[基于LPKF,ProMatH100刻板机的PCB板的制作]板画刻板
摘要：该文利用德国LPKF ProMatH100刻板机，以触摸延时开关PCB板的制作为例，经过PCB设计、数据处理、刻板、焊接与调试等过程，完成了PCB板实物的制作。通过该设计制作过程，对LPKF ProMatH100刻板机的操作方法做了详细的阐述和说明。
关键词：LPKF ProMatH100刻板机；PCB；刻板；操作方法
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)17-4281-03
PCB板是实现电路原理的载体，但在各类高校的电子课程教学中，却一直普遍存在有理论与实践脱离的现象。为提高学生的实际能力，增加教学效果，同时为满足一些研发的需要，很多院校在电子实验中心设立了采用数控仿形铣的方式刻制线路板的实验室。该文针对LPKF的ProMatH100这款电路板刻制机，以设计并制作“触摸延时开关”为例，详细地介绍了使用该刻板机制作PCB板的方法。
1设计方案
电路板制作系统中最重要的设备就是刻板机以及随机软件CircuitCAM和BoardMastrer。该电路板刻制机主要完成PCB板的钻导通孔，将铜线路用铣刀刻（铣）出，完成PCB的外形加工。其基本原理是：电路板刻制机随机软件直接读取设计数据，经过自动计算以后计算机直接驱动电路板刻制机在电路板基材上钻孔，用高速旋转的机械铣刀沿导线和焊盘铣掉不需要的铜箔，形成线路和焊盘，用外型铣刀将电路板从基材上铣下来。因此，要设计电路的PCB板，必须经过如图1所示的流程。
2 PCB设计
2.1原理图设计
设计触摸延时开关的电路原理图文件switch.SCH。
2.2 PCB设计
根据原理图，设计出相应的switch.PCB文件。
图2为触摸延时开关PCB图。
2.3导出Gerber数据
1）在PROTEL99SE中打开switch.PCB文件。
2）在FILE菜单下，点击CAM MANAGER。
3）在弹出的Output Wizard窗口点击Next，直至出现导出数据格式窗口，然后选择Gerber。
4）点击Next，至出现Units和Format，一般保持单位和格式不变，继续点击Next。
5）出现选择导出层的窗口，选择需要导出制作的层，Plot->Used on可做选择参考，窗口底部的复选框应当选中。
6）点击Next，后面出现的关于Drill钻孔信息的窗口不做变动，按默认选择，一直点击Next，直至Finish。
7）这时Document文件夹下出现switch.cam，右侧窗口中显示刚才导出的Gerber Output数据包。然后右键点击窗口内部，点击
Insert NC Drill。
8）弹出NC Drill Setup窗口，对数据格式不做变动，点击OK。
9）右侧窗口中产生NC Drill Output数据包，然后右键点击空白处，点Generate CAM Files或按F9，生成各层的Gerber数据文件。
10）选中制作电路板需要的各层数据文件，右键或从File菜单下点击Export导出到指定文件夹下。准备CircuitCAM软件导入时使用。
3数据处理（CircuitCAM操作）
3.1导入Gerber数据
1）打开CircuitCAM，选取模板，如果为双面板则选取“Default”选取项。
2）导入File\Import,选取需要导入的文件夹。
①导入Gerber文件（上下层线路、板外框）：分别导入底层Gerber文件和顶层Gerber文件。②导入钻孔程式：导入刀具表（钻孔报告文件），点击File/Import选取钻孔报告文件。
3.2在CircuitCAM中数据转换/编辑
1）做外框(外形)切割资料,选”Edit/Contour Routing”或按快捷按钮。在出现的对话框里对外框切割资料进行设置，如外框层，切外形时所用刀具，设置断点宽度等。选定好后,按“Run”，完成外形切割数据转换。
2）做顶层/底层数据
①插入剥铜区域（Insert/Rubout Area）。
4刻板（BoardMaster操作）
1）打开BoardMaster,选择模板default即可。
2）将switch.LMD导入BoardMaster中。
3）调整好数据与基板的相对位置，将基材固定于机台上后，开始钻导通孔（加工项中选择2.Drilling Plated,然后All+，Start）。
4）钻完导通孔后取下板子做孔金属化（电镀或孔金属化），孔化完成后将板子固定在刻板机工作台上（方向同钻孔时的板面朝
向）。
5）进行钻非金属化孔（Drilling Unplated）。
6）刻底面线路（MillingBottom）：先选取铣刀（Universal Cutter 0.2 mm），然后在PCB板框外试刻以调整铣刀深度，深度调好后便开始刻线路。
7）刻完底面线路后将板材翻面，底面朝下，顶面朝上重新固定在机器台面上。选加工项Milling Top，手动选取铣刀（Universal Cutter 0.2 mm）,然后在PCB外面(板框外)试刻以调整铣刀深度。深度调好后便开始刻线路。
8）顶面线路刻完后，刻内槽。
9）若不需阻焊膜，从基板上取下电路板，加工完成。
5焊接与调试
将元器件焊接到已经刻好的PCB板上如图4所示，通电调试实现其功能，如图5所示，触摸开关后，灯泡点亮，延时50秒左右后自动熄灭。
6结论
该文利用德国LPKF ProMatH100刻板机，经过PCB设计、数据处理、刻板、焊接与调试等过程，完成了PCB板实物的制作。文中以触摸延时开关PCB板的制作为例，详细介绍了LPKF ProMatH100刻板机的使用方法，为将来的进一步研究打下了坚实的基础。
参考文献:
[1]乐普科（天津）光电有限公司. BoardMaster使用手册,2008.
[2]乐普科（天津）光电有限公司. CircuitCam使用手册,2008.
[3]柳春锋. Protel 99 SE实用教程[M].北京:高等教育出版社,2007.
[4]赵月飞. Protel 99SE基础与实例教程[M].北京:机械工业出版社,2009.