Piirilevyjyrsintä

Piirilevyjyrsintä tehtävät

Piirilevylayoutin suunnittelu

• Piirilevylayoutin suositusspeksit:
  • track: 0.5mm, trackien isolaatiot 0.4mm, pad 0805 (=2mmx1.2 mm padit
  • Hacklab piirilevyjyrsinnän peruskonfiguraatiossa oletuksena, että kaikki PTH (=kupari) reijät ovat saman kokoisia. Samoin kaikki NPTH (=kiinnitys= ei-kupari) reijät saman kokoisia. Erikokoisten reikien käyttö piirilevyssä ks. #reijitys
• Piirilevyn sijoittaminen koordinaatistoon
  • Yksipuoleisen piirilevyllä origo sijoitetaan piirilevyn vasempaan alanurkkaan
  • Kaksipuoleisella origo sijoitetaan piirilevyn alareunan keskikohtaan. Kaksipuoleisen piirilevyn kohdistamista varten Y-akselille kaksi via:aa:
    • Toinen y-akselille kohtaan X=0, Y=-3 mm
    • ja toinen Y-akselille 3 mm piirilevyn yläreunan yläpuolelle.
• Piirilevyn layoutin suunnittelun lopputuloksena Gerber tiedostot (=ei zip paketti).
  • PROJ_F_Cu.gbr: etupuolen kuparikerros ( PROJ merkkaa projektin nimeä)
  • PROJ_B_Cu.gbr: takapuolen kuparikerros
  • PROJ_Edge_Cuts.gbr: piirilevyn reunat
  • PROJ_PTH.drl: kuparireikien (Plated Through Hole) porausohjeet
  • PROJ_NPTH.drl: ei kuparireikien (Non Plated Through Hole) porausohjeet

Gerber tiedostojen muokkaaminen jyrsinnän gcode:ksi

Työvaiheet Gerber muuntamiseksi gcodeksi:

• Projektin PROJ Gerber -tiedostot ( PROJ_F_Cu.gbr, PROJ_B_Cu.gbr, PROJ_Edge_ts.gbr, PROJ_PTH.drl, PROJ_NPTH.drl) kopioidaan etool -työkalun 01-gerber -hakemistoon
• etool -työkalun avulla muunnetaan 01-gerber -hakemistossa olevat Gerber tiedostot gcode -tiedostoiksi 02-ngc -hakemistoon. Tuloksena:
  • PROJ_F_Cu.ngc: etupuolen kuparikerroksen jyrsintä
  • PROJ_B_Cu.ngc: takapuolen kuparikerroksen jyrsintä
  • PROJ_Edge_Cuts.ngc: piirilevyn reunojen jyrsintä
  • PROJ_PTH.ngc: kuparireikien (Plated Through Hole) porausohjeet
  • PROJ_NPTH.ngc: ei kuparireikien (Non Plated Through Hole) porausohjeet
• Kaksipuoleisella piirilevylle tuotetaan lisäksi erillinen poraustiedosto PROJ_PTH-ALIGN.ngc, jolla X=0 akselilla olevat kohdistus -viat porataan syvemmiksi kuin piirilevyllä olevat viat
• etool -työkalun avulla käynnistetään linuxcnc simulaattori, jolla varmistetaan gcode oikeellisuus. Erityisesti tuon PROJ_PTH-ALIGN.ngc gcoden toiminta pitää tarkistaa.
• Simulaattorivarmennuksen jälkeen gcode -tiedostot (PROJ_F_Cu.ngc, PROJ_Edge_Cuts.ngc, PROJ_PTH.ngc, PROJ_NPTH.ngc, kaksipuoleisella piirilevyillä lisäksi PROJ_B_Cu.ngc ja PROJ_PTH-ALIGN.ngc) kopioidaan tikulle siirrettäväksi jyrsintäkoneelle.

Jyrsintä

Jyrsinnän työvaiheet:

• Siirrä gcode -tiedostot (PROJ_F_Cu.ngc, PROJ_Edge_Cuts.ngc, PROJ_PTH.ngc, PROJ_NPTH.ngc, kaksipuoleisella piirilevyillä lisäksi PROJ_B_Cu.ngc ja PROJ_PTH-ALIGN.ngc) tikulla jyrsintäkoneelle.
• Kiinnitä riittävän suuri piirilevyaihio kaksipuoleisella teipillä puualustaan, joka on tukavasti kiinni jyrsijän pöydässä.
• Jyrsintäkoneen origon kohdistaminen piirilevyn origoon
• Tarkista, että probe on kytketty ja toimii
  • proben kytkentäliuska ottaa kiinni piirilevyaihioon
  • proben kytkentäliuskasta lähtee johto joka menee hiillen koteloon
  • jos vielä lisävarmistusta halua niin proben tilan saa käyttöliittymään näkyviin ja hiilen kyljessä olevassa rasiassa on maadoitusnappi probesignaalin testaamista varten
• Piirilevyn gcode jyrsintä:

1. (PROJ_F_Cu.ngc
2. jos kaksipuoleinen piirilevy:
   1. vaihda kohdistusporanterä, touch off z, poraa kohdisusreijät PTH-ALIGN.ngc
   2. käännä piirilevy (ennen kääntämistä huomioi missä kohdistusreijät sijaitsevat, jotta osaat kohdistaa piirilevyn oikeaan kohtaan käätämämisen jälkeen)
   3. aseta probe
   4. vaihda piirilevvyn jyrsinterä, touch off -z, aja back copper milling (*_B_Cu.ngc)
   5. käännä piirilevy takaisin etupuolelle
3. PROJ_PTH-ALIGN.ngc)
4. ** Poraa kuparireijät: PROJ_PTH.ngc
5. Poraa kiinnitysrejät:PROJ_NPTH.ngc
6. PROJ_B_Cu.ngc
7. Jyrsi piirilevyn reunat: vaihda reunajyrsin, touch off z, aja PROJ_Edge_Cuts.ngc

• Touch off z:lle (= vie z riittävän lähelle, n. 1 mm päähän pinnasta, z step 0.1 mm, kunnes paperi ei enää mahdu, touch off)
• Jyrsintä
  • aja Front Copper milling: (*_F_Cu.ngc)

Piirilevyn jälkikäsittely

• Reunojen siivous ja mahdollinen hionta

• Tarkista mikroskoopille jyysteet ja oikosulut, tasaa mahdolliset purskeet

Piirilevyjyrsintä työkalut

Piirilevylayoutin suunnittelu (KiCad)

• • Hiljaisen huoneen PC:llä Output directory: C:\Users\hacklab\Documents\etool\01-gerber. Jos teet Gerberit muualla kopioi gerber tiedostot tuonne hakemistoon (ks. seuraava kohta)
  • "Use extended X2 format" ruksi poistetaan

Gerber tiedostojen muokkaaminen jyrsinnän gcode:ksi

• Aluksi siivoa hakemistot (kaikki gerber ja ngc -tiedostot poistetaan - mitään tiedostoja ei talletata työasemalla)
  • etool.sh cleanup

• Lähtötilanne: Projektin Gerber tiedostot (*_F_Cu.gbr, *_B_Cu.gbr, *_Edge_ts.gbr, *_PTH.drl, *_NPTH.drl) ovat hiljaisen huoneen hacklab käyttäjän hakemistossa Documents\etool\01-gerber (Hakemisto short cut on työpöydällä)
  • Tiedostot voi joko kopioida tuonne hakemistoon (jos teet Gerberit omalla työasemalla) tai työasemalle asennettu KiCad voidaan konfiguroida tuottamaan Gerberi suoraan tuohon hakemistoon (ks. edellinen kohta)

• Käynnistä hacklab -käyttäjän kotihakemistossa hacklab\bin\etool.cmd skripti. Lue ohjeet ja paina enter cmd -ikkuna avautuu

• CAM:ituksen suoritus etool.cmd -avulla
  • etool.cmd ls
  • etool.cmd gerber PROJ
  • etool.cmd ls
  • etool.cmd ardill PROJ
  • etool.cmd simulator

• Kun olet tyytyväinen kopioi hacklab käyttäjän hakemistossa Documents\etool\02-ngc projektin ngc tiedostot (*_F_Cu.ngc, *_B_Cu.ngc, *_Edge_Cuts,ngc, *-PTH.ngc, *-NPTH.ngc, *_PTH-ALIGN.ngc) tikulle kopioitavaksi hiileen.

• Loputuksi siivoa hakemistot (kaikki gerber ja ngc -tiedostot poistetaan)
  • etool.sh cleanup

Jyrsintä (hiili)

• KÄytettävät hiilen terät:
  • PCB jyrsinterä: arvaus 0.1 mm/60deg
  • PTH poranterä: 0.9mm
  • NPTH poraterä 2.5mm tai 3mm
  • Reunojen jyrsintä 2 mm leikkausterä
• Lähtötilanne: Projektin ngc tiedostot (*_F_Cu.ngc, *_B_Cu.ngc, *_Edge_Cuts,ngc, *-PTH.ngc, *-NPTH.ngc, *_PTH-ALIGN.ngc) on kopiotu siirretty hiilellle.
• Kiinnitä piirilevy kaksipuoleisella teipillä hiilen uhripuuhun.
• Touch off x ja y siihen kohtaan, mihin piirilevyn origon suunnittelit.
• Touch off z:lle (= vie z riittävän lähelle, n. 1 mm päähän pinnasta, z step 0.1 mm, kunnes paperi ei enää mahdu, touch off)
• Tarkista, että probe on kytketty ja toimii
  • proben kytkentäliuska ottaa kiinni piirilevyaihioon
  • proben kytkentäliuskasta lähtee johto joka menee hiillen koteloon
  • jos vielä lisävarmistusta halua niin proben tilan saa käyttöliittymään näkyviin ja hiilen kyljessä olevassa rasiassa on maadoitusnappi probesignaalin testaamista varten
• Jyrsintä
  • aja Front Copper milling: (*_F_Cu.ngc)
  • jos kaksipuoleinen piirilevy
    • vaihda kohdistusporanterä, touch off z, poraa kohdisusreijät PTH-ALIGN.ngc
    • käännä piirilevy (ennen kääntämistä huomioi missä kohdistusreijät sijaitsevat, jotta osaat kohdistaa piirilevyn oikeaan kohtaan käätämämisen jälkeen)
    • vaihda piirilevvyn jyrsinterä, touch off -z, aja back copper milling (*_B_Cu.ngc)
    • käännä piirilevy takaisin etupuolelle
  • Poraa kuparireijät: Vaihda poranterä, touch off z, aja *-PTH.ngc,
  • Poraa kiinnitysrejät: Vaihda poranterä, touch off z, aja *-NPTH.ngc
  • Jyrsi piirilevyn reunat: vaihda reunajyrsin, touch off z, aja *_Edge_Cuts,ngc