1 Allgemeine Informationen 2 Voreinstellungen von NCCAD 3 Platine erstellen 4 Platine fräsen 1 Allgemeine Informationen Dieses Skript dient als Hilfe zum Erstellen und Fräsen von Platinen mit NCCAD und KOSY. Grundkenntnisse (KOSY-Kurs) sowie ein sicherer Umgang mit NCCAD und der KOSY Fräse werden vorausgesetzt. 2 Voreinstellungen von NCCAD Elektronische Bauelemente werden nach dem sogenannten Rastermaß gefertigt. Dadurch wird gewährleistet, dass die Bohrungen für die Bauteile genau passen, wenn man eine Platine im passenden Maß fertigt. NCCAD muss also unbedingt auf das passende Maß eingestellt werden. Das Rastermaß ist ein Zollmaß, die Einstellung von Lineal-Raster-Fang orientiert sich an: 1 Zoll = 25,40 mm Um die richtigen Maße einhalten zu können, setzen wir Fang: Tisch: 12.7, Ausschnitt: 1.27 Raster: Tisch: 12.7, Ausschnitt: 2.54 Werkstücknullpunkt auf 12.7, 12.7 1
3 Platine erstellen 3.1 Grundmaß der Platine festlegen Die Größe der Platine wird festgelegt, für kleine Schaltungen bietet sich 50 x 50 mm an. Dieses Grundmaß der Platine wird nun in Layer 9 (Doku), vom Werkstücknullpunkt (WSN) ausgehend, mithilfe der Standardfunktion Rechteck, gezeichnet. Da das Layout einer Platine für deren Unterseite entworfen wird, es aber einfacher ist, es zunächst von der Bestückungsseite zu zeichnen, wird die Grundplatte exakt an seiner rechten Kante gespiegelt. Das Ergebnis sieht folgendermaßen aus: 3.2 Bauteile laden und anordnen Die Bauteile sind in NCCAD als Symbole in einer Library hinterlegt. Dort findet man alle wichtigen Bauelemente. Falls ein Bauteil nicht vorhanden ist, lässt sich die Library beliebig erweitern und es besteht die Möglichkeit beliebig viele eigene Bauteile anzulegen. Die Symbole lassen sich wie folgt laden: In der Icon-Menü-Leiste findet sich im unteren Bereich der Menüpunkt Symbole. Hier wählt man das linke Icon Symbol laden, es öffnet sich eine Dateistruktur in welcher man den Ordner Platinenlayout öffnet und sich alle benötigten Bauteile in dem Arbeitsbereich ablegt. So könnte die erste Sammlung der benötigten Bauteile aussehen. 2
Diese Bauteile werden nun durch die Funktionen Verschieben und Drehen möglichst passend auf der Platine platziert. Dabei darauf achten, dass sich die Bauteilanschlüsse möglichst ohne Brücken verbinden lassen und sich in einer Linie befinden. Der gesamte Platz auf der Platine sollte sinnvoll ausgenutzt werden. Das Ergebnis könnte so aussehen: Zwischendrin das Speichern nicht vergessen. Falls sich das Programm aufhängt geht nicht die ganze Arbeit verloren. 3.3 Größe und Lage der Lötpads festlegen Im folgenden Schritt werden die Lötpads durch die Funktion Punkt gesetzt. Die Größe des Pads wird durch die Wahl des Layers definiert, ein Blick in die Parameter lohnt sich: Menü Parameter CAD Leiterpla e: Setzen wir den Punkt für das Pad zum Beispiel in Layer 2, so erhält er bei der Padbahn-Generierung einen Durchmesser von 2.52 mm. Durch die Wahl verschiedener Layer erhält man die Möglichkeit, die Platine anfängerfreundlich zu gestalten, indem man größere Pads fräst. Auch bei Platinen mit hohem Stromfluss macht es Sinn eine dickere Bahnbreite zu wählen.layer 1 lässt sich nicht auswählen, da er für die auszufräsenden Teile reserviert ist. 3
Die Positionen der Lötpads werden mit Punkten bestimmt. Die Punkte werden im ausgewählten Layer dort gesetzt, wo später der Anschluss vom jeweiligen Bauteil sein wird. Die Symbole der Bauteile haben an dieser Stelle üblicherweise ein Kreuz / X. Das Ergebnis könnte so aussehen, die Punkte wurden hier in Layer 3 gesetzt, das entspricht einem Pad-Durchmesser von 3,76 mm. 3.4 Leiterbahnen ziehen Nun werden die Leiterbahnen als Polygonzug zwischen den Lötpads gezeichnet. Das Abschließen eines Polygonzugs geschieht durch einen Doppelklick oder durch drücken der ESC-Taste. Um später schöne Leiterbahnen generieren zu können braucht das Programm unbedingt einen Polygonzug. Bei Benutzung von Geraden zwischen den Pads können die Leiterbahnen nicht generiert werden. Durch die Wahl von verschiedenen Layern können verschieden dicke Leiterbahnen hergestellt werden. Eine mögliche Version. 4
3.5 Layout erzeugen Das Generieren der Lötpads und der Leiterbahnen geschieht mit folgenden Funktionen automatisch. Es ist sehr sinnvoll eine Version ohne Generierung abzuspeichern, da es vorkommen kann, dass sich das Programm bei aufwändigen Layouts aufhängt. In der Menüleiste befindet sich unter dem Reiter CAD-Besonderes das Icon Pad/Bahn-Generierung. Bei dieser Funktion wird im Layer 1 um jeden Punkt ein gleichmäßiges 8-Eck gezeichnet und jede Verbindungslinie mit zwei Begrenzungslinieneingefasst. Um jetzt zu geschlossenen Fräsinseln zu kommen, müssen alle innen liegenden und überstehenden Geradenstücke abgeschnitten werde. Dies geschieht weitgehend automatisch mit der Funktion Outline Generierung oder manuell mit der Funktion Trimmen. Diesen Zwischenstand unbedingt als neue Version abspeichern. Nach der Outlinegenerierung sollte unbedingt überprüft werden ob die Funktion an allen Stellen korrekt durchgeführt wurde. Die Outline besteht nun aus vielen kleinen Linien. Um eine durchgehende Bahn zu bekommen verwenden wir die Funktion der Gruppe Umwandlung: Polygon-Generierung. Wir wählen Layer 1 aus und generieren ein Polygon. Im nächsten Schritt werden alle überflüssigen Linien, also Linien, die nur als Hilfslinien gedient haben, gelöscht werden. Dazu bietet es sich an, Layer 1 und 9 auszublenden um möglichst schnell alles Überflüssige zu sehen und zu löschen. 5
Das Ergebnis davon könnte so aussehen. An jeder Stelle, an der später eine Bohrung entstehen soll, setzen wir einen Punkt (in Layer 2 oder einem anderen Layer außer Layer 1 und 9). Das Layout wird nun zurückgespiegelt und die Technologie wird festgelegt. 3.6 Technologiedaten festlegen Gefräst werden sollen die Leiterbahnen in Layer 1 und die Bohrungen in Layer 2. Wir benötigen also zwei Technologien. Im Fall von Beschriftungen o. ä. können noch mehr Technologien hinzukommen. Technologie für die Leiterbahnen: Für die Leiterbahnen wählen wir Einzelteil / Bahn. Ganz wichtig, Bahnkorrektur unbedingt außen wählen um kein Kupfer von der Leiterbahn zu verschenken! Vorschub ungefähr 80*0,1 mm/s, als Werkzeug benutzen wir einen 30 oder 60 Gravierstichel, Werkzeugdurchmesser ist dabei konisch. Es hat sich bewährt diesen auf 0,3mm festzulegen. Platinen, bei denen die Kupferschicht gerade so durchgefräst wurde sehen am schönsten aus, es bietet sich also an, sich bei der Gesamttiefe ranzutasten und mit geringer Tiefe zu beginnen. Die Bohrungen werden nur mit dem Gravurstichel angekörnt. Das bietet sich an, da die Bauteilfüße unterschiedliche Durchmesser haben und diese dann an der Standbohrmaschine passend gebohrt werden. 6