« 2020年3月 | トップページ | 2020年6月 »

2020年5月

中国製CNC3018ルーター利用 レーザー加工で プリント板エッチング パターン製作

前記事でルータで切削してプリント版回路を構成してみた。今回はYouTubeで紹介されていたエッチングによるプリント板製作にチャレンジしてみた。回路図、パーツリストなどきちんと作らんと使えないCADは勘弁して頂いて・・・数十年前に勤務先の実験室でマスキングテープを貼って製作した方法をPCで実行。細かい方法は https://www.youtube.com/watch?v=EURD8J051P4 に先輩の詳しい説明あり、感謝! 
試作は前回と同じLoRa無線モジュールの半田付けピッチ変換版。2mm→2.54mm。レーザーヘッドはCNC3018購入時にオプションで付属した2.5W。
プリントパターンはCADを使わず、パターン形状をお絵かきソフトで作成し、白黒反転してPNGファイルにする。それをCNCに付属していたソフトLasergrblに読み込ませて、作図法を設定する。Vectorizeで輪郭を焼く。Fillingはエッチング部()の塗りつぶし処理。水平方向にスキャンする、その密度は10~15本/mmでないと、焼いたラッカーがすだれになってきれいに剥がれない。Previewタブで像を見ることができる。

001  002

Nextにすすむと小さなウインドウが開く。ここで寸法をきちんと合わせ込む。ここではレーザーヘッドの速度も設定できる。材質などによって試行錯誤が必要。焦げ具合が変わるようだ。これと前の画面のBrightnessも関係するのかも知れない。きちんと調べていない。これでCreateにすすむと赤い加工図になる。

003  004

これでFileSend to Machineで加工スタート。

ナマ基板の銅箔をスチールウールなどで磨いてきれいにして、無水アルコール(洗剤でも良いかも)などで脱脂清掃して黒のラッカーをスプレーする。どんなラッカーが良いか真面目に考えず、ダイソーで小さなスプレー購入。十分乾かして必要サイズに切断してレーザー加工する。

Conv0011_20200522115901  Conv0012

加工後ソフトクレンザーを布につけて軽くこすって焦げたラッカーを落とす。水洗いしてエッチングに進む。エッチング液は食塩1g,クエン酸4g、過酸化水素水(市販のオキシドール)25g。手元のはかりが1g単位なのでかなりいい加減な比率になっているかも知れないが、それでも十分使える。

Conv0010_20200522115901 Conv0013_20200522115901

2枚を背中合わせに貼って、一度にエッチング。5~10分くらいで薬品が薄緑色になってくる。気泡が銅箔表面に付くので時々ゆすってやる。20分くらいで銅箔がなくなっている部分が期待通りになったら終了。化学反応だから、温めると早いはずだが無理は禁物。完成したら基板を取り出して水洗い。ラッカーをシンナーなどで除去すれば、完成。穴開けが必要ならここで実施。よく清掃してフラックスを塗布し、半田メッキ。イッチョマエの基板になる。

Conv0014   Conv0015

 

Conv0016  Conv0017

穴開けも自動で出来るとらくちんなのだがなぁ。出来るはず、お勉強しましょう。

使用済みのエッチング液には銅イオンが溶け出しているので、厳密にはそのまま廃棄は出来ない。鉄釘などを投入して銅イオンを酸化鉄などに置換?しておく(これも、らしい)。アルミでも良いらしい。釘を投入すると黒っぽい茶色に変わる。(銅が析出した?) 析出物を濾過して、投入した釘と共に乾燥させて不燃ゴミに。後の廃液の処理は各自治体で違うらしいが、25mlしか作っていないので、大量(数リットル以上)の水で薄めて捨てるでも問題はないはず。

Conv0018  Dsc_0739_r

廃液に鉄釘投入の結果。             レーザー加工のオマケ。写真がMDFにきれいに焼ける。

 

 

| | コメント (0)

中国製CNC3018ルーター でPCB(プリント基板)が作れそう InkScape Candle LaserGRBL これだけ・・・

昨年夏(2019.07)に購入してちょいと動かしてみて、そのまま10ヶ月も放置していた中国製CNC3018ルーターを
やっと引っ張り出して、PCB(プリント基板)作りに使うことにチャレンジした。
とにかく無精で、CADを勉強して段階を追ってプリント基板作りにたどり着こうというのが、面倒臭い。
万能基板(ユニバーサル基板)でなく何か作れるレベルの簡単基板を作れるようになりたかった。

KIcadが良さそうで勉強し始めたが、1日でイヤになって放り出した。ライブラリ扱いが面倒。
回路図から自動的にパターン設計なんて出来なくてよい。昔のようにマスキングテープをベタベタ貼る方式のPCバージョンにしたい。

プリント板を作るアプローチを2通り考えた。
1.べたランドをカッターで切り込み線を入れて回路構成する。
2.プリントランドの図を何らかの形でナマ基板上に投影(転写?)してエッチングする。

上記の1.が今回のトライアル。
2.の方法は https://www.youtube.com/watch?v=EURD8J051P4 に詳しい説明あり、近々これもやってみたい。感謝! 
その方法は、ナマ基板に黒ラッカーぬって、それにレーザーで作図、照射部分のラッカーが焦げて剥がれるので、その部分をエッチングする。
エッチング液は塩化第二鉄ではなくオキシドールを塩とクエン酸というエコで手軽なアプローチ。
レーザー加工の場合は元図をPNGファイルにして、LaserGrbl(CNCに添付)と言うフリーソフトで直接CNCを制御して加工できる。

で、今回の報告は溝きり方法。2ミリピッチのLoRa無線モジュールを2.54mmピッチに変換するベビーボードの試作。
InkScapeと言うフリーソフトで線画を描いて、Gcodeを出力する。
それをCNCに接続したCandleCNCに添付)と言うフリーソフトでGcodeを転送すればスピンドルが回り始めて線画が溝になる。
0.2mm程度の深さに切り込むだけ。
InkScapeでGcodeを出力するのは外部エクステンション(プラグイン)で一発変換。
この辺の方法は以下のページで https://www.footfoot.tokyo/article106/inkscape-gcodetools 勉強させて頂いた。感謝!

1年近く放置してあったので、CNCフレームの締め付けがゆるい部分があって、Y軸の再現性が悪かったが、ねじの締め直しで回復。
Z軸のキャリブレーションにてこずって、切り込みが深くなったりしているが、プローブ導通検出で合わせこむ必要がありそう。
ま、1日仕事でベビーボード1枚の成果。次からはもう少しまともになるだろう。
穴なしのベビーボードならこの方法で簡単に作れることは解った。穴も自動でなければ、簡単。

InkScapeの機能も殆ど勉強せず、ぶっつけ本番ゆえ、あちこち改善の種がたくさん見つかって、面白そう。
2~3万円の投資で・・・いつ回収できますかね。遊べたからいいでしょ、回収できなくても。

Conv0003_20200518205001  Conv0004_20200518205001

切り込みの深さがバラバラだったり、軸がずれたり、いろいろありました。

Conv0008_20200518205001 Conv0007_20200518205001

やっと1個できあがり。

Conv0009_20200518205001

 

レーザー加工(2.5W)はこんな感じ (いたずらです)

Conv0002_20200518205001 Conv0001_20200518205001

| | コメント (0)

« 2020年3月 | トップページ | 2020年6月 »