Frage Verzug beim Bohren und Fräsen

Hallo liebe Community,

als stolzer Besitzer einer SC600 und den ersten gemeisterten Laubsägearbeiten stehe ich nun vor einem Problem bei der Platinenherstellung. Folgendes Ziel:

Doppelseite Platine ausfräsen und Bohren

Als PCB-Design Software nutze ich Target und erhalte hier für den ersten Arbeitsschritt den G-Code für den Platinen-umriss sowie für 4 Passbohrungen (welche ich zum genauen Ausrichten des Leiterplattenausschnitt benötige). Nach Befestigung des Rohmaterials auf der Opferplatte werden zuerst die 4 Passbohrungen gebohrt (3,175 VHF Hartmetallbohrer, Vorschub: 1mm), im Anschluss folgt der Umriss (1,5mm VHM-Fräser 2-schneidig mit Fischschwanzanschliff, Vorschub 3mm). Bis dahin alles kein Problem.
Nun sollte das Layout der Platine welches nachher mittels Belichten, Entwickeln und Ätzen auf die Platine gebracht wird auch mit den gefrästen Konturen und Löchern übereinstimmen. Das Ergebnis entnehmt bitte dem Bild im Anhang. Das Layout ist nun anhand der Passbohrungen ausgerichtet.

Folgende Dinge wurden bereits getestet:
1. Umkehrspiel messen und einstellen
2. Schrittverluste prüfen
3. Unterschiedliche Vorschubsgeschwindigkeiten

Nun bin ich mit meinem Latein am Ende und hoffe ihr könnte mir helfen. Unabhängig davon habe ich das Gefühl als würde der Proxxon nicht 100% gerade in der Aufnahme der Z-Achse sitzen (durch die Pulverbeschichtung). Kann hierdurch so ein Verzug entstehen?

Vielen Dank und Grüße

Hallo Sibby,

wenn die 4 Passbohrungen stimmen, mess doch mal die Länge und die Höhe der gefrästen Platine und des Ausdruckes.
Stimmen diese Maße alle mit den Maßen in Target überein.
Vielleicht hast du ja auch die Ungenauigkeiten im "Drucker".
Geht der Ausdruck aus Target direkt auf den Drucker oder über eine PDF Datei?

Gruß Bernd

Hallo Sibby,

leider hast du nicht die ganze Platine fotografiert. so wie ich das auf diesem Bild sehe, wandert der Fräser von rechts nach links gesehen immer mehr aus.
Wenn das stimmt, dann solltest du mit weniger Vorschub arbeiten oder weniger Zustellung.

Stelle doch mal ein ganzes Foto ein. Dann kann man mehr sehen. Und entferne bitte stöhrende Aufkleber vom Brett.

Gruß
Stefan

Hallo Bernd,

Länge und Breite des Ausdrucks stimmen mit dem gefrästen überein (wenn ich den Ausdruck am gefrästen Ausschnitt ausrichte dann passt dieser auch perfekt. Nur passen dann die Passbohrungen nicht mehr). Der Ausdruck geht direkt von Target an den Drucker. Habe hier auch schon Tinten- wie auch Laserdrucker mit unterschiedlichen Folien getestet (hatte mal gelesen das sich versch. Folien durch den Druck verziehen können). Aber habe bei beiden Druckern immer das gleiche Ergebnis. Die Ausdrucke passen 1A übereinander.

Grüße

moin,

verzug kann aus meiner sicht nicht entstehen. bohrungen werden zwangsläufig etwas unrund, tiefe ausfräsungen werden etwas breiter.

wenn ich dein foto betrachte bin ich einwenig irritiert. oben der ausdruck auf folie , ok einleuchtend. wo kommt die zweite kontur her, ich denke die wird geätzt und nicht gefräst ?

nun mal was grundsätzliches:
du machst den zweiten schritt vor dem ersten: zuerst ätzen und dann ausfräsen! du brauchst zum ätzen nen rand zum einspannen der platine in den rahmen. wenn du den wegen dem ausfräsen nicht mehr hast, ist das konturscharfe ätzen bis an den platinenrand nicht mehr möglich!

ok ich bin jetzt nicht der vololprofi as das platinenlayout angeht , da gibts hier genug mit weit mehr erfahrung.
aber: ich sehe leiterbahnen aber keine lötpads. sollen die schwarzen kreise das sein? also nur die strichstärke des druckerers ?

da geb ich dir die garantie, dass das schief geht beim selberätzen. so ne feine linie ätzen und dann noch -trotz passbohrungen diese stellen mit dem bohrer, fräser 100%ig treffen?

Hallo Stefan,

im Anhang nochmal die komplette Platine ohne die störenden Aufkleber.

Aktuell arbeite ich mit 3mm Vorschub und 2 Zustellungen (jeweils 1mm).

Welche Parameter würden aus Deiner Sicht Sinn machen?

Grüße

Hallo Andreas,

wenn ich dein foto betrachte bin ich einwenig irritiert. oben der ausdruck auf folie , ok einleuchtend. wo kommt die zweite kontur her, ich denke die wird geätzt und nicht gefräst ?

Die zweite Kontur sind Stege welche ausgefräst werden um Sie nach dem Ätzen und Bohren abbrechen zu können.

du machst den zweiten schritt vor dem ersten: zuerst ätzen und dann ausfräsen! du brauchst zum ätzen nen rand zum einspannen der platine in den rahmen.

Wenn ich zuerst ätze und dann ausfräse bekomme ich die Platine nie mehr 100% auf den definierten Nullpunkt eingespannt, deshalb auch die Passbohrungen. Hier kommen kleine Metallstifte rein welche dann die Platine wieder genau an die Position bringen.

da geb ich dir die garantie, dass das schief geht beim selberätzen. so ne feine linie ätzen und dann noch -trotz passbohrungen diese stellen mit dem bohrer, fräser 100%ig treffen?

Das ätzen klappt ohne Probleme (auch noch feiner Strukturen, siehe Bilder im Anhang )

Des Vorgehen habe ich bis dato auch ohne Probleme mit einer alten ISEL Portalfräse durchführen können (mit tollen Ergebnissen) nur ist die Maschine leider kaputt gegangen und daher wurde die SC600 der Ersatz.

Grüße und Danke

Hallo Sibby,

es hat zwar nicht genau mit deinem Problem zu tun, aber ein Tip zu dem Ätzen und der Ätzvorlage. Ich lasse jeden Monat um mehrere hunderte € ätzen, Anfangs habe ich auch aus Preisgründen das Layout auf Folien gedruckt, wie es auch billige Ätzfirmen machen. Das Problem dabei ist dass ein Druck nie 100% in der Länge bzw Y-Achse des Drucks stimmt, ich hatte da bis zu 3mm auf einer A4 Seite. Es kommt dabei viel auf die Walze und den Drucker an. Für normale Ausdrucke kein Problem, aber wenn man Genauigkeit braucht geht es nur über Repro Filme. In deinem Fall wirst du einen Unterschied merken bei den Passbohrungen, speziell in der Länge. Die Fräse fräst dir die Länge (je nachdem wie sie eingestellt ist) auf ca 0,1mm. Der Längsversatz durch die Rollen ist mit Sicherheit größer.

Nur mal so als Tip von einem der was von Ätzen und den Vorgängen dabei versteht

ok, war am schreiben, währenddessen haste noch n ordentliches foto deines layouts eingestellt. da sehen die lötpads auch gut aus.
du lässt also beim fräsen extra stege zum ätzen stehen- das war aus deinem ersten foto und beitrag nicht zu ersehen. somit seht deinem arbeitsweg auch nixmehr im weg

da hätte ich aber auch mal fragen an dich:

1. welches ätzverfahren und mit welchem ätzmittel ? als ich meine ätzanlage vor 4 jahren gekauft habe war noch alles im lack. vor n paar monaten musste ich ätzmittel nachkaufen (in mein teil darf nur natriumpersulfat rein, kein eisen-3-clorid). jetzt ist das n riesen geschiss mit "nachweis der ordnungsgemäßen verwendung und altersnachweis über 18", weil der kram mittlerweile als gefahrgut klassifiziert wird

2. verwendest du deine folien fürs belichten einfach oder doppelst du beide seiten auf?

Hallo Sibby,
dein Hauptproblem ist dass du 2 verschiedene Fertigungsverfahren miteinander kombinieren willst die noch nicht aufeinander abgestimmt sind.
Dazu ist es wichtig dass Maße und Winkel bei beiden Verfahren genau zusammenpassen.
Wenn ich mir das Foto so ansehe scheint es dass die Winkel nicht genau passen.
Nimm einen großen und genauen Winkel und prüfe ob die gefrästen Teile sowie die belichtete Folie exakt im Winkel sind und woher der Fehler kommt.
Die Stepcraft kann man bedingt ausrichten aber wenn der Fehler an einer verzogenen Folie liegt dann hast du wenig Chancen das zu bereinigen und bei doppelseitigen Platinen immer Probleme bekommen. Nicht die Folien miteinander vergleichen sondern Maße und winkel genau messen!
Warum willst du dir das mit dem Belichten und Ätzen (Sauerei) noch antun wenn man die Leiterbahnen doch auch gleich fertig fräsen kann?

Dass der Fehler an einer schrägstehenden Proxxon liegt möchte ich hier gleich ausschließen denn dann würden trotzdem die Winkel und Maße passen, nur der Nullpunkt würde etwas versetzt sein.

Auch wenn du die Platine auf einmal durchschneidest kann es zu Schrittverlusten und Verzug bei dieser Vorschubgeschwindigkeit durch die Fräskräfte kommen. Die SC ist eben keine Industriemaschine. Schneide sicherheitshalber in mehreren Durchgängen.

Gruß
Helmut

Hallo Andreas,

ich ätze mit einer Sprühätzmaschine und nutze auch Natriumpersulfat. Habe auch schon gelesen das es da mit dem Versand schwierig wird. Ich habe den Vorteil das ich Firma Gie-Tec in unmittelbarer Nähe habe und hier direkt das Ätzmittel beziehen kann (sehr unkompliziert, hat auch einen Shop Ätzmittel von Gie-Tec ). Die Folien fürs belichten bedrucke ich aktuell einfach mit einem Laserdrucker und habe bzgl. der Abdeckung bei "groben" Strukturen auch kein Problem. Bei feineren Bahnen kämpfe ich aber auch mit der Tonerdichte da hier sehr schnell überbelichtet wird.

Grüße

Hallo Helmut,

danke für deine umfangreiche Antwort. Ich mache mich jetzt mal ans Messen und versuche das ganze auch nochmal in einfaches Sperrholz zu fräsen. Damit sollte es ja eigentlich kein Problem bzgl. Vorschub und ähnlichem geben.

Das Fräsen von Leiterbahnen habe ich bereits erfolglos hinter mir, da ich nicht auf die gewünschte Auflösung der Leiterbahnen komme (viel versucht mit Fräser und Gravierstichel und Höhenregel, aber die Ergebnisse waren mit den geätzen Platinen nicht zu vergleichen).


Grüße

Sibby schrieb: Hallo Andreas,

/aetzgeraete---aetzmittel/index.php]Ätzmittel von Gie-Tec[/url] ).

Grüße

hey, dann bist du ja n alter hesse:-). habe in giessen das licht der welt erblickt^^.

von gie-tech sind meine geräte auch, allerdings über reichelt bezogen. ich weiss nimmer genau obs beide geräte waren. das ätzmittel hab ich auch bei reichelt bestellt.

jo das problem mit der belichtung kenn ich. meine einfachen platinen hab ich bisher auch mit einfacher folie hergestellt. da die ätzzeit in der küvette relativ kurz ist ging das, meine feinen beschriftungen waren jedoch trotzdem immer weg.

messingbleche durchätzen mit einfacher folie ? bei mir no way. doppelte folie und es wird was.

und ich denke wolfgang hat recht. die dünne folie wird beim aufheizen auf um die 200°C extrem belastet und durch das durchziehen durch die walzen gedehnt.
wenns genau werden muss wird das dann nix.

hier an der arbeit haben wir mit nem laserdrucker folgendes problem:
normales textdrucken funktioniert wunderbar.
sobald fotos gedruckt werden sollen, also vollflächiger farbauftrag, gibts nen papierstau dadurch dass alles ziehharmonika-artig zusammengefaltet wird.

das problem liegt an der heiz- und fixiereinheit. das ding hat ne macke und wird bei fotos zu heiss. dann geht nix mehr. das teil ist schon 2x ausgetauscht worden, dann gehts jeweils ungefähr ein jahr und dann ist das alte problem wieder da.

das ganze zeigt, dass das druckmedium ganz ordentlich belastet wird.

Hallo Andreas,

ich kenne einen Ätzer der nicht mit Laser sondern Tinte druckt, da wird die Folie nicht erhitzt, aber die Längendifferenz ist eben deutlich zu sehen. Ich hatte mal einen Wagenkasten gezeichnet, dabei befinden sich an der Unterseite ein Streifen mit ca 50 Stk 0,5mm Löcher für Nieten auf die ein weiterer Streifen kommt mit ebensolchen Löchern, damit man die Nieten durchstecken kann. Da es sich auf der Folie besser ausging, den Kasten waagrecht und den Streifen senkrecht zu platzieren habe ich es so mal ätzen lassen, nach der 6. Niete (so ca 2,5cm) musste ich schon nachbohren, weil die Nieten nicht mehr durchgingen. Wie es nach der 10.-15. aussah kannst du dir ja vorstellen. Wohlgemerkt, im CAD gezeichnet, kopiert und gedreht, also das gezeichnete Maß stimmt, nur die Folie eben nicht ..
Beim 2. Versuch den Streifen parallel unter den Kasten platziert und alles passte.

Hallo Sibby,
ehrlich gesagt wundert mich deine Aussage zum Isolationsfräsen etwas. Hier im Forum gibt es gute Anleitungen dazu.
Ich habe selbst keine Erfahrung beim Platinenfräsen aber im Netz sieht man immer wieder gefräste Platinen mit feinsten Leiterbahnen die selbst zwischen den Lötpunkten für IC Beine noch durchgingen. Also gehe ich davon aus das sich mit Fräsen feinste Leiterbahnen mindestens genauso prozesssicher wie mit Belichten und ätzen herstellen lassen. Auch stimmen die anschließenden Bohrungen exakt mit dem Layout überein sofern sie mit der gleichen Maschine in der gleichen Aufspannung gebohrt werden.

Gruß
Helmut

Hallo Sibby,
ich habe eben mal ein wenig gespielt.
Wenn du Isolationsfräsen möchtest, dann müssen alle Leiterbahnen als "Teile" definiert werden.
Dazu ist es erforderlich, das eine Leiterbahn kein Strich sein darf sondern ein geschlossenes Objekt.
Dann werden zuerst nach und nach alle Leiterbahnen mit einem extra angelegten Fräser von z.B. 0,1mm Dicke als Teile Definiert. Dabei werden keine Angaben zur Frästiefe gemacht.
Dann wird die Platine (ein Rechteck) als "Ausschnitt" mit deinem gewünschten Fräser und deiner gewünschten Frästiefe als "Tasche" definiert.
Anschließend sind wieder die Leiterbahnen dran. Auswählen und als Insel definieren - fertig.

Diese Reihenfolge ist zwingend einzuhalten. Das bekommst du aber auch erklärt, wenn du mit der Maus auf die Inselfunktion gehst (Popup-Fenster).

Ich hoffe das hilft dir weiter.
zudem würde ich aber auch noch mit der Hilfe nach Doppelseitige Platine Video-Dokumentation suchen.
Dort hat Wolfgang sich viel Mühe gemacht und das Thema verständlich aufbereitet.

Gruß Stefan

Hallo Helmut,

Ich habe selbst keine Erfahrung beim Platinenfräsen ....

Hier wundert mich jetzt aber auch Deine Aussage...
Ich hatte auch keine, aber ich habe es wenigstens probiert und bin ganz schnell wieder zum ätzen zurück gegangen.
Geht schneller, wenn man nicht gerade eine LP mit 10 Leiterzüge hat, und wesentlich sauberer und feiner.

@Sybby

aber die Ergebnisse waren mit den geätzen Platinen nicht zu vergleichen

dem kann ich nur zustimmen.

ich habe auch viel mit einem Gravierstichel (ohne Höheregelung) probiert, aber ein wirklich zufrieden stellendes Ergebniss kam eigentlich nie bei raus. Wenn ich mir die Preise für einen Höhenregler so anschaue, bleibe ich doch besser beim ätzen.

Mit einem Drucker (Tinte/Laser) hat es bei mir auch nie geklappt. Nicht, das die Maße nicht stimmten - die Ausdrucke waren einfach nie richtig lichtdicht.
Schau mal hier http://www.cadgrafik-bauriedl.de/ , die machen wirklich hervorragende Leiterplattenfilme, die absolut maßhaltig, lichtdicht und auch sehr preiswert sind. Gut, einen Nachteil hat es - man muss ein paar Tage auf die Post warten.

Gruss
Raimond

Hallo zusammen,

erstmal vielen Dank für die vielen Hinweise und die kurzfristige Unterstützung. Der Tipp mit dem Vorschub war goldrichtig. Anbei nochmal ein Bild vom fertigen Ergebnis.

Viele Grüße