pupのブログ : PCB

2021年07月25日21:00

CNCでPCBの切削【備忘録④】

カテゴリ: CNC; PCB

この4連休でPCB切削を色々試してきたので最後に実際に使えるものを作ってみようと思います。

回路は以前から製作しようと思っていたArduinoブートローダーライターシールドにします。
基板は勿論片面にしようと頑張りましたが結局収める事が出来ず足りない配線はジャンパーで飛ばそうと思っています(;^_^A

実際の基板はこんなイメージです。
急遽思い立って1時間ほどで書き上げたのでミスが有るかも(;^_^A
※今朝の金剛山を登ってるときに思い立ちましたHi

赤線はジャンパー予定の配線となります。
配線は切削するとちょっと痩せてしまいますので、
0.5mm幅とちょっと太めで書いています。

配線のパターンは0.1mm30度のエンドミル
ドリル穴は0.8mmと1.0mmの2種のエンドミルを使用します。

これでエンドミルの入れ替えを入れると約3時間半程度でした。

切削中

出来上がった基板を見てみると削り損ねなのかバリでショートしていそうな
箇所がありますね～
軽くペーパー掛けしてバリを取り細かなくずを取ってから確認します。
それからフラックスを全面に塗布して来週末にでも
組み立ててみようと思います。

ということで、4連休はCNC三昧でした。

CNCを買った動機はケースづくりでしたが、すっかりPCB製作にハマってしまいました。

子供の頃は生基板にマジックでパターンを書いてたり感光したりしてエッチングして

いましたが、大人になって削るとは思っていませんでした(笑)

2021年07月24日22:00

CNCでPCBの切削【備忘録③】

カテゴリ: CNC; PCB

PCB切削の続きをやってみましたが備忘録②からの改善ポイントだけ書こうと思います。

ドリル穴で使っていたAMAZONで購入した安価なエンドミルセット(1280円)では、Z軸をゆっくり下す必要がありました。

1.0～3.0mmまで各2本づつのセットです。

追加で購入していたエンドミルが届きましたので試すことにしました。
(Aliexpress)

0.8～3.17まで10種のエンドミルセット

こちらは、刃の食いつきが良く着地点でビビル事もなく素直に食い込んでくれます。
ちなみに、こちらは更に安価なエンドミルセット(553円)

具体的な設定は下記のように変更しても暴れずに安定して穴あけで出来ていました。

　　　amazon購入品　Feed rate 25
　　　Aliexpress購入品　Feed rate 40

基板の外周をカットするときもこちらのエンドミルの方がブレずに綺麗に直線となりました。

最後にパターンカットで使用している0.1mm 30度のエンドミルは下記の写真の物です。
結構簡単に刃が欠けてしまいますので、もう少し丈夫なものが無いか探しています。

PCBは一旦この辺りにして、アクリルやアルミ、ABSなど違った素材で切削を試して行こうと思います。

2021年07月18日21:00

CNCでPCBの切削【備忘録②】

カテゴリ: CNC; PCB

さて、先週のつづきですが、まずはこちらのページを参考に切削データの作成に取り掛かりました。
かなり詳しい解説をしてくれていますので迷うところはあまりあれませんでしたので、詳細の手順については上記割愛します。

私がやってみて、うまくできなかったところを書いておこうと思います。

まずは、ガーバーデータをFlatCAMに取り込んだ後に、画像を反転しするのですが取り込み直後は、ドリル穴とパターンの位置はあっているのですが、反転するとドリル穴がずれてしまったり、パターンと穴は合ってもどうも座標がズレてしまうので、結構悩みました。

最初に取り込んだ時は正常です。

次に失敗したとき①
原点が左にずれています。

失敗②
ドリル穴が開いません

結局、やり方があっているか不明ですが下図のような設定でうまくいきました。

①ドリル穴を反転

②パターンを反転

次に、ドリル径がやけに小さい事に気が付きました。
どうもインチ設定となっているようです。
設定場所が中々見つからず苦労しましたが下の場所にありました。

下記の2か所を変更すればミリに変更できました。

ドリルデータをG-CODE化したときに失敗したポイントは

ドリルの刃の降りていくスピードが速すぎて刃が暴れてしまい小さなパッドは

無くなってしまいました(;^_^A

ということで、Feed rate設定を「 50」→「15」に設定しましたが遅すぎましたので

最終時に「30」に設定しました。

次に、ドリル径(Tools)を1.0mmしか持っていないので、この「1.0」だけを

選択してG-CODEを生成しましたが、こではG-CODE化するドリル径を選択

するようですので、すべて選択するのが正解のようです。

次に、穴の深さ設定(Cut Z)を1.6t基板ですので-1.7にしましたが皮一枚残して
貫通していないところが出てきましたので、「-1.8」以上を設定した方がよよさそう。

次に、パータンデータをG-CODEですが、「Tool dia」ですが、
今回使用したエンドミルは付属していた30°0.1mmの物を使いましたので0.1を設定すれば
良いのかと思いましたが30°の扇形のエンドミルですので切削すると0.3mmくらいになるのではないかと思い「0.3」設定しました。

実際に切削してみたところパターンが痩せてしまい断線はしていないものの、心細い配線になてしまいました。ということで「0.1」設定し切削。
今度は綺麗に切削できましたが、実際のCADデータは0.5mmですが、少し太ってしまいました(;^_^A

「0.2」あたりが良さそうです。

最後に基板カット設定ですが、FlatCAMには基板カット線を自動生成してくれますが

今回は四隅の穴を外形レイヤに書いていますのでパターンと同じ方法で作成しました。

ここも、ドリル設定と同じでCutZは-1.7では貫通しなかったので、

-1.8以上を設定する。
また、居漬けるポイントとしては、「Multi/Depth」のチェックを入れて「Depth/pass」に「0.4」を入れる事を忘れずに!! (Depth/pass→0.4mm切削を5回繰り返すことになる)

上記設定で切削した結果はこちら

裏側　薄皮が残った

ヤスリでバリを簡単に取り除きドリルで貫通させると
それなりに綺麗に仕上がりました。

CENTER_0001_BURST20210718151934219_COVER

この基板の切削時間は準備も含めて約1.5h～2.0h程度でした。

基板切削を2週に渡り試してみて、簡単な基板は、蛇の目基板の代替えになることがわかりました。

ただ、

今回の一連の切削で騒音はパターン線を切削中はマシですが、基板カットは、結構騒々しいです。

やっぱり防音対策を必須だと感じました。

4連休を利用して防音と防塵対策と、棚を買って置き場所を確保したいと思っています。

2021年07月11日19:30

CNCでPCBの切削【備忘録①】

カテゴリ: CNC; PCB

CNCについては全くわからないので、時間があれば動画やWEBをチェックしています。
そんな中、PCBの切削の動画に目が留まりました。
ちょっとした実験に使えるようになればいいかな～と思い、早速試してみます。

以前、PCB切削は生基板自体が微妙に反っていてうまくいかないという話を聞いていましたが、調べてみると、基板の反りのデータを取得して切削中にZ軸を自動で調整するソフトが存在することがわかりました。

　　　　今回使用したソフトは　Candle_1.1.7　です。

私の購入したCNCでもZ軸ゼロ点検出用の端子(ポート)がありますので使えそうです。
早速、簡単にテストして動作が理解できました。

下の赤枠のボタンを押すとZ軸が下がり始めてし切削対象物に当たると
一旦、上昇してゆっくりと下がりゼロ点で停止します。