Výroba plošného spoje gravírováním

1. „Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.“ Výroba plošného spoje gravírováním Novák Zbyněk, č.234 SOŠ a SOU,28.října 2707, Česká Lípa,příspěvková organizace

2. Plošný spoj Plošný 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).

3. Druhy výroby plošného spoje • Výroba plošných spojů fotocestou • Výroba plošných spojů pomocí nažehlovací fólie • Výroba plošných spojů kreslením kapalinou na plošné spoje • Výroba plošných spojů chemickým pokovením mědicí lázní • Výroba plošných spojů gravírováním

4. 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.

5. Výroba plošného spoje pomocí gravírovacího stroje IS200 IS200 má pracovní plochu 225 mm na šířku a 80 mm na délku. Gravírovací hlava se pohybuje nad materiálem ve všech třech osách X, Y a Z. Všechna vedení jsou z broušených tyčí a lineárních vedení s oběhem kuliček. Nosná část stroje je z hliníkových odlitků a má vynikající tuhost. Pohon je mikropolohovanými krokovými motory.

6. Ukázka nástrojů pro IS200 Držák 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

7. Příslušenství pro IS200

8. 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

9. Obslužnísoftware GravoStyle 5 - 2D; 2,5D CAD/CAM software pro gravírky GravoStyle 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

10. Postup práce v programu GS5 Jednou 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.

11. Nastavení v části CAM V této části programu definujeme co má fréza udělat a z jakým nástrojem. K dispozici je hned několik možných operací. Grvírování Po obrisech Vrtání Vyřezávání z fólie Šrafování Vyřezávání Sekvence.

12. V našem případě jsme zvolili gravírování. Po zvolení operace se otevře okno příslušné operace, kde volíme: Nástroj Hloubku frézování Počet kroků na požadovanou hloubku Překrytí Frézování zevnitř / zvenku

13. Odeslání na IS200 Nyní stačí zmáčknou ikonu ,, Odeslat na stroj“

14. 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.

15. Úprava plošného spoje Potření pájitelným lakemDesku potřete jemným štětečkem (nebo tamponem) pájitelným lakem. Lak lze také vyrobit rozpuštěním rozdrcené kalafuny v technickém lihu. VrtáníDesku vyvrtáme vhodnými průměry vrtáků. Většina klasických součástek vyžaduje díry o průměru 0,8mm. Další průměry volíme dle průměrů vodičů připojovaných součástek.

16. Otázky Fotocestou, nažehlovací fólie, kreslením kapalinou na plošné spoje, chemickým pokovením mědicí lázní, gravírováním • Vyjmenuj druhy výroby plošného spoje • K čemu slouží plošný spoj • Jaká je výhoda použití gravírovacího stroje oproti jiným metodám 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.

17. 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/