Leiterplattenfräse

Die Elektronik verfügt für die Herstellung von Leiterplatten in Kleinserien und Prototypen über eine hochwertige computergesteuerte Bohr- und Fräsmaschine mit manuellem Werkzeugwechsel. Das Isolationsfräsen ist in erster Linie für rasches Platinen Prototyping interessant.

Im Gegensatz zum Ätzverfahren, bei dem die Leiterbahnen durch eine chemische Auflösung der umgebenden Kupferschicht erzeugt werden, werden beim Isolationsfräsen auf beiden Seiten der Leiterbahn winzige V- oder U-förmige Kanäle durch die Kupferschicht hindurch bis in das Trägermaterial gefräst. Der Rest der Kupferschicht wird im allgemeinen stehengelassen und kann als Massefläche dienen.

Die Isolationsfräse (Fräsbohrplotter) vom Typ Bungard erlaubt die direkte Verarbeitung von Excellon / Sieb&Meyer Bohrdaten oder HP/GL Daten für die Herstellung von Leiterplatten (Bohren, Fräsen Isolationsfräsen). Die Beschaffung dieser computergesteuerte CNC-Maschine  war nicht ganz freiwillig, die vorhandene Ätzanlage entsprach nicht mehr den aktuellen Vorschriften und konnte nicht weiter betrieben werden.

Zum Thema ÄTZEN ODER FRÄSEN? gibt es hier ein interessantes Positionspapier (man muss dabei beachten, dass hier professionelle Geräten verglichen werden!)

 

                                 Leiterplattenfräse- Arbeitsplatz                                                  

 

                              

Leiterplatte aus einer Vielzahl von elektrischen Resonatoren (sie bilden ein sgn Metamaterial mit negativem Brechungsindex für Mikrowellen) Detailansicht

Randbedingungen:

 

  • Hochpräzisions-Spindel, 150 W, 60 000 1/min
  • Die Herstellung von Isolationskanälen unter 0.2 mm scheitert daran, daß kein bekannter V-förmiger Gravurstichel bei solch geringen Breiten noch sauber schneidet - auch nicht bei 60 000 1/min. Ursache ist die mit dem Wirkdurchmesser des Fräsers abnehmende Schnittgeschwindigkeit am Umfang.
    V-förmige Fräser mit 30° oder 60° Spitzenwinkel täuschen am Grund einen schmalen Isolationskanal vor und  verleihen dabei den Leiterbahnen einen trapezförmigen und somit erheblich reduzierten Querschnitt.
  • Ein Gravurstichel hat eine Standzeit von ca. 25 m Fräsweg. Das entspricht etwa einer dicht belegten Europakarte. Je nach Anbieter entstehen für den Fräser also Kosten zwischen 15 und 25 € pro Europakarte.
  • die Fräszeit für die Isolationskanäle beträgt selbst auf einer schnellen Maschine mit HF-Spindel (60 000 1 / min.) ca. 20 min. je Seite einer Europakarte.
  • Bohrleistung: 5/s (= 18.000 Löcher pro Stunde, Lochraster), maximale Arbeitsgeschwindigkeit pro Achse: 130 mm/min