilinger).
  3. Generer kontur (PCB ytterkanter som freses av) ved å selektere lag: "BoardOutline", tegn opp en "Closed path" rundt PCB'ens ytterkanter, Velg "Contour ruting" med "source" = "current layer"/"BoardOutline" samt "used tool" = LPKF cutting tool / 2.0mm, "Break Out" = "automatic"
  4. Pass på at det ble tilstrekkelig med "break out tabs" slik at PCB'en ikke løsner og ødelegges mens den freses av. 2 stykker er ofte nok.
  5. Evt. Generer "rubout areas" (områder fritt for kobber)
  6. Evt. Legg ut tekst (eget navn e.l.) i top eller bunnlaget
  7. Trykk "Insulate all layers". Her kan du også inspisere hvilke fresehoder og spor som vil bli brukt.
  8. Eksporter designet som en x.LMD fil ("Export -> LPKF CircuitBoardPlotter")

BoardMaster:

  1. Start opp progammet og klikk på Cancel i boksen "Switch the machine on !"
  2. Importer filen x.LMD. Velg "Milling Top" / "Milling Bottom" (hvis 2-lags), zoom inn, og sjekk at fresesporene er synlige

Produksjon

Kostandene til materialer som blir brukt, inkludert slitasje på freser medfører at det ikke er anlednig til å produsere mange kort. Kortet må være 100% riktig designet med en gang. Ta kontakt med labingeniør Hans eller Håvard og avtal bruk av maskinen. Maskinen må kjøres av Hans eller Håvard (maskinen kan ødelegges ved feilaktig bruk, koster >250.000Kr), med filen x.LMD som du selv har generert. Hans eller Håvard har ikke tid til å feilrette filen x.LMD slik at den må være ferdig verifisert på forhånd

Lodding

Vi vil lage en egen side om lodding av komponenter.

FAQ

  • Får ikke lagret x.LMD fra CircuitCam. Feilmeldig: "Stretch limit exceeded"
    • Prøv å ikke ha BoardMaster oppe samtidig. Det er en viss interaksjon i mellom programmene.
  • Kan man lage vilkårlig store/små kort?
    • Ja, max størrelse er ca. 229mm x 305mm
  • Er maskinen i orden?
    • Ja, vi har fått ny maskin som virker som den skal.
Personlige verktøy