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Forum: Platinen Erfahrungen beim Platinenfäsen


Autor: Bernhard S. (dk9nw)
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Hallo zusammen,

Hier mal ein paar gesammelte Erfahrungen beim Platinenfäsen.
Vielleich können sie dem ein oder anderen nützlich sein.

Vorhanden ist eine selbstgebaute Fräse aus Aluschienen und
3 ISEL Schrittmotoren sowie zugehörige Ansteuerelektronik im
19 Zoll Gehäuse. Angesteuert wie das Ganze von einem PC über ein
RS232 Kabel zum ISEL Controller. Die Widerholgenauigkeit liegt
bei ca 0.02 mm  Verfahrbereich ca 250 x 400 mm
Fräsmotor hat ca 80 Watt bei 14000 U/min

Als erste habe ich Vollhartmetall-Fräser von KEMMER-Präzision
verwendet. Einstichtiefe ca 0.1 mm Bearbeitet wurde eine Epoxy
Europlatine 100 x 160 mm bei mitteldichter Bestückung incl SMD
Danach war der 0.6 mm Fräser abgenutzt und das Fräsbild am Ende
miserabel. Ausgefranste Ränder. Das war schon mal etwas enttäuschend.

Dann hat mir jeden den Tip gegeben "unter Wasser fräsen"
Dazu habe ich auf der Platine ringsum eine kleine Mauer aus Knetmasse
gebaut. Ca 8 mm hoch. Ergebnis. Das Fräsbild sieht viel besser aus.
Kein Staub mehr und alles ist viel leiser.
Nach dem Fräsgang einfach das Wasser mit einem Küchenflies austupfen.
Kontrolle mit der 12 x Lupe Ergebnis: viel besser.

Dann habe ich einen 0.8 mm Speerbohrer ausprobiert. Gibts beim großen C 
Geht gut. Hier ist die Frästiefe entscheidend. Aber man kann damit 
kleiner
als 0.5 mm Bahnen fräsen. Wichtig für SMD Bauteile wie zB einen
ATmega 168 o.ä. Die haben nur 0.8mm Pinabstand.

Bewährt hat sich das Programm Eagle 5.5 Da gibt es bei den ULPs
das mil-outlines
Wenn man hier SCIPT wählt, sieht man vorher auf dem Bildschirm,
wie später die Fräsbahnen laufen. Die entstehenden Dateien der
Extension scr wandele ich einfach in ISEL Fräsdateien um.

Hier kann man auch spiegeln. Damit lassen sich prima doppelseitige
Platinen fäsen. Ein Problem war: Wie kann man die Platine nach dem
Umdrehen so auf der Arbeitsfläche fixieren, daß man danach 
deckungsgleich
zur Vorderseite ist? Lösung zwei zusätzliche kleine 0.8mm Bohrungen
10 mm unter den beiden unteren Kanten der Umrandung.
Diese beiden Löcher sind später unter dem Knetwall verborgen. Dienen 
aber
nach dem Umdrehen wieder dazu den Nullpunkt zu finden.
Man fährt die Maschine irgendwo in die Mitte hin, wo man arbeiten 
möchte.
Dann 10.0 mm auf y runter. Fräsermotor aus. 0.8mm Passtift drin.
Runter mit der z-Achse und nun erst durch eine Hilfsplatine mit 0.8 
Bohrung
und dann durch die umgedrehte Platine. Maschine hoch, Passtift bleibt
im ersten Loch und rüber zur zweiten Bohrung. danch ist die Platine
eingefangen und kann auf der Arbeitsfläche fixiert werden.

Beim Platinenmatieral kann man meines Erachtens nur Hartpapier nehmen.
Epoxy nutzt die Fäser zu schnell ab.

Zum Bohren nehme ich dann nicht mehr den Speerbohrer, sonder wechsele 
auf
normale 0.6 oder 0.8 mm Bohrer. Als Fräsmotor hat sich auch die
100 Watt Proxon bewährt. Hier ist die Drehzahl bis 20000 U/min 
einstellbar.
So vermeide ich evtentuelle Resonanzen.

Als Wall für die Wasserwanne löst sich die Knetmesse immer etwas auf.
Hier geht auch Gewebeband über kleine Holzleisten. Hält auch dicht.

Bei den doppelseitigen Platinen habe ich auch zwei normale Platinen
getrennt gefräst. Anschliessend die Rückseite mit einem größeren
Fräser um 0.8mm weggefräset und anschliessend beide Platinen zusammen-
geklebt. Das vermeidet das Justieren vor dem Fräsen der anderen Seite.

Generell würde ich immer die Umrandung der Platine zuerst getrennt 
fräsen.
Dabei sieht man schon, ob die Frästiefe überall ok ist. (Wenn man ohne
Tiefenregler arbeitet). Die Umrandung ist bei Eagle Layer 118.
Dann erst den Rest innen drin.

Immer erst die Bahnen fräsen und dann die Löcher, sonst läuft das
Kühlwasser aus :)

Vielleicht fällt mir ja noch das ein oder andere ein, dann werde ich es 
hier ergänzen.

ciao
Bernhard

Autor: PJ (Gast)
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Es gibt auch Platinenmaterial mit 0,8 mm Dicke.

Vielleicht wäre das für Deine doppelseitigen Klebteile praktischer, als 
gerade diese Dicke auf der ganzen Fläche wegzufräsen.

Autor: Bernhard S. (dk9nw)
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Hi JP,

Wo gibt es diese als Hartpapierversion ?
Habe ich (bisher) nicht gefunden.

ciao
Bernhard

Autor: PJ (Gast)
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Ach so, als Hartpapier. Daran hatte ich nicht gedacht.

Das wird schwieriger sein, weil das ja dann etwas labberig wäre.

Autor: Oilaf (Gast)
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Hallo,
ja das Leiterplattenfräsen mache ich auch schon einige Zeit. Was die 
Fräser betrifft, nehme ich Gravierstichel und als Leiterplattenmaterial 
auch Hartpapier. Für Doppelseitige Platinen ist mein Verfahren auch 
nicht viel besser als das von Bernhard. Bei mir ist es eine Vorrichtung 
mit zwei 3mm Stiften und in der Leiterplatte ist auf zwei Seiten der 
Platine eine Kerbe ("90°-Prisma mit einer Dreikantfeile rein gefeilt). 
Bei den Stiften kann der Abstand verändert werden und zwar so, dass die 
beiten Stifte gerade in den Kerben der Leiterplatte sind. Die 
Leiterplatte wird dann mit bedseitigem Klebeband fixiert. Wenn die 
Andere Seite gefräst werden soll, wird die Platine von der Vorrichtung 
abgenommen (bedseitigem Klebeband), die beiden Stifte behalten ihre 
Position und die Platine wird um 180° gedreht und wieder mit bedseitigem 
Klebeband fixiert. Genau das muß man mit den Fräsdaten auch machen.
Wasser benutze ich nicht, das wär mir zu viel Dreck. Was die Stichel 
betrifft, die stelle ich aus alten oder abgebrochenen Platinenbohrern 
her, die man manchmal auf dem Flohmarkt bekommt. Ich gebe zu, dass das 
sicher nicht jedermans Sache ist. Normalerweise benötigt man eine 
Stichelschleifmaschine, die so zwischen 1500 und 2000 Euro kostet. Ich 
habe mir für meine CNC-Maschine entsprechende Hilfsmittel zum schleifen 
gebaut.
http://www.people.freenet.de/olafschwarz/stichel3.m1v
Ich hoffe der Link funtioniert noch.
Hier ein Beispiel, die CF-Leiterplatte wurde gefräst (0,6mm Abstand)
http://freenet-homepage.de/olafschwarz/DSCN4304.JPG

Gruß Olaf

Autor: Bernhard S. (dk9nw)
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Hallo Olaf,

>>>Wasser benutze ich nicht, das wär mir zu viel Dreck<<<

Das kann ich so nicht bestätigen. Feinstaub finde ich schlimmer.
Das Wasser steht bei mir ja nur ca 3-4 mm auf der Platine.
Es wurde vorher mit einer Kunststoffpritze eingefüllt.

Dann geht man nach dem Fräsgang ein bis zwei Mal mit dem gelben
Schwammtuch rein und leer ist der Teich. Inklusive Fräs-Schlamm.
Dann die Teichmauer abrupfen. Nachwischen. Sauber.

Noch was: >>>beiseitiges Klebeband<<<
Welches nimmst du da? Hatte das auch mal probiert.
Dann ist aber der Abstand der Platine zur Grundfläche nicht mehr genau.
Dann kann man nicht mehr ohne Tiefenregler fräsen.

Momentan nehme ich Gewebeband. Dieses silberne Klebeband von Tesa.
Das drücke ich mit dem Fingernagel in die Ecke zwischen Platinenrand
und Arbeitsfläche.

Besser wäre vielleicht ein Messer mit einer geraden Klinge abzuflexen.
Dann hätte man so eine Art Rampe von der Auflage zur oberen 
Platinenseite.
Und dieses Rampe auch wieder mit Gewebeband fixieren.

ciao
Bernhard

Autor: Oilaf (Gast)
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Hallo Bernhard,
ich nehme das ganz normale Doppelseitige Klebeband aus dem Baumarkt, 
dieses gelbbraune, aber kein Dopelseitiges Gewebeband. Das ganz billige 
ist nicht so gut, weil da der Kleber manchmal an der Leiterplatte oder 
an der Maschine kleben bleiben. Das von Tesa ist gut und das besonders 
klebstarke von Tesa ist schon fast zu gut, da bekommt man die 
Leiterplatten manchmal nur schwer wieder runter vom Tisch. Mit 
Dickentoleranzen habe ich da kein Problem. Es darf aber keine Luftblase 
oder Späne zwischen Kebeband und der Leiterplatte sein. Die 
Höhenunterschiede bewegen sich so im Bereich kleiner 0,1mm. Das ist, 
wenn man mit einem 30° Stichel fräst, kein Problem. Bei 90° oder sogar 
120° ist das natürlich kritisch. Einen Höhenregler habe ich nicht. 
Gebohrt wird bis fast auf das Klebeband, der Rest wird mit dem 
Bauteilbein oder mit einem Bohrer von Hand nachgearbeitet.
Wie Du Deine Leiterplatten befestigst habe ich noch nicht verstanden, 
das silberne Gewebeband kenne ich, aber wie wird die Leiterplatte damit 
befestigt

Gruß Olaf

Autor: Bernhard S. (dk9nw)
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Hallo Olaf,

Das mit diesem braunen doppelseitigen Klebeband werde die Woche mal 
ausprobieren.

>>>Wie Du Deine Leiterplatten befestigst habe ich noch nicht verstanden,<<<

Erst lege ich die Platine auf die Arbeitsfläche. Dann schneide ich ca
30 mm von dem silbernen Gewebe-Klebeband ab. Die ersten 5mm davon kommen
auf den Platinenrand. Dann drücke ich dieses über die Platinenkante und
anschließend mit dem Fingernagel unten in die Ecke Platine-Arbeisfläche.
Der Rest von ca 23 mm klebt auf der Arbeitsfläche der Fräsmaschine.
Und so immer weiter, bis ich einmal um die Platine herum bin. Zusätzlich
habe ich 8 Platinenzuschnitte von 20 x 100 mm. Diese sind um die Platine
herum verteilt und stossen mit ihrer schmalen 20mm Seite an die zu 
bearbeitende Platine von aussen. Je zwei pro Seite. Diese sind natürlich 
auch mit der Arbeitsfläche verklebt und sorgen dafür, daß sich die zu 
bearbeitende Platine beim Fräsen nicht bewegen kann.

Anschliessend nehme ich Kunstoff Trinkhalme, schneide sie zu und lege 
sie aussen auf den Rand der zu bearbeitenden Platine. Darüber kommt 
wieder das gleiche silberne Gewebeband. Diese Trinkhalme sind die 
Unterkonstruktion des Wasserwalls.

Jetzt wird der Fräser 10mm oberhalb über die Platine auf die Null-Ecke
gefahren, eingeschaltet und langsam abgesenkt bis er Kontakt zu Platine 
bekommt. Das manuelle Verfahren ist nun zu Ende. Nun Wasser einfüllen. 
Jetzt wird das automatische Fräsprogramm des Eagle Level 118 = 
Aussenkontour gestartet. Am Ende wieder Fräser 10mm hoch und 150 mm nach 
hinten.
Wasser abtupfen und Fräsespur unter der Lupe kontrollieren. Alles ok?
Wieder 150 mm vor und 10mm runter auf Null fahren. Wasser einfüllen und 
automatisches Fräsprogramm für die Leiterbahnen (=Level 116)starten.

Sobald dieses fertig ist 10mmm hoch 150mm nach hintern. Wieder Wasser 
abtupfen und alles unter der Lupe kontrollieren. Dann Fräser gegen 
Bohrer wechseln. Zurück auf Null fahren. Tiefe justieren und 
Bohrprogramm starten.

Bei doppelseitiger Platine werden beide Platinen nebeneinander 
aufgeklebt und in einem Arbeitsgang gefräst/gebohrt. Dann umdrehen und 
hinten mit dem größeren Flächenfräser die Rückseiten als Wannen auf ca 
0.7 mm runter fräsen. Das hat den Vorteil, daß man so die Bohrungen der 
einzelnen Seiten nicht voll durchbohren muss. Nach diesem Reduzieren der 
Dicke tauchen die Sackbohrungen als Durchbohrungen auf. So kann man 
direkt auf der Arbeitsfläche der Fräsmaschine ohne Bohr-Unterlage 
arbeiten.

ciao
Bernhard

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