第1步：零件和零件工具

工具

CNC銑床：

3.175 mm夾頭（如ER11夾頭）

Z探頭

釘槍（用于制作過孔）

錘子（用于擊打釘子）

砂紙（細(xì)網(wǎng)格）

紫外線

便宜CNC完全有能力勝任這項(xiàng)工作。中國單位約150-300美元。

零件

PCB毛坯/銅包板

PCB銑刀： 0.2 mm，30°尖端

PCB鉆頭：1 mm和1.5 mm

PCB銑刀：2 mm和3 mm

PCB鉚釘：0.9 mm和1.3 mm外徑

PCB UV固化阻焊膜（綠色）

修正液（tipp-ex）

3 mm定位銷

PCB和鋁合金針座

液態(tài)錫/化學(xué)錫溶液（可選）

所有零件都可以在aliexpress或ebay上找到，價(jià)格如上。化學(xué)錫溶液可能更難找到并且可能非常昂貴（瓶子大約50美元），但是完全可選。
PCB支架和定位銷支架用于將PCB安裝在CNC床上。您可以從zip文件或原始設(shè)計(jì)器打印它們，每個(gè)文件需要2份。

第2步：軟件

除了CNC銑床和一些工具外，我們還需要3個(gè)程序來制作我們自己的PCB

PCB設(shè)計(jì)軟件來設(shè)計(jì)PCB

Flatcam to生成CNC銑床的代碼

蠟燭控制CNC銑刀

PCB設(shè)計(jì)軟件

你可以使用您想要的任何PCB設(shè)計(jì)軟件。流行的選擇包括：Altium設(shè)計(jì)師，Circuitmaker，Eagle，Kicad，......我將假設(shè)您知道如何設(shè)計(jì)PCB并導(dǎo)出Gerber文件。如果您不知道這些是什么，為PCB創(chuàng)建gerber文件就像為文本文件生成PDF。它是保存PCB規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)格式。你可以在網(wǎng)上找到很多教程。

Flatcam

Flatcam不太常見，但非常易于使用。我將詳細(xì)解釋每一步，并指導(dǎo)您完成整個(gè)過程。如有疑問，請查看優(yōu)秀的Flatcam手冊。
Flatcam將采用我們的gerber文件并通過一種稱為隔離路由的技術(shù)將其轉(zhuǎn)換為機(jī)器運(yùn)動(dòng)（gcode）。 要銑削PCB軌道，我們必須銑削軌道的輪廓以將其與周圍的銅隔離，因此得名。
Flatcam有4個(gè)標(biāo)簽（見圖片）：

項(xiàng)目：概述您打開或創(chuàng)建的文件

已選擇：用于生成新文件

選項(xiàng)：用于存儲(chǔ)默認(rèn)設(shè)置

工具：用于雙面PCB

我們首先用 File> Open Gerber 打開一個(gè)gerber文件，它將顯示在項(xiàng)目選項(xiàng)卡下。現(xiàn)在有3個(gè)步驟將這個(gè)gerber轉(zhuǎn)換為gcode：

生成隔離工具路徑

單擊項(xiàng)目選項(xiàng)卡中的gerber文件將其選中，然后單擊選定選項(xiàng)卡

在這里，我們可以輸入我們將使用的工具的設(shè)置，然后單擊生成幾何

返回項(xiàng)目選項(xiàng)卡我們在擴(kuò)展程序

生成幾何

中單擊項(xiàng)目選項(xiàng)卡選擇它并單擊選定選項(xiàng)卡

現(xiàn)在我們輸入切割深度和速度，然后單擊生成

返回項(xiàng)目選項(xiàng)卡

導(dǎo)出gcode

單擊項(xiàng)目選項(xiàng)卡中的cnc文件以選擇它，然后單擊選定選項(xiàng)卡

單擊導(dǎo)出gcode 和使用.nc文件擴(kuò)展名保存文件

必須為PCB的每一層重復(fù)這個(gè)簡單的過程。具體設(shè)置將在后續(xù)步驟中介紹，并將在公制單位中提及。進(jìn)給速率取決于您的實(shí)際機(jī)器。供參考：我的CNC主軸有300W。

Candle

蠟燭用于控制CNC機(jī)床;另一個(gè)受歡迎的選擇是Chilipepr。任何軟件都可以使用，只要它可以選擇制作高度圖（稍后會(huì)詳細(xì)介紹）。
如果您擁有CNC機(jī)床，您將熟悉大多數(shù)選項(xiàng)以及如何控制機(jī)床。我將詳細(xì)介紹我們需要的PCB特定選項(xiàng)。

讓我們開始銑削！

步驟3：鉆取對齊孔

在開始銑削雙方中的任何一方之前，我們必須確保我們能夠翻轉(zhuǎn)它頂邊已被碾磨。為此，我們將創(chuàng)建對齊孔，以便在翻轉(zhuǎn)板時(shí)不會(huì)丟失定位。如果您只需要單面PCB，則可以跳過此步驟。

Flatcam設(shè)置

我們將使用Flatcam的雙面PCB工具來實(shí)現(xiàn)生成對齊孔。我更喜歡在PCB的遠(yuǎn)端鉆兩個(gè)孔，距邊緣約5毫米。由于我的PCB長150毫米，我將它們放在坐標(biāo)（5,0）和（145,0）處?？椎闹睆綖? mm。

轉(zhuǎn)到工具>雙面PCB工具

添加孔的位置：

點(diǎn)/方框：（0,0）

對齊孔：（5,0），（145,0）

Dril diam：3

單擊創(chuàng)建對齊鉆取

返回項(xiàng)目選項(xiàng)卡：名為的文件已經(jīng)創(chuàng)建了對齊鉆

這創(chuàng)建了兩種對齊孔的gerber文件。我們現(xiàn)在可以按照上一步中描述的步驟將其轉(zhuǎn)換為gcode！

選擇文件并轉(zhuǎn)到 Selected選項(xiàng)卡：

工具：3mm銑刀

設(shè)置：CNC作業(yè)

剪切Z：-2

旅行Z：1

進(jìn)料速度：25

最后，導(dǎo)出生成的文件?，F(xiàn)在是時(shí)候?qū)code帶入Candle并銑削對準(zhǔn)孔。

銑削

首先，將PCB放在PCB支架上，安裝到CNC床。另外還要添加兩個(gè)定位銷支架，但現(xiàn)在將它們放在PCB的側(cè)面。打開gcode文件并在CNC中安裝3mm銑刀。

接下來，將原點(diǎn)垂直居中，距離PCB的左邊緣5 mm（見圖）。啟動(dòng)程序以銑削對齊孔。

將兩個(gè)3毫米定位銷放入我們鉆孔并穿過定位銷支架，如圖所示。 PCB現(xiàn)已牢固安裝，未來可以翻轉(zhuǎn)！ 從現(xiàn)在開始，永遠(yuǎn)不要改變原位！

第4步：銑削大綱

我們現(xiàn)在可以開始創(chuàng)建我們的實(shí)際PCB 。在銑削任何跡線之前，我們將繪制電路板輪廓并創(chuàng)建PCB的高度圖。

銑削電路板輪廓

加載電路板將 gerber文件概述到Flatcam并像往常一樣轉(zhuǎn)到 Selected選項(xiàng)卡。
在Board cutout下，輸入下面提到的設(shè)置。我們將在8個(gè)淺通道中進(jìn)行磨削。

Gerber文件：董事會(huì)大綱

工具：2 mm軋機(jī)

設(shè)置：電路板剪裁

工具直徑：2.0

保證金：1.0

間隙尺寸：0.15

差距：4

設(shè)置：CNC工作

切Z：-2

行程Z：1

進(jìn)給速度：200

工具直徑：2

多重深度：是

深度/通過：0.25

生成gcode后，在CNC中安裝2 mm銑刀并啟動(dòng)程序！
PCB將由4個(gè)標(biāo)簽固定，對于即將到來的操作非常堅(jiān)固。

創(chuàng)建高度圖

在銑削PCB時(shí)獲得良好效果的關(guān)鍵一步是創(chuàng)建高度圖。要有一個(gè)漂亮的PCB，切割深度應(yīng)該在整個(gè)電路板上完全均勻。銅包層永遠(yuǎn)不會(huì)完全平整，因此磨機(jī)在某些地方會(huì)變得太深而在其他地方則不夠深。

我們可以通過在多個(gè)位置探測PCB的高度并相應(yīng)地調(diào)整銑削深度來避免這種情況，這樣每個(gè)地方的切削深度都是相同的。我們使用Z探針創(chuàng)建這個(gè)高度圖：通過將鱷魚夾連接到銑削鉆頭和夾子到PCB，CNC可以檢測兩者何時(shí)接觸（因?yàn)樗鼈兺瓿闪艘粋€(gè)電路）。此功能在Candle中實(shí)現(xiàn)：

打開 Heightmap 下拉菜單，然后單擊編輯模式。這將打開高度圖設(shè)置。

單擊自動(dòng)以定義探測網(wǎng)格。

確保您的Z探針已正確連接，然后單擊探針。

創(chuàng)建高度圖后，再次單擊編輯模式退出菜單

選擇使用高度圖。

我們現(xiàn)在準(zhǔn)備磨碎實(shí)際的痕跡，讓我們走吧！

第5步：銑削頂部

現(xiàn)在可以銑削頂層。我們將分四步完成：首先銑削銅跡線，然后涂上焊接掩模并固化，然后研磨焊盤，最后加入絲網(wǎng)。

銅層

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首先，我們使用隔離布線銑削銅層。使用以下設(shè)置生成gcode文件與以前相同。使用Z型探頭設(shè)置零Z高度，并確保在銑削時(shí)使用高度圖以獲得良好的結(jié)果。

Gerber文件：頂層

工具：0.2 mm 30° tip PCB mill

設(shè)置：隔離布線

工具直徑：0.3

寬度： 2

通過重疊：0.3

結(jié)合通行證：是

設(shè)置：CNC工作

切割Z：-0.12

行程Z：1

進(jìn)料速度：50

工具直徑：0.3

多深度：否

應(yīng)用阻焊層

銅磨完后，我們使用紫外線固化阻焊膜。用一個(gè)均勻?qū)拥墓蔚秾⑵渫吭赑CB上，但不要施加太大的壓力。另外，將PCB留在原位，否則高度圖將無用！這是下一步的關(guān)鍵！一旦涂上，用紫外線固化焊接掩模，直到它很硬。

銑削焊盤

整個(gè)PCB現(xiàn)在都用阻焊膜覆蓋，所以我們必須再次釋放墊子。我們可以通過銑削深度為零來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。這是高度圖顯示強(qiáng)度的地方：它允許磨掉焊接掩模，但留下底層的銅！由于我們需要銑削焊盤內(nèi)部而不是輪廓，我們輸入負(fù)刀具直徑。

Gerber文件：頂部焊料

工具：0.2 mm 30°尖端PCB銑刀

設(shè)置：隔離路由

工具直徑：-0.3（無拼寫錯(cuò)誤?。?/p>

寬度：4

通過重疊：0.3

結(jié)合通行證：是

設(shè)置：CNC工作

切割Z：0

行程Z：0.5

進(jìn)給速度：500

工具直徑：0.3

多深度：否

制作絲網(wǎng)

前面的完成，讓它看起來像一個(gè)合適的PCB，我們還需要一件事：絲網(wǎng)印刷。在專業(yè)工藝中，文本印在焊接掩模的頂部，但這很難再現(xiàn)。我發(fā)現(xiàn)的技巧是像上一步一樣在焊接掩模中銑削文本，而不是將其打印在頂部。然后涂上修正液并打磨頂部，將絲網(wǎng)嵌入焊接掩模中！

Gerber文件：頂部疊加

工具：0.2 mm 30°尖端PCB銑刀

設(shè)置：隔離路由

工具直徑：-0.4（無拼寫?。?/p>

寬度：1

傳遞重疊0.3

組合傳球：是

設(shè)置：CNC作業(yè)

切割Z：0.03

行程Z：0.5

進(jìn)給速率：200

工具直徑：0.3

多深度：否

正面已經(jīng)完成，我們可以繼續(xù)前進(jìn)到背面。當(dāng)PCB完全切斷時(shí)，我將打磨留到最后。

第6步：銑削底部

銑削底部是 - 當(dāng)然 - 非常類似于頂部。然而，還有一個(gè)額外的步驟：我們需要在生成gcode之前翻轉(zhuǎn)PCB并鏡像gerber文件。

鏡像gerbers

首先，加載你的gerber文件為底部。為了鏡像gerbers，我們必須再次使用雙面PCB工具。通過下拉菜單選擇圖層，然后按鏡像對象。 對以下圖層執(zhí)行此操作：

底層

底部焊料

底部覆蓋

鉆孔（nc）鉆孔文件）

董事會(huì)大綱

生成gcode的過程現(xiàn)在與頂層相同。

翻轉(zhuǎn)電路板

翻轉(zhuǎn)電路板就像聽起來一樣簡單：松開PCB夾子，但將定位銷留在原位。翻轉(zhuǎn)電路板并將其重新固定在夾具中。現(xiàn)在可以像以前一樣創(chuàng)建新的高度圖。

步驟7：鉆孔和鉆孔安裝Vias

磨機(jī)的最后一步是鉆孔。我們將鉆兩種尺寸的孔：通孔為1 mm，鍍通孔為1.5 mm。這是銑削蝕刻PCB的主要優(yōu)點(diǎn)之一，因?yàn)槲g刻需要手動(dòng)鉆孔。

鉆取

要打開鉆取文件，請選擇打開Excellon 而不是打開Gerber 并選擇正確的直徑在選定標(biāo)簽中。其他步驟完全相同。

Excellon文件：孔

工具：1 mm和1.5 mm鉆孔

設(shè)置：CNC工作

剪切Z：-2.5

旅行：1

進(jìn)給速度：25

這是最后一步，我們現(xiàn)在可以將PCB從CNC中取出。并切斷將其固定到位的標(biāo)簽。輕薄的砂紙和精細(xì)的網(wǎng)格砂紙展示了我們美麗的絲網(wǎng)印刷。

過孔和通孔電鍍

我們的PCB的精加工步驟是安裝過孔和通孔電鍍。您可以以不同尺寸在線購買這些過孔。

對于過孔，使用0.9 mm尺寸的過孔并將它們插入1 mm孔中。使用釘子驅(qū)動(dòng)器錘擊另一側(cè)，并在頂層和底層之間形成牢固的連接。

電鍍通孔使用1.5 mm孔中的1.3 mm變體。由于孔需要保持打開，請使用工具壓接它們，如圖所示。

鍍錫

作為可選的最后一步，PCB可以鍍錫。這使得焊接部件更容易焊接并防止它們腐蝕。我們使用一種稱為液體/化學(xué)錫的解決方案來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，該解決方案基本上是溶解錫，可以與任何暴露于其中的銅結(jié)合。處理這些東西時(shí)戴上手套！

只需將液態(tài)錫/化學(xué)錫溶液倒入容積足夠大的容器中，然后浸入PCB。讓它靜置約2分鐘，取出板子（戴上手套?。Ｔ谒聸_洗，你會(huì)看到閃亮的鍍錫墊和通孔！

第8步：最后的注釋

我們現(xiàn)在有一個(gè)雙面PCB，帶有阻焊層，過孔，通孔電鍍和絲網(wǎng)印刷，可隨時(shí)組裝。如果你想知道我們在銑削什么，它是一個(gè)基于紅外線的LED條帶驅(qū)動(dòng)器。

蝕刻PCB的比較

最后請注意，讓我們解決房間里的大象：蝕刻PCB怎么樣？
我有之前我曾嘗試過蝕刻，而且我個(gè)人并不喜歡使用和儲(chǔ)存化學(xué)品。另一方面，您不需要CNC銑床，這可能是某些人的障礙。銑削的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是切削和鉆孔不是手動(dòng)過程，因此具有更好的對準(zhǔn)。

就時(shí)間而言，我已經(jīng)嘗試了兩者，所花費(fèi)的時(shí)間或多或少相等。一方面，您必須生成gcode，而蝕刻需要轉(zhuǎn)移（或類似）gerber的墨粉。在銑削需要時(shí)間的同時(shí)，蝕刻也是如此。雖然較大的印刷品蝕刻速度更快，但您也不必站在CNC旁邊。

最終歸結(jié)為個(gè)人偏好;以您想要的方式制作PCB并感覺舒適！ :)

結(jié)論

如果迫切需要專業(yè)的雙面PCB制作自己的產(chǎn)品仍然是可行的方法。有了這個(gè)講究和CNC工廠，您現(xiàn)在應(yīng)該能夠做到這一點(diǎn)！它并不意味著與商用PCB競爭，但如果不等待制造和運(yùn)輸，它可以為您節(jié)省成本。