How to make a PCB prototyping with CNC (Automatic CNC Milling PCB)

CNC ile PCB Prototipleme (Otomatik CNC Freze ile PCB Yapımı)

1. Giriş

**PCB (Baskılı Devre Kartı) prototipini CNC frezesi ile yapmak**, geleneksel baskı yöntemlerinden farklı bir yaklaşımdır. Bu yöntemde, devre yolları (traces) ve bileşen bağlantıları, otomatik olarak CNC makinesiyle kesilir. CNC frezeleme ile yapılan PCB prototipleme, özellikle hızlı prototipleme, düşük maliyet ve daha esnek bir tasarım süreci sunar.

2. CNC ile PCB Prototipleme Nasıl Yapılır?

PCB prototipini CNC frezeleme ile yapmak için aşağıdaki adımları takip edebilirsiniz:

2.1. Tasarım Aşaması

İlk adım, yapacağınız PCB devresinin tasarımını yapmak ve bunu bilgisayar ortamında bir şemaya dökmektir. Bunun için **Eagle**, **KiCad** veya **Altium Designer** gibi PCB tasarım yazılımları kullanılabilir. Bu yazılımlar, tasarımınızı düzenlemenize ve çıktı almanıza olanak tanır.

• Şematik Tasarım: PCB’nizin elektriksel şematik tasarımını yaparsınız. Bu, bileşenler ve bağlantılarını içerir.
• PCB Yerleşimi: Şematik tasarım sonrasında, bileşenlerin PCB üzerinde nasıl yerleşeceği planlanır. Bu aşama, devre yollarının yerleştirilmesinde çok önemlidir.
• Gerber Dosyası: Tasarımı bitirdiğinizde, CNC makinesine gönderilecek **Gerber dosyasını** oluşturursunuz. Bu dosya, devre yollarının, deliklerin ve diğer yapı elemanlarının tam olarak nerede olması gerektiğini belirtir.

2.2. CNC Frezeleme için Hazırlık

CNC frezeleme işlemi için PCB, genellikle **bakır kaplı levha** üzerine yapılır. Frezeleme işlemi sırasında, bakır yolları kesilir, böylece sadece istenen yollar ve bağlantılar kalır.

• Malzeme Seçimi: PCB için uygun malzeme seçimi önemlidir. En yaygın kullanılan malzeme **FR4** (cam elyafı takviyeli reçine) olup, bu malzeme hem dayanıklı hem de uygun fiyatlıdır.
• CNC Freze Makinesi Ayarları: CNC makinesinin hızı, kesim derinliği ve yönü doğru ayarlanmalıdır. Bu ayarlar, devre yollarının düzgün ve hassas bir şekilde kesilmesini sağlar.

2.3. CNC Frezeleme İşlemi

CNC makinesi, Gerber dosyasındaki verilere göre PCB'yi otomatik olarak işler. Bu süreçte kullanılan adımlar şunlardır:

• Bakır Kaplamanın Temizlenmesi: İlk olarak, bakır kaplı levha üzerinden fazla bakır temizlenir.
• Devre Yollarının Kesilmesi: CNC makinesi, belirlediğiniz devre yolları boyunca bakır kaplamayı keser. Bu, devreyi oluşturur ve bileşenler arasındaki elektriksel bağlantıları sağlar.
• Deliklerin Açılması: Devre kartındaki bileşenlerin yerleştirileceği delikler, CNC makinesi tarafından otomatik olarak açılır. Bu, komponentlerin montajı için gereklidir.

CNC frezesi, **kesici uçlar** kullanarak bu işlemi gerçekleştirir. Genellikle **0.2 mm** ile **1 mm** arasında değişen uçlar kullanılır, bu da yüksek hassasiyet gerektiren işlemleri mümkün kılar.

2.4. Temizleme ve Montaj

Frezeleme işlemi tamamlandıktan sonra, kart üzerindeki kalıntı bakırlar temizlenir. Ardından, kart üzerindeki delikler genişletilebilir ve bileşenler yerleştirilebilir. Bu aşamada, **sıcak hava lehimleme** veya **elle lehimleme** yöntemleriyle bileşenler sabitlenir.

2.5. Test ve Son Kontroller

PCB prototipi montaj tamamlandıktan sonra, devreyi test etmek önemlidir. Test, tüm bağlantıların doğru şekilde yapıldığını ve devrenin çalıştığını doğrulamak için yapılır. Eğer sorunlar varsa, bazı yollar yeniden kesilebilir ya da iyileştirme yapılabilir.

3. CNC ile PCB Yapımının Avantajları

• Hızlı Prototipleme: CNC ile PCB üretimi çok hızlı bir şekilde yapılabilir. Özellikle prototiplerin hızlıca yapılması gerektiğinde bu yöntem çok faydalıdır.
• Esneklik: Karmaşık devre yolları ve bileşen yerleşimleri oluşturmak daha esnektir. Tasarımda yapılan küçük değişiklikler kolayca uygulanabilir.
• Düşük Maliyet: Küçük partilerde PCB üretimi yaparken, geleneksel baskı yöntemlerinden çok daha düşük maliyetler söz konusu olabilir.
• Yüksek Hassasiyet: CNC makineleri yüksek hassasiyetle çalışır, bu da devre yollarının düzgün ve hatasız kesilmesini sağlar.

4. CNC ile PCB Yapımının Uygulama Alanları

CNC ile PCB yapımının yaygın olarak kullanıldığı alanlar şunlardır:

• Prototip Üretimi: Hızlı prototipleme yapmak isteyen mühendisler için idealdir.
• Tasarım İyileştirmeleri: Tasarımlar üzerinde hızlı değişiklikler yapmak ve testler yapmak için uygundur.
• Düşük Hacimli Üretim: Küçük miktarlarda PCB üretimi gerektiğinde maliyetlerin düşük tutulmasını sağlar.
• Eğitim ve Deneysel Projeler: Eğitim amaçlı veya kişisel projelerde kullanılabilir.

5. Sonuç

CNC ile PCB prototipleme, özellikle hızlı prototipler üretmek isteyen mühendisler ve tasarımcılar için ideal bir yöntemdir. Hem **12V** hem de **220V** cihazlar için uygun bağlantılar yapılabilir. Bu işlem, yüksek hassasiyetle devre yollarını ve delikleri açarak, her türlü elektronik projede kullanılabilecek profesyonel kalitede PCB'ler üretmenize olanak sağlar. Bu yöntem, özellikle **kuluçka makineleri** gibi zamanlama ve sensör bazlı projelerde kullanılabilir. Herhangi bir devreyi hızlı bir şekilde test etmek ve prototip oluşturmak için CNC frezesi, mükemmel bir çözüm sunmaktadır.