2seitige Halb-Euroboard Prints 100x80mm selber herstellen mittels dem günstigen Creality Halot-One Resin UV-LCD Drucker
Hierzu wird der Drucker nur zur Belichtung "missbraucht", kein Resin ist notwendig und die Z-Achse wird nicht benötigt.
Der monochrome 5"-LCD Shutter mit 127x80 mm eignet sich zur direkten Belichtung von photosensitiv (370..420nm empfindlichen) beschichteten Printplatten mit Halb-Eurokarten Format (100x80mm).
Mit einer Auflösung von 2560x1620 (entspricht 49um Pixelgrösse) können entsprechend feine Strukturen erzeugt werden.
Das kräftige UV-Unterlicht (405nm) wird durch den LCD pixelgenau durchgelassen oder blockiert.
Der Halot One Drucker nutzt nach meiner Kenntnis zur Zeit ausschliesslich die zugehörige Parametrier- und Slicersoftware "Halot Box". Der Drucker versteht das NC-Format stern.cxdlp, welches durch Halot Box nach Aufbereitung aus stern.STL und stern.OBJ 3D-Daten erzeugt wird. Er kann leider keinen G-Code direkt lesen (in der originalen Betriebsfirmware)
Der Drucker kann maximal 10 Sekunden Belichtungsdauer pro Lage ansteuern; um die typische Belichtungszeit für den Bungard-PCB Positiv-Fotoresist von 140 Sekunden (oder mehr) zu erzielen, werden somit min. 14 "Lagen" mit identischer Geometrie benötigt.
Ich beschreibe hier meinen Weg, um aus Top- und bottom-Layern aus Eagle das benötigte Format zu erhalten, welches der Drucker versteht. Es wird sicher weitere Methoden geben, um das selbe Ziel zu erreichen und ich bin neugierig, ob jemand einen eleganteren Weg kennt.
Ich verwende Eagle, um Schema und Layout für 2lagige Prints mit maximal Halbeuro-Format zu entwickeln (oder natürlich kleiner).
Des weiteren werden in dieser Reihenfolge Inkscape, openSCAD und Halot Box, sowie der Drucker benötigt.
Eagle:
Ziel: Elektronik-Design
Ein symmetrischer Outline-Frame ist wichtig !
Dieser kann z.B. als vorbereitetes Fragment mit "importieren" "Eagle-Zeichnung" vor jedem Layout zu Grunde gelegt werden.
Nach Fertigstellung des Layouts werden separat als top- und bottom-Layer (mit Pads und Vias) gewählt und je separat mit "exportieren" "Image" <monochrome> <1200dpi> <alles> als stern_top und stern_bot.png-Grafik-Datei gespeichert.
Inkscape:
Ziel: Bitmap (Pixelgrafik als stern.png) in Pfadgeometrie (als stern.dxf) konvertieren
Die beiden Dateien werden nacheinander wie folgt prozessiert und konvertiert:
"import" stern.png
top-Layer: Objekt "rotate 90deg CCW" für Hochformat
(bottom Layer: Object "rotate 90deg CCW" für Hochformat, und Object "flip vertically" (wichtig !))
"path" "trace bitmap" single scan, brightness threshold 0.45,
folgende Optionen abwählen: specles, smooth corners, optimize
"Apply" löst den Scanvorgang zum Finden der Pfade entlang den Schwarz/Weisskonturen aus, es erscheint das Abbild auf dem rechten Fenster.
Im Hauptfenster nun das Original-Bild entfernen, und nur das erzeugte Pfadbild belassen.
Dieses nun mit "save as" stern.dxf (R12) 2D-CAD Dateiformat speichern.
openSCAD:
Ziel: 2D-Datei als linear erweitertes (extrudiertes) 3D-Gebilde mit einer gewissen Höhe (ergibt eine Anzahl Layer) erzeugen
im Editor folgende Anweisungen eingeben und bei Bedarf speichern:
//----
module PCB_2D () {
import("C:/daten/openscad/<deine Datei>_bot.dxf");
}
linear_extrude(height = 0.8, twist =0, center = true, convexity = 10, scale = 1.0)
PCB_2D();
//----
<F5> um ein 3D-Gebilde zu erzeugen, <F6> um es zu rendern, dann als stern.stl speichern
0.8 evt. anpassen, werden mehr Layer (Belichtungsdurchgänge) benötigt, diesen Wert erhöhen
Halot Box:
Ziel: Platzierung auf LCD-Rand und Skalierung auf 80x100mm, dann slicen und Herstellen/Speichern der Maschinendaten für den Drucker.
Nach dem Öffnen der stern.stl-Datei wird das 3D-Gebilde sichtbar, es ist zentriert auf die Projektionsfläche platziert, ist aber zu klein.
Das Programm ist etwas "zickig", so muss bei "move Y" der Wert 64 zu 50 geändert werden, dann mit der Maus in X leerklicken, UND danach mit der Maus in den freien Projektionsraum klicken, sonst werden die Aenderungen nicht angenommen.
Dann die Geometrie wieder anwählen.
Danach dasselbe für die Skalierung: "uniform" anwählen, Y auf 100 schreiben, mit der Maus auf X leerklicken, und danach mit der Maus in den freien Projektionsraum klicken, sonst werden die Aenderungen nicht angenommen.
Mit "print" (Layer height 0.2mm) alle anderen Optionen abwählen wird nun das slicing ausgeführt. Es entstehen 14 "Lagen (d.h. es werden 14 Belichtungen ausgeführt). Danach im erzeugten Format stern.cxdlp auf den USB Stick speichern (der Drucker unterstützt keine Subdirectories !)
Drucker:
Ziel: UV-Belichtung des Prints direkt mit dem LCD als Ersatz einer Belichtungsmaske
(Voraussetzung: Im Druckermenu muss die Wartezeit minimal sein, die Belichtungszeit max = 10s und die höchste Z-Fahrgeschwindigkeit einstellen)
Mechanik:
Auf dem Drucker müssen definierte Anschläge auf je einer LCD-Breit- und Längsseite angebracht sein (ich habe meinen Rahmen 3D-gedruckt, welcher anstelle des Resin-Beckens aufgeschraubt und justiert werden kann)
Der Print wird nach Belichtung der Top-Seite über die Längsseite gekehrt und wieder am Rahmen angeschlagen. Vorausgesetzt, der Printschnitt ist hinreichend rechtwinklig und massgenau, sowie der Rahmen gut eingestellt, ergibt sich eine sehr gute Top- zu Bottom-Passgenauigkeit ohne weiteren Aufwand, und ohne Passbohrungen
Vorteilhaft wird der Print vor der Belichtung mit einem Flacheisen beschwert, nicht zu hoch, sonst Kollision der Z-Achse !! (Unterlage um den Resist nicht zu zerkratzen !)
Die erzielbare Printqualität übertrifft meine Erwartungen deutlich, viel besser als die bisherige Technik mit doppeltem Laserdruck pro Kupferseite !
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