Chargement...
 

Guide d'utilisation fraiseuse LPKF

Fraiseuse LPKF


Démarche générale


Lpkf 5



La conception d'un PCB par gravure s'effectue en trois étapes :
1. Layout de la carte sous un logiciel de conception de circuits
2. Génération du fichier de gravure sur CircuitCAM
3. Contrôle de la fraiseuse sur BoardMaster


A/ Layout



Il existe plusieurs logiciels de conception de circuits, quelques exemples sont cités ci-contre :

  • Proteus (payant mais disponible à l'école)
  • ADS (payant mais disponible à l'école)
  • Eagle (existe en version gratuite)
  • Kicad (gratuit et open-source)


Afin de ne pas rencontrer de problème avec la machine, les dimensions du layout doivent respecter les outils disponibles sur la machine dont la liste est détaillée ci-dessous :
Lpkf Tab





  • Gravure : Pour optimiser le tracé, l'écart entre les pistes doit être un multiple de l'épaisseur des outils de gravure (0.2 mm, 0.4 mm, 0.6 mm, etc.). De plus, pour éviter l'usure des outils et gagner du temps, évitez de faire de nombreux passages (1 mm d'écart nécessite 1 passage avec l'outil de 1 mm tandis que 0.8 mm d'écart nécessite 4 passages avec l'outil de 0.2 mm).

  • Perçage : Les diamètres des trous doivent être en accord avec ceux des outils de perçage. Au-delà de 3 mm, le trou sera découpé au lieu d'être percé. Les vias réalisées à l'aide de la pâte d'argent doivent avoir un diamètre de 0.6 mm.

  • Découpe : Le contour de la carte doit être tracé avec une piste fine (si possible sur une couche non-utilisée). La machine pourra au choix effectuer une découpe à l'intérieur ou à l'extérieur de ce contour.


Une fois le layout terminé, exportez les différentes couches sous le format Gerber/Drill Vous devez conserver les couches suivantes :

  • Pistes du côté composants (Top)
  • Pistes du côté opposé (Bottom)
  • Trous à percer (Holes)
  • Contour de la carte (Outline)

B/ CircuitCAM

1) Étapes

Lpkf 2



Les étapes à réaliser dans CircuitCAM sont résumées par les icones de l'onglet latéral, de haut en bas :

  1. Importation des couches
  2. Contour de la carte
  3. Sélection de la zone à graver (Rubout Area)
  4. Calcul des tracés de gravure (Insulate)
  5. Exportation

2) Importation


Lpkf 3

Cliquez sur l'icône d'importation (ou File→Import) et modifiez la colonne Layer/Template pour chaque fichier :
Top Layer pour les pistes côté composants
Bottom Layer pour les pistes côté soudure
Drill UNPLATED pour le perçage
Board Outline pour le contour de la carte

3) Contour


Lpkf 4


Plusieurs cas de figure peuvent se présenter selon le layout :
Si le contour est isolé sur la couche BoardOutline, continuez.
Si le contour est tracé sur une couche contenant d'autres pistes, sélectionnez-le en cliquant dessus avec la souris.
Si la carte n'a pas de contour, créez-en un en traçant des lignes sur la couche BoardOutline à l'aide des outils de tracé de l'onglet latéral.

Ensuite, cliquez sur l'icône Contour Routing pour ouvrir la fenêtre ci-dessus. Tout d'abord, choisissez si la découpe se fait à l'extérieur (Outside) ou à l'intérieur (Inside) du contour. Puis, réglez la source (Layer : BoardOutline ou Current selection) selon le cas du paragraphe précédent. Enfin, vérifiez que le reste des options est correct (Tool : Contour Router 2.0 mm, Breakout : 4 corners, Tab width : 0.8 mm) et cliquez sur RUN avant de fermer la fenêtre avec OK. La découpe est alors représentée à l'écran par un trait épais.

4) Gravure


Cliquez sur l'icône Rubout Area puis tracez un rectangle délimitant la zone à graver (représentée par un trait jaune). La plupart du temps, on grave toute la surface de la carte, il n'est alors pas nécessaire d'ajouter une zone de gravure si on a déjà le contour de la carte sur la couche BoardOutline.

Il est possible de faire un zone différente pour les deux côtés de la carte en passant par Insert→Rubout Area→Rubout Top (puis Rubout Bottom).

Lpkf 5

Au lieu de cliquer directement sur l'icône Insulate All Layers, passez par le menu Tool Path→Insulate, puis régler les paramètres suivants :

  • Main : Réglez l'outil Standard sur Universal Cutter 0.2 mm et l'outil Big sur End Mil 1.0 mm. Si la zone de gravure est vaste, ajoutez un outil Bigger sur End Mil 2.0 mm.
  • Advanced : Cochez Remove Spikes pour éviter les glitchs. Réglez le Rubout 1 sur BoardOutline si vous n'avez pas créé de zone de gravure.

Cliquez sur RUN puis OK, et réitérez cette étape pour l'autre côté (Top/Bottom).

5) Exportation


Une fois les tracés d'outils calculés, allez dans l'onglet Layers. Vous observez ici toutes les couches disponibles (certaines sont grisées car elles sont vides). Vous pouvez afficher/cacher les couches en cliquant sur la coche verte à leur gauche.

Avant d'exporter le fichier, vérifiez que les tracés d'outils semblent corrects. Pour cela, décochez toutes les autres couches visibles. Il ne doit rester que les couches Insulate et CuttingOutside. On visualise alors le chemin emprunté par les trois outils différents (Insulate Standard/Big/Bigger) pour les deux côtés de la carte.

Pour gagner du temps et éviter d'abimer les outils, il est recommandé de supprimer les gravures inutiles sur de grandes surfaces. Décochez la couche de l'outil Bigger ou supprimez les chemins "manuellement" en les sélectionnant ave la souris pour garder un plan de masse.

Pour finir, cliquez sur le dernier bouton Export pour exporter le fichier de gravure au format LMD.

C/ BoardMaster


__ATTENTION : ALLUMEZ TOUJOURS LA MACHINE AVANT DE LANCER BOARDMASTER ! (BOUTON À DROITE DU PLATEAU)

EN CAS DE PROBLÈME/DOUTE, ALLEZ VOIR LE FAB MANAGER.__

1) Interface


Les principales fonctionnalités de l'interface sont résumées ci-dessous :

Lpkf 6

2) Étapes


Les étapes à réaliser lors de la gravure sont :

  1. Préparation de la plaque
  2. Sélection des outils
  3. Calibrage de l'outil 0.2 mm
  4. Gravure

3) Préliminaires


Avant de lancer BoardMaster, vérifiez que la fraiseuse est allumée. Au démarrage, BoardMaster demande l'état actuel de la tête :

  • S’il n’y a pas d’outil dans la tête, ne cochez aucune case (option par défaut).
  • Sinon, indiquez un emplacement de libre sur le porte-outil (la position 1 se référant au premier emplacement sur la gauche).


De manière générale, agissez toujours avec précaution lors des changements d'outils. Ne positionnez jamais un nouvel outil dans l'emplacement de celui qui se trouve dans la tête, au risque de casser la machine.

La fraiseuse ne dispose pas d'arrêt d'urgence. Ouvrir le capot en cas d'urgence !

4) Préparation de la carte


Le format des plaques de PCB à utiliser sur la machine est 200 mm*300 mm. Pour éviter que la plaque ne se déplace, il faut percer la plaque pour l'insérer dans les deux petits plots métalliques :
1. Scotchez la plaque au plateau
2. Sélectionnez l'outil Drill 3.0 mm
3. Placez la tête sur la position de référence (icone maison)
4. Décalez la tête de 10 mm vers le bas avec les flèches pour ne pas percer sur le plot
5. Percez le trou en activant la rotation de l’outil puis en abaissant la tête
6. Remontez, décalez la tête de 295 mm vers la droite et repercez
7. Afin de démarquer le trou de droite, bougez la tête de 1 mm vers la gauche pour percer un dernier trou

Lpkf 7






Vous pouvez aussi percer manuellement les trous à l'aide de la perceuse colonne en vous aidant d'une ancienne plaque.

5) Changement des outils


En lançant une phase de gravure/découpe, la machine avertit l'utilisateur si jamais il lui manque un outil, le menu de configuration d'outils s'ouvre alors automatiquement. Ce menu est aussi accessible via Configuration→Tools.

Dans ce menu, les outils nécessaires à la tache actuelle sont listés à droite et les outils dans les 10 compartiments sont listés à gauche. Pour que la phase se lance, tous les outils de la tache actuelle (marqués d'une étoile) doivent être placés dans les compartiments.

Pour cela, recherchez un compartiment comportant un outil non-utilisé (sans étoile) et choisissez-en un nouveau (les outils étoilés sont en tête de liste). Une fois le changement notifié dans le menu, placez le nouvel outil dans le porte-outil de la machine et rangez l'outil remplacé dans la boîte. Réitérez cette étape autant de fois que nécessaire.

Notifiez toujours les changements sur le porte-outil dans ce menu pour que les outils du logiciel soient bien ceux présents physiquement.

Il peut arriver qu'un outil arrive à expiration avant une phase (surtout les outils de gravure), le logiciel ouvre alors le menu de changement d'outil. Dans ce cas, si l'outil ne vous semble pas trop abimé, cliquez sur New pour faire croire à la machine que vous l'avez remplacé (le compteur revient à zéro), sinon remplacez-le vraiment et cliquez sur New.

Pour prendre un outil sur l'interface principale, cliquez sur l'outil désiré dans la liste du haut. Pour le reposer, faites-un clic droit sur la liste en vérifiant toujours que l'emplacement en surbrillance est disponible.

6) Description des étapes

1. Placement de la carte :

Placez la plaque de PCB percée sur le plateau en alignant les trous dans les plots
Scotchez les rebords de la carte en évitant que le scotch déborde sur l'emplacement où vous allez graver
Importer le fichier .LMD avec File→Import
Sélectionnez l'outil Universal Cutter 0.2 mm
Déplacer la carte à l'emplacement désiré (dans une zone vierge)
Vérifiez que l'emplacement est correct en déplaçant la tête aux coins de la zone puis en l'abaissant, et corrigez la position de la carte si besoin

2. Étalonnage :

Déplacez la tête dans une zone vierge de la carte (près d'un rebord)
Lancez la rotation de l’outil puis abaissez la tête
Déplacez la tête de 10 mm dans une direction puis remontez
Estimez l'épaisseur du trait à l'aide de la loupe, il doit être précisément à 0.2 mm
Si le trait est trop fin (respectivement épais), tournez la bague située sur la tête de quelques crans dans le sens des aiguilles d'une montre (respectivement inverse) et recommencez

3. PCB Simple face :

Reposez l'outil actuel
Sélectionnez la phase Milling Top
Cliquez sur All+ puis Start pour démarrer
Lancez la phase Drilling Unplated
Lancez la phase Cutting Outside

3. PCB Double face :

Reposez l'outil actuel
Sélectionnez la phase Milling Bottom
Cliquez sur All+ puis Start pour démarrer
Cliquez sur le bouton pause
Retournez la plaque de PCB, le trou démarqué doit rester à droite !
Lancez la phase Milling Top
Si vous utilisez des vias métallisés à la pâte d'argent, placez le film sur la surface de la carte
Lancez la phase Drilling Unplated
Lancez la phase Cutting Outside

4. Sortie :

Cliquez sur le bouton Pause et récupérez votre plaque
Quittez le logiciel
Reposez l'outil en cliquant sur OK si le logiciel vous l'indique
Éteignez la fraiseuse