Výroba plošného spoje gravírováním

Novák Zbyněk, č.234SOŠ a SOU,28.října 2707,

Česká Lípa,příspěvková organizace

„Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a

státním rozpočtem České republiky.“

Plošný spojPlošný 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 fotocestou2. Výroba plošných spojů pomocí nažehlovací

fólie3. Výroba plošných spojů kreslením kapalinou

na plošné spoje4. Výroba plošných spojů chemickým

pokovením mědicí lázní5. 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 šířkua 80 mm na délku. Gravírovací hlava se pohybuje nad materiálem ve všech třechosách X, Y a Z.Všechna vedení jsou z broušených tyčí alineárních vedení s oběhem kuliček. Nosnáčást stroje je z hliníkových odlitků a mávynikající tuhost. Pohon je mikropolohovanými krokovými motory.

Ukázka nástrojů pro IS200Držák 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 softwareGravoStyle 5 - 2D; 2,5D CAD/CAM software pro gravírkyGravoStyle 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 GS5Jednou 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 CAMV této části programu definujeme co má fréza udělat a z jakým nástrojem.K dispozici je hned několik možných operací.1. Grvírování2. Po obrisech3. Vrtání4. Vyřezávání z fólie5. Šrafování6. Vyřezávání7. 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 IS200Nyní 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 spoje1. 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.

Otázky1. Vyjmenuj druhy výroby

plošného spoje

2. K čemu slouží plošný spoj

3. Jaká je výhoda použití gravírovacího stroje oproti jiným metodám

Fotocestou, nažehlovací fólie, kreslením kapalinou na plošné spoje, chemickým pokovením mědicí lázní, gravírováním

Používá se pro mechanické připevnění a současně pro elektrické propojení elektronických součástek.

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/