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CNC3018ルーター利用 レーザー加工でプリント板エッチング大型化両面化チャレンジ

前回はとても小さなPCBの報告をしたが、少し欲を出して70mm×100mmの両面基板にチャレンジしてみた。

結果は最初は失敗。普通に細めのパターンと言っても0.8mm幅程度だったか、エッチングしてパターンがない領域が大きいとレーザー加工にひどく時間がかかる。70×100片面で5時間以上。そして加工後のラッカー除去部分(銅箔エッチング部分)をクリアにするのに手間がかかり、それを一生懸命やると残すべきランドパターンが細くなってしまう。よってエッチング面積を少なくすべきであった。などなど反省しきりで、出来上がったPCBは写真のようなもの。実験用としては使えるが・・・かっこ良くない。

次にその倍の面積100mm×150mmに銅箔を多く残す設計をしてみた。スルーホールは作れないので、ワイヤを差し込んで半田付けする配慮でパターンを書く。
使用ソフト : アートワークはInkscapeで寸法押さえたお絵かきが出来る。最初に穴開けランド(部品ブロック)を作って、配置する。次にレイヤーを追加してA/B面をそれぞれ別のレイヤー上で線で結ぶ。それを後にストロークの太さ変更で肥らせて配線パターンとする。穴開けレイヤとAまたはBメント合成してPNGファイルにエキスポート。これで、A,B面のアートワークが出来る。その後はCNCに添付のLaserGRBLでレーザー加工。CADソフトが使えなくても自作基板が出来る。ただし基板メーカーには出せそうもない・・・? 

レーザーでラッカーを焦がす条件をいろいろ変更してみて、時間短縮が出来た。それでも、先の倍の面積で、3時間半、両面でほぼ一日がかり。もう少し短縮できるかも知れない。やはりランド間の隙間が広がる傾向にある。
両面パターンの位置合わせのために、先行する面のレーザー加工後、四すみ(最低2ヶ所)の取付穴の中心に1φを開けて、裏面のレーザー加工前に十分な位置合わせをする。それでも結構ずっこけた。

CNC3018の添付ソフトLaserGRBLの機能で、レーザー強度調整がどんな様子か解っていなかったが、0~1000の範囲で変化し、レーザーユニットに与える電圧(PWM出力)が電圧で0~5Vの範囲で変わることがはっきりした。どこにもはっきり書いてないので再確認した。フォーカスチェック状態ではS=5だが、これでも木板上では痕跡が残ってしまう。

この寸法でのエッチングは食塩:クエン酸:オキシドールは2:8:50gが必要量で、厚手(0.8mm)のチャックつきポリ袋に基板と共に入れて、約20分間ゆすり続ける。温める必要はない。この液量ではこの寸法の基板一回で終わりと考えた方が良い。PCB生基板材はアマゾンでパナソニック電工の銅箔18ミクロンがエッチングが楽で価格もハヤトより安い。

穴開けが結構大変で、マニュアルでGコードテキストを書いて、2.54ピッチのブロック毎に穴開け出来るようにした。例えばDIP14pinは1ヶ所基準点さえツール位置を決めてやれば、14個の穴が開くコマンドファイルを作ってCandleで1φドリルでの穴開けをさせた。円錐ツールは使えないので、まっとうなドリルを使うべし。

穴開け後に半田メッキをした方が良さそうだが、フラックスを塗布して終わりにした。
前回(70×100)よりは見栄えが良くなった??

この方法、この大きさでは2枚が「体力=時間」の限界。アートワークから仕上がりまで1枚で3日間はかかりそう。2枚作ると4日。レーザー加工が支配的で1枚/日。

Dsc_0777  Dsc_0000_burst20200623221633468_r

  エッチング面積が多くて拡大するとアラが目立つ   半田メッキが汚い

Dsc_0805_r  Dsc_0810_r

エッチング直前の状態               エッチング後・ラッカー除去後

Dsc_0819_r
完成品拡大:パターン間隔が設計より広くなっている

 

 

 

 

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