Zu den entscheidenden Prozessen in der Leiterplattenproduktion, die für die Qualität des Endprodukts relevant sind, gehört das Fräsen. In welcher Phase der Leiterplattenherstellung wird eine PCB-Fräsmaschine eingesetzt? Worin besteht dieser Prozess? 

Was ist eine Fräsmaschine?

Eine Fräsmaschine ist eine Werkzeugmaschine, die für die mechanische Bearbeitung von verschiedenen Materialien eingesetzt wird. Bei Leiterplatten ist das Material ein Laminat, bei dem eine Bearbeitung der Kanten und Löcher erforderlich ist. Das für die Bearbeitung verwendete Werkzeug ist ein Fräser, der gleichzeitig Dreh- und Vorschubbewegungen ausführt.

Was ist Fräsen?

Unter Fräsen versteht man die mechanische Bearbeitung einer Leiterplatte, mit dem Zweck, dem Produkt seine endgültige Form zu verleihen. Die Bearbeitung erfolgt, wie bereits erwähnt, durch einen Fräser, der sich mittels Vorschubs oder durch Drehen um die eigene Achse bewegt. Der Durchmesser des Fräsers bei der Leiterplattenbearbeitung kann zwischen 0,6 und 2,4 mm liegen. Das Fräsen ist eine etwas teurere Art der Bearbeitung als das Ritzen, was allerdings seine Berechtigung hat. Erstens ist die Qualität der Kante höher als beim Ritzen. Zweitens die Maßtoleranz beträgt ±0,05 mm. Drittens gibt uns der Fräser die Möglichkeit, den Leiterplatten eine beliebige Form zu verleihen, indem wir Bögen oder Kreise fräsen. Viertens ermöglicht der Mechanismus, mit dem sich CNC-Fräsmaschine auf Herstellung von Löchern oder Leiterbildstrukturen einstellen lässt, eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit. 

Fräsen vs. Ritzen

Eine kostengünstigere Alternative zum Fräsen ist das Ritzen, d. h. das Einschneiden des Laminats mit Hochgeschwindigkeitskreismessern. Dadurch entsteht eine ein- oder beidseitige Aussparung, die das Herausbrechen der Platine aus dem Produktionsformat oder aus dem Nutzen erleichtert. Dieses Verfahren hat jedoch gewisse Einschränkungen. Diese Art der Bearbeitung wird nur bei rechteckigen Platinen angewendet, da sich die Messer der Ritzmaschine nur horizontal und vertikal bewegen. Es gibt auch Einschränkungen in Bezug auf die Laminate, die dünner als 0,5 mm sind. Wenn man eine Ritzmaschine bei dünneren Laminaten verwendet, ist eine zufriedenstellende Kantenqualität nicht gewährleistet. Bei dickeren Laminaten (>2,4 mm) hingegen erfordert das manuelle Trennen der Leiterplatten einen hohen Kraftaufwand, was mühsam sein kann. 

Wann wird das PCB-Fräsen eingesetzt? 

Das Fräsen ist die letzte Stufe der Leiterplattenherstellung. Vor dem Fräsen sind die Schaltkreise bereits lötmaskiert und verzinnt (oder vergoldet) und wurden optisch und elektrisch getestet. Erst dann kommt eine Fräsmaschine zum Einsatz, mit der auch die Brücken gefräst werden können - diese Lösung wird eingesetzt, wenn die Leiterplattenbestückung in Nutzen erfolgt, in denen aus verschiedenen Gründen das Ritzen nicht möglich ist. 

Wie bereits erwähnt, ist der Einsatz einer PCB-Fräse teurer als das Ritzen, doch diese Kosten lassen sich kontrollieren, indem man auf Elemente wie die Anzahl der Ein- und Ausgänge des Werkzeugs in das Material, die Länge der Fräsbahn (hier ist es besonders wichtig, diese zu optimieren, um Verdoppelung zu vermeiden) sowie den Verschleiß des Werkzeugs und seinen Durchmesser achtet. In Bezug auf den Fräserdurchmesser sollte man beachten, dass der Einsatz eines Fräsers mit einem Durchmesser von 0,6 mm statt 2 mm im gleichen Prozess die Betriebszeit der Fräsmaschine (und damit den Verschleiß des Fräsers selbst) um bis zu Fünffaches erhöht. Bei Techno-Service S.A. Bei TS PCB verwenden wir sowohl das Fräsen als auch das Ritzen.

​Außenmaterial