【摘要】
利用物理雕刻方法，通过计算机控制，在空白的敷铜板上把不必要的铜箔铣去，形成用户设计的线路板。使用简单、精度高、省时、省料。提供了一种解决双面板雕刻的手工定位不准的解决方案——不对称定位孔法实现完美的双面板雕刻的手工定位。
【关键词】
PCB线路板雕刻机；不对称定位孔法；双面板雕刻
PCB线路板雕刻机可根据PCB线路设计软件（如PROTEL）设计生成的线路文件，自动、精确地制作单、双面印制电路板。用户只需在计算机上完成PCB文件设计并据其生成加工文件后，通过LPT通讯接口传送给雕刻机的控制系统，雕刻机就能快速的自动完成雕刻、钻孔、隔边的全部功能，制作出一块精美的线路板来，真正实现了低成本、高效率的自动化制板。该设备操作简单，可靠性高，是高校电子、机电、计算机、控制、仪器仪表等相关专业实验室、电子产品研发企业及科研院所、军工单位等的理想工具。
线路板雕刻机是一种机电、软硬件互相结合的高新科技产品，它利用PCB线路设计软件（如PROTEL）生成的PCB文件信息，转换为国际通用的G代码加工文件，直接输出给雕刻机，来控制雕刻机自动完成雕刻、钻孔、切边等工作。它利用物理雕刻方法，通过计算机控制，在空白的敷铜板上把不必要的铜箔铣去，形成用户设计的线路板。使用简单、精度高、省时、省料。
雕刻机雕刻双面板，往往看似简单但实际上做起来却不容易。一般使用者的想法是要求厂家提供一台高精度的平台，但是还是解决不了问题，因为除了平台有误差以外，双面板自身及双面板第二面雕刻的定位也有着误差。那么在普及型雕刻机（完全靠手工定位）如何解决双面板雕刻的定位不准呢？笔者针对需要雕刻的双面板提出如下解决方案（以Protel99se为例）。
一、设计前的准备工作
1.分析电路原理图：了解电路图的原理、线路属性（电源、高频或低频线路）、信号及电源种类及电流流向等。
2.分析电路的复杂程度，确定基材的品种、厚度、尺寸以及对外联结形式。
3.熟悉电路原理图所用元器件的电性能、外形尺寸、封装形式、散热形式、各有源元器件的管脚的排列顺序、管脚功能及形状、各元件在电路中的功能等，一般需要开列电路元件清单，并拥有全部元器件的结构性能资料。
4.在分析电路原理的基础上，考虑排版设计和走线方向有可能造成的对电路的干扰和附加参数的不良反应。需考虑的干扰因数有：
（1） 地线布置和设计不当造成的干扰：要点是在设计中保证地线具有绝对零电位。办法是尽量避免不同回路电流同时经过一段共用地线，同级电路的接地点尽量集中，加宽接地导线的宽度，采用环形或半环形接地形式等。
（2）电源和信号源处置不当造成的干扰和信号源输入、输出的回授干扰。
（3）由元器件排列不当引起的电磁干扰：主要是平行走线之间的寄生耦合干扰和电磁元器件之间交变磁场产生的干扰。主要措施是减少长而平行的走线布置、双面板线应两面相互垂直、数字信号线靠近地线布置等。电磁元器件相互垂直安放及进行屏蔽处理等。
（4）热干扰：主要指发热元件对周围元件的热传导和热辐射干扰，对于热敏感元器件尤甚。减少热干扰的措施有：改善元器件设置时的通风条件和选择恰当的设置位置以及对发热元件加装散热片装置等。
5.确定采用单面板或双面板，元器件安装方式及排列方式，对外联结方式以及焊盘及走线形式。一般有如下两类对应关系：元件卧底安装——规则排列——圆形焊盘和方形焊盘。元件立式安装（或立、卧混装）——不规则排列——多种焊盘兼有。
二、Protel方面的设计工作
1.PROTEL 软件制作PCB板。进入和编辑原理图设计环境；接着进行ERC电气规则检测；输出网络表；设置PCB设计环境：PCB的第一步是设置PCB设计环境，规划电路板，确定电路板的边框，包括电路板的尺寸大小等（在绘制电路板的边框前，一定要将当前层设置成Keep Out层，即禁止布线层）；打开所有要用到的PCB库文件后，载入网络表文件和修改零件封装；布置零件封装的位置Protel99 可以进行自动布局和手动布局；布线规则设置；自动布线和手工调整。通过需要雕刻的印制电路板图（如PCB1.PCB）获取其禁止布线层电路板的边框的矩形尺寸，如300mm×250mm。
2.新建一个PCB图（如PCB2.PCB），要求其禁止布线层边框的矩形尺寸大于300mm×250mm，如315mm×265mm。
3.在PCB2上放置3个焊盘或者通孔，要求这3个焊盘或者通孔的中心正好分别对应矩形300mm×250mm（PCB1的禁止布线层）的3个顶点，矩形上方只需要一个，左上或右上。
4.分别生成PCB1和PCB2的Gerber文件。
三、不对称定位孔的生成
1.在雕刻软件中导入定位孔文件（PCB2）。
2.用双面胶把未雕刻的覆铜板的一边紧靠并均匀地用双面胶把覆铜板的一平行边紧靠。
3.选择合适（尽可能小）的钻头并钻孔。
4.这4个孔正好分别对应矩形300mm×250mm（PCB1的禁止布线层）的3个顶点作为定位孔。
四、顶层的雕刻
1. 在雕刻软件中导入印制电路板图（PCB1）。
2.设置原点，要求原点在左下的定位孔，由于覆铜板未移动，只需要设置好原点确定雕刻深度后进行雕刻。
五、底层的雕刻
1.确定工作台板双面胶及杂物已清理干净，把顶层均匀贴上双面胶。
2.有2个定位孔的一边紧靠工作台平行边（即只有一个定位孔的一边任然在上）并均匀地贴在底板上。
3.设置原点并试雕，要求原点在左下的顶点同时试雕路线恰好覆盖这3个定位孔，否则调整覆铜板在底板上的位置。
至此双面板雕刻的准确定位完成。
六、注意事项
1.雕刻机使用时一定要注意不要让钻头刀具碰到金属夹件和底板，不然会使钻头刀具断裂。
2.线路板设计时尽可能使地线的线径粗一点，这不仅是电路要求，还可以节省雕刻的时间。
3.线路板在固定在工作台上一定要保持板的平整，覆铜板下的垫板要平整，这样就不会出现有的线刻的出来有的则不能。
4.在正常状况下进行电路板钻孔都是让钻头钻穿电路板，因此在设定钻孔深度时我们通常会以电路板厚度为基准再加上1mm来确保钻头会钻穿电路板。例如电路板厚度为1.6mm，则设定钻孔深度就把它调整到1.6+1=2.6 mm。
参考文献：
[1]郭勇，董志刚.Protel 99 SE 印制电路板设计教程[M].机械工业出版社，2004