Transcript Výroba plošného spoje gravírováním

„Tento projekt je spolufinancován
Evropským sociálním fondem a
státním rozpočtem České republiky.“
Výroba plošného spoje
gravírováním
Novák Zbyněk, č.234
SOŠ a SOU,28.října 2707,
Česká Lípa,příspěvková organizace
Plošný spoj
Plošný spoj (také deska plošných spojů, zkráceně DPS, v angličtině PCB)
se v elektronice používá pro mechanické připevnění a současně pro elektrické
propojení elektronických součástek. Součástky jsou propojeny vodivými
cestami z měděných folií nalepených na izolační laminátové desce, nejčastěji
typu FR4 (skelný laminát, plátovaný měděnou folií).
Druhy výroby plošného spoje
1. Výroba plošných spojů fotocestou
2. Výroba plošných spojů pomocí nažehlovací
fólie
3. Výroba plošných spojů kreslením kapalinou
na plošné spoje
4. Výroba plošných spojů chemickým
pokovením mědicí lázní
5. Výroba plošných spojů gravírováním
První čtyři metody jsou velmi rozšířené a cenově dostupné. Jejich nespornou
nevýhodu je, že k odstranění mědi se musí požít chemikálie. Při použití chemikálií
musíme řešit jejich skladování a likvidaci.
•
•
Nejpoužívanější leptací lázně:
Chlorid železitý - chlorid železitý je látka silně korozívní, koroduje kovy, mnohé látky rozrušuje, na
kůži nechává žlutohnědé stopy a leptá ji
Roztok kyseliny chlorovodíkové a peroxidu vodíku
Pozor! při leptání se uvolňuje nebezpečný chlór
Tyto nesporné nevýhody ovšem nemá poslední metoda výroby plošného spoje a to je
gravírováním. Funguje to tak, že CNC fréza s malým průměrem odfrézuje na
kuprextitu to, co není spoj, takže zůstanou pouze spoje s pájecími ploškami. Jediným
odpadem je odfrézovaná měď.
Výroba plošného spoje pomocí
gravírovacího stroje IS200
IS200 má pracovní plochu 225 mm na šířku
a 80 mm na délku. Gravírovací hlava se
pohybuje nad materiálem ve všech třech
osách X, Y a Z.
Všechna vedení jsou z broušených tyčí a
lineárních vedení s oběhem kuliček. Nosná
část stroje je z hliníkových odlitků a má
vynikající tuhost. Pohon je mikropolohovanými
krokovými motory.
Ukázka nástrojů pro IS200
Držák TwinCut
Fréza vyřezávací a fazetovací 15°
Fréza vyřezávací 90° na tištěné spoje
Vrták na vyřezávání tištěných spojů
Diamantový hrot nerotační
Nástroje TwinCut pro gravírování. Průměr dříku fréz TwinCut je 3,17 mm. Upínají se buď
do kleštinové hlavy s upínací kleštinou pro průměr nástroje 3,17 mm a nebo do
speciálního držáku TwinCut s průměrem dříku 4,36 mm
Příslušenství pro IS200
Uchycení gravírovaného
materiálu
1. GravoGrip je vynikající náhrada za vakuové
stoly a různé podlepování oboustrannými
lepicími páskami při gravírování a vyřezávání
na
gravírkách. Skládá se ze tří vrstev,
pevného plastového jádra a dvou krajních
„samolepivých“ vrstev. Povrch GravoGripu
ztrácí lepivost zaprášením (třeba šponami od
gravírování). K znovuzískání lepivosti povrchu
stačí
GravoGrip opláchnout (nenásilně omýt) vodou
(může se použít mýdlo nebo slabý saponát).
2. Oboustranná lepící páska
Obslužní software
GravoStyle 5 - 2D; 2,5D CAD/CAM software pro gravírky
GravoStyle 5 je profesionální software pro
2D a 2,5D gravírování. Byl vyvinut
společností Vision Numeric pro ovládání
strojů značky Gravograph. GS5 se skládá
ze tří částí: CAD, CAM a Laser.
CAD obsahuje jak klasické nástroje
známé z grafických programů (např.
CorelDraw)
CAM umí vytvářet nástroje libovolného
tvaru a velikosti. Lze vybírat z několika
možností obrábění, například šrafování,
vyřezávání, případně tzv. gravírování, kde
si SW sám spočítá ideální dráhu nástroje.
Laser slouží pro vytváření grafiky pro
CO2, diodové a vláknové lasery
Postup práce v programu GS5
Jednou z výhod je možnost vkládání obrázku , který následně převedeme na
vektory pomocí ikony ,, vektorizace bitmapy“ .
Grafiku můžeme
importovat v nejběžnějších formátech jako například .eps, .dxf, .igs apod.
Toto však vyžaduje znalosti o jednotlivých formátech a jejich nastavení.
V našem případě je předloha vytvořena v programu pro návrh plošných
spojů Formica 4.40. Tento program umí ukládat ve mnoha formátech jako
např.: TIFF, HPGL, METRIX, GERBER, DXF a další.
Pro naší potřebu bohatě poslouží formát TIFF. Výsledný obrázek vložíme do
programu GR5 a pustíme vektorizaci. Měřítko zůstává stejné a není potřeba
ho tedy upravovat. Nyní se přepneme do programu CAM pomocí ikony.
Nastavení v části CAM
V této části programu definujeme co má fréza udělat a z jakým nástrojem.
K dispozici je hned několik možných operací.
1. Grvírování
2. Po obrisech
3. Vrtání
4. Vyřezávání z fólie
5. Šrafování
6. Vyřezávání
7. Sekvence.
V našem případě jsme zvolili
gravírování. Po zvolení
operace se otevře okno
příslušné operace, kde volíme:
1. Nástroj
2. Hloubku frézování
3. Počet kroků na
požadovanou hloubku
4. Překrytí
5. Frézování zevnitř / zvenku
Odeslání na IS200
Nyní stačí
zmáčknou
ikonu ,, Odeslat
na stroj“
Nastavení IS200
Nejprve musíme do držáku nástroje umístit požadovaný nástroj. Poté musíme
nastavit nulovou hodnotu souřadnice Z. IS200 neumí detekovat vzdálenost
materiálu a tak je nutnost najet nástrojem k materiálu a tím zadat hodnotu
souřadnice Z. Stroj si tuto souřadnici automaticky uloží a počítá od ní dále.
Po vyfrézovaní je možno zadat funkci vyřezávání a
nastavit ,,vyříznou zvenku“.
Nulová hodnota se nemusí znovu zadávat pokud používáme stejný
nástroj.
Úprava plošného spoje
1. Potření pájitelným lakem
Desku potřete jemným štětečkem
(nebo tamponem) pájitelným lakem.
Lak lze také vyrobit rozpuštěním
rozdrcené kalafuny v technickém lihu.
2. Vrtání
Desku vyvrtáme vhodnými průměry
vrtáků. Většina klasických součástek
vyžaduje díry o průměru 0,8mm. Další
průměry volíme dle průměrů vodičů
připojovaných součástek.
Otázky
1. Vyjmenuj druhy výroby
plošného spoje
Fotocestou, nažehlovací fólie,
kreslením kapalinou na plošné spoje,
chemickým pokovením mědicí lázní,
gravírováním
2. K čemu slouží plošný
spoj
Používá se pro mechanické připevnění
a současně pro elektrické propojení
elektronických součástek.
3. Jaká je výhoda použití
gravírovacího stroje
oproti jiným metodám
K odstranění mědi se nemusí požít
chemikálie a nemusíme tak řešit jejich
skladování a likvidaci.
Použitá literatura
•
•
•
•
•
http://www.gravograph.com/
http://www.gravotech.cz/
http://pcbhpm.vyrobce.cz/
http://www.elweb.cz/clanky.php?clanek=101
http://www.formica.cz/