Faserschnittlaser

Für Hersteller ist es jetzt einfacher als je zuvor, schöne Leiterplatten (Printed Circuit Boards) zu erhalten. Mit kostenloser Open-Source-Software wie KiCAD können sie Entwürfe an eine Reihe preisgünstiger Leiterplattenhersteller senden und erhalten in nur einer Woche Leiterplatten in professioneller Qualität zurück. Aber selbst eine Woche kann zu viel Zeit sein, wenn Sie mehrere PCB-Design-Iterationen durchlaufen, weshalb DIY-PCB-Fertigungstechniken immer noch einen Platz in unserer Community haben. Fibercuit wurde von einem Team des Small Artifacts Lab der University of Maryland entwickelt und ist ein interessantes neues PCB-Fertigungssystem auf Faserlaserbasis, mit dem schnell Prototypen von PCBs erstellt und sogar 3D-Kupferobjekte geformt werden können.

Heutzutage werden zwei gängige Techniken zur Herstellung von Leiterplatten zu Hause verwendet: chemisches Ätzen und Fräsen. Beim Ätzen handelt es sich um eine bewährte Methode, bei der mithilfe spezieller Chemikalien unmaskiertes Kupfer auf einem Leiterplattenrohling aufgelöst wird und Spuren und Pads zurückbleiben. Aber das Ätzen ist chaotisch, erfordert das manuelle Bohren von Durchgangslöchern und führt zu Platinen, die offensichtlich selbstgemacht sind. Das Fräsen ist einfacher, erfordert jedoch eine Fräs-/Graviermaschine, und diese sind nicht billig. Es erfordert außerdem die Verwendung einer Atemschutzmaske und eine sorgfältige Reinigung, um das Einatmen von schädlichem Substratstaub in der Luft zu verhindern.

Fibercuit ist eine bessere Technik, wenn Sie Zugang zu einem Faserlaserschneider/-gravierer haben. Faserlaserschneider sind nicht billig – sie sind weitaus teurer als Festkörperlaser mit geringer Leistung und sogar leistungsstarke CO2-Laser. Es lohnt sich wahrscheinlich nicht, einen solchen Faserlaser nur für die Herstellung von Leiterplatten zu kaufen, aber Fibercuit ist interessant, wenn Sie bereits einen Faserlaser haben.

Diese Technik ist nicht revolutionär (lasergeschnittene Leiterplatten gibt es bereits), aber die ausgefeilte Softwaresteuerung und der optimierte Prozess zeichnen sie aus. Die Idee ist einfach: Der Faserlaser schneidet die Ränder der Kupferleiterbahnen, Pads usw. aus. Um einen Rohling für diesen Prozess zu erstellen, bringt der Benutzer Kaptonband (das Substrat) auf ein dünnes Kupferblech auf. Eine Rolle hilft, die Blasen zu entfernen. Die Software nimmt eine PCB-Designdatei und stellt den Laser auf eine niedrigere Leistungsdichte ein, um nur das Kupfer zu durchschneiden und das Kapton-Substrat intakt zu lassen. Eine höhere Leistungsdichte kann das Kapton durchschneiden, um Durchgangslöcher zu „bohren“.

Fibercuit hat noch zwei weitere Tricks im Ärmel. Erstens kann es mit dem Laser Lotpaste schmelzen und Lötverbindungen bilden. Dadurch entfällt das manuelle Löten und der Gesamtprozess der Prototypenherstellung wird beschleunigt. Diese Lötstellen sind nicht gerade sauber, aber sie funktionieren. Durch die sehr präzise Anwendung von Wärme können auch Teile der Platine gebogen werden. Das ist nützlich für die Herstellung von 3D-„Kirigami“-Leiterplatten, und wir sind sicher, dass einige Kreative eine Möglichkeit finden werden, sie in ihren Projekten anzuwenden.