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両面基板をCNCで切削加工

2022-12-01 14:24:44 | 電子工作

 片面基板をCNCで切削加工してPCBを作成する方法は習得できたので、今度は両面基板に挑戦です。基板設計(アートワーク)にはKiCadを使えば両面はおろか4層でも6層では可能ですが、CNCで加工するとなると両面が限界です。配線密度を高めるために両面基板にすることが一般的だと思いますが、今回は、基板の両面に部品を配置したいという理由からです。

 製作するのは、3バンドエリミネートフィルターです。回路的には次のようなもので、20/15/10mバンドに合わせて電気長λ/4に切断したRG58A/U同軸ケーブルをリレーで切り替えるというものです。BNC型同軸コネクタとリレーはなるべく短く配線したかったので、専用のプリント基板を起こすことにしました。

 同軸ケーブルで製作するノッチフィルター(バンドエリミネートフィルター)については9月23日のブログをご覧ください。

 CNCで切削加工する時には、まず半田面のパターンの切削加工して、引き続き部品や基板取付穴をCNCでドリル加工します。その後、プリント基板をCNCのベッドから取り外して、裏返しに取り付けます。この時、基板の四隅に設けた基板取付穴を利用します。長方形の基板に対して、基板取付穴は左右対象になっていることが前提条件です。半田面側の切削加工後に開けた基板取付穴は、ベッドの上に貼り付けたダンプラにも穴が残っているので、これを利用します。基板を裏返してダンプラに貼り付ける時に、基板取付穴をぴったり合うように配置します。この位置合わせの時に、爪楊枝などが役に立ちます。基板取付穴がぴったり合ったら、ダンプラの上にマスキングテープで基板を固定します。

 このような手順で加工した基板に、部品を載せた後の写真を示します。同軸コネクタがどのように取り付けられるのか良くわかるように、ベークライト板に同軸コネクタだけを取付けたものと一緒に並べています。リレーと半田付けする面(半田面)とは逆の面(部品面)にBNCコネクタの中心導体側を半田付けします。スルーホール加工の代わりにメッキ線で半田面と部品面を接続しています。

 

 写真では分かりにくいかもしれないので、KiCadの3Dビューワの画像(部品面および半田面)を以下に示します。

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