材料准备

一大堆热转印纸；

一台CNC，精度不要太离谱就行（我用的是0.1的精度），一般一千块钱就能买到能用的；以及一个稳定的底座；

一台热转印机（熨斗也行）；

一台好用的激光打印机；

一大堆砂纸；

一个耐心的脑子和几百块钱（因为第一次做的时候肯定会断一盒刀，几百块钱用来买玉米铣刀）

基本概念

机械加工基本概念

数控机床（CNC）

数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数以及辅助功能，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。
——百度百科

说白了就是一个高灵活可编程钻头。

机床加工刀具及其种类

刻刀：平面雕刻用，底部尖，呈锐角状；有缺口，无螺纹。

玉米铣刀：切边、钻孔用，底部平，腰部直径较为一致，有玉米状螺纹，常用于微型CNC的钻孔与切边。

PCB制造基本概念

热转印

PCB热转印制版技术是通过一台激光打印机将碳粉转移到热转印纸上，热转印纸再通过高温将碳粉固定在覆铜板上，完成腐蚀阻隔层的印刷的技术。这种方式相对于菲林印刷，复杂度大大减小，精度有所提升；相对于纯机械CNC制版精度较高，现大量应用于实验室制版验证环节。

铺铜

铺铜的好处：

铺铜有许多好处，以下是其中一些：

1. 导电性能：铜是一种优秀的导电材料，铺铜可以提供良好的电流传导性能。这使得铜广泛用于电子设备、电路板和电线电缆等领域。
2. 热传导性能：铜具有优异的热传导性能，铺铜可以帮助散热，防止电子设备过热损坏。
3. 抗氧化性能：铜具有良好的抗氧化性能，铺铜可以提高材料的耐腐蚀性能，延长材料的使用寿命。
4. 机械强度：铜具有较高的机械强度，铺铜可以增加材料的强度和硬度，提高材料的耐磨性和耐冲击性。
5. 美观性：铜具有金属光泽，铺铜可以提供材料良好的外观效果，增加产品的美观性。

需要注意的是，铺铜也有一些限制和注意事项，例如成本较高、制程复杂等。因此，在具体应用时需要综合考虑。
——ChatGPT

连AI都知道铺铜的好处（虽然第二点之后都是阿比巴卜），什么不浪费刻蚀液、刻蚀时间短、增强电路稳定性之类的就不用我说了吧~

软件安装

嘉立创EDA

软件下载

立创EDA官网

PCB绘制时的注意事项

首先，使用EDA软件（这里使用立创EDA演示）进行原理图与PCB的设计。

板框的左上角必须是原点，如果设计过后不是原点的话，可以点击“放置-画布原点-从光标”进行原点重定位。

同时，插件元器件本体和引出导线不能在同一层。因为在没有过孔镀铜工艺的情况下，插件元器件本体所在的那一面，因为插件元器件的遮挡，是无法进行焊接的，只能在另一面进行焊接。我下面展示的例子就搞错了这一点，虽然只是几个对称的插座，不影响最终的成品效果。

还有一点要注意的是，在设计的时候要进行定位孔的绘制。如下图，是一个低通滤波器的设计图，PCB的尺寸是50*40mm，在PCB的四个角上，各有一个定位孔：

这四个定位孔跟板边的距离无所谓，但是建议都一样：

这个定位孔的原理图对应“常用库”里面的“其他”：

原理图画出来是这样的：

但是，要注意的一点是，要在PCB设计的时候对钻孔孔径进行修改（其实不修改也可以，反正钻孔的位置没有变化，用1mm的刀具就只能钻出来1mm的孔，余下的一个圆环用作焊盘，连接顶层和底层的铜皮）。在进行过孔和定位孔设计的时候，孔的直径要与刀具的直径相吻合。我用作切边和钻孔的刀具直径是1.0mm，因此我的过孔内径设置为1mm。而因为在进行热转印对齐的时候，在过孔边缘留0.5mm左右的焊盘能够将直径1mm的铜丝塞进去充当顶面和底面的连接导线，因此外径设置为2mm。具体的过孔设计如下图红色圈圈内的内容：

焊盘不用管，因为改那个孔径也没意义，最终只会导出一个钻孔文件，这个文件只包含钻孔的坐标位置。

FlatCAM（用作将Gerber制版文转换成NC刀路文件）

软件下载

FlatCAM的二进制文件官方下载路径，选择8.991Beta版本

基本设置

打开FlatCAM，选择顶部“Edit”下的“Preferences”：

然后会进入这样的一个界面：

这个界面就是FlatCAM的设置界面，因为我们只需要CNC进行切边和钻孔的操作，因此只需要更改三项：EXCELLON、GEOMETRY和TOOLS：

在EXCELLON中，主要修改Excellon Options，这里是钻孔的主要配置。Cut Z是Z轴下切深度，也就是钻孔深度。一般来说，双层覆铜板为1.4~1.6mm，以上表面为XY平面，则往下钻2mm怎么样都能钻个对穿了。Travel Z是上抬高度，也就是每次钻完一个孔之后刀头都会升到这个Z坐标位置（不是上升2mm，而是上升到Z=2mm的位置），再移动到下一个钻孔点进行钻孔。Tool Change是换刀选择，如果勾选，则会在一开始的时候在XY原点升到Z=Toolchange Z的位置暂停，等待Candle的Pause按钮被按下（也就是换刀完成）之后继续工作。在结束所有钻孔之后，刀头会升到Z=End move Z位置，然后回到XY原点。Feedrate Z是向下钻孔的速度，一般设为200即可。Spindle Speed是刀头转速，我使用的CNC最快转速是1200r/min，因此这里设置12000即可。这一项绝对不能设的太小或者设为0，否则，刀头转速慢甚至不转会导致断刀。

对于GEOMETRY，具体修改如下：

Multi-Depth是多深度设置，也就是每一次Z轴的下切深度。如果一个钻孔深度为2mm，Multi-Depth设为0.5mm，则刀头会向下钻4次完成一个钻孔。在PCB制造中，下切深度很小，一般的铣刀都顶得住，因此一次完成即可，不需要勾选Multi-Depth。

同理，Feedrate X-Y是钻头的XY方向移动速度，也可以理解为平移速度。这里也设为200。

然后就是TOOLS：

只需要修改Cutout Tool Options内的内容。Tool Diameter是刀具直径，我的铣刀是1mm的，因此设为1即可。Margin是切边的留空，使用默认值或者改为0即可。切出来的板子应该跟覆铜板不需要的部分留有一定的连接，以保证后续制造和稳定性。Gap size是这个连接的长度，一般设为1.5mm，既有一定的连接，也容易掰下来；Gaps是这个连接的形状，只有两个连接的话比较好一般选择LR（在板子左右留有连接）或者TB（在板子上下留有连接）即可。

Candle（用作GRBL CNC控制）

软件下载

Candle1.1.7官方下载地址，英文版

设置详解

首先，选择Service下面的Settings：

然后，将Spindle speed改成最小0，最大12000就行了。转速从0到12000就相当于控制电机转动的PWM正占空比从0%到100%。最后点击Baud左边的刷新就可以自动选择CNC所在的端口。

CNC制造过程详解

基本过程

使用立创EDA导出制版文件

导出Gerber文件

如图，选择导出下面的PCB制版文件,然后挑一个你喜欢的临时文件夹（我一般喜欢放在下载文件夹）即可：

使用FlatCAM导出刀路文件

导出切边

首先，将从立创EDA导出的Gerber制版文件解压，然后打开FlatCAM，进行Gerber文件的导入：

选择TopLayer的制版文件：

选择这个Gerber项目：

选择Cutout Tool：

检查参数有没有问题：

因为这里的参数在先前都设定好了，因此一般不需要做出任何改变（或者在玉米铣刀直径比较小的时候勾选一下Multi-depth以确保不会因为进深过大而断刀），直接点击Generate Rectangular Geometry进行有连接边的刀路矢量生成（如果点击Generate freeform Geometry则是生成无连接边的刀路矢量）：

然后选择这一Geometry项目：

还是要检查一下这些参数有没有什么问题，重点检查Spindle speed，因为这个如果设置得过小的话很容易引发断刀事件，很危险（别问我怎么知道的）。没啥问题就点击Generato CNCJob object：

然后点击左边那一栏最下面的Save CNC Code，把切边代码保存到一个合适的地方就可以了。这个后缀.nc的文件就是切边的刀路文件。

导出钻孔

同样地，选择导入钻孔：

只需要导入Drill_PTH_Through.DRL文件即可，这个文件包含了所有的钻孔，Drill_PTH_Through_Via.DRL只包含过孔的钻孔，不含焊盘和定位孔的钻孔：

然后选择这一Excellon项目：

仔细检查各项参数，尤其是Spindle speed。检查无误后直接点击"Create drills GCode"，生成钻孔的G代码：

同理，点击Save CNC Code即可，这个文件就是钻孔的CNC刀路文件：

FlatCAM部分完成，下面进入真正的危险性工作：控制CNC进行雕刻。

使用Candle控制CNC工作

固定覆铜板

因为软件设置的钻孔和切边深度肯定不可能等于切穿覆铜板而不损伤基座，因此在覆铜板下面垫一层没有用的板子作为垫板。垫板的大小一定要大于等于覆铜板大小：

然后进行固定，用两块板子压住覆铜板：

人工对刀

先将CNC手动调节到雕刻区域的左上方，然后XY清零，作为XY面的原点：

然后在Candle中，右移一个PCB板的宽度，确认刀头不会碰到另一端的垫板：

再后移一个PCB板的长度，确保刀头不会跑出覆铜板的范围：

最后，返回到左上方XY面的原点，将刀头一点点下移，直到刀头刚好抵住覆铜板：

如果两者之间还存在可观察的距离，就直接往下挪；如果已经小于1mm了，则可以用一张草稿纸确认是否抵住。具体做法是尝试将单张草稿纸切入到刀头与覆铜板之间、如果能够进入，则说明刀头距离覆铜板还有一定空间，可以将刀头再向下0.1mm；如果上一次能够切入，但是这一次无法切入，则证明刀头已经距离覆铜板小于0.1mm，就算是已经抵住覆铜板了（我的CNC精度就是0.1mm）。

进行钻孔工作

进行切边工作

热转印过程详解

导出热转印PDF文件

如图，选择导出下面的PDF/图片：

然后，最左边那一栏只留下顶层装配图和底层装配图。

选择顶层装配图，中间那一栏只留下顶层，选择镜像，透明度设为0，也就是不透明。右边那一栏全选之后去除所有带有3D字样的选项以及板框、铺铜区域和FPC补强板三个选项，如下图：

选择底层装配图，中间那一栏只留下底层，不选择镜像，透明度设为0，也就是不透明。右边那一栏全选之后去除所有带有3D字样的选项以及板框、铺铜区域和FPC补强板三个选项，如下图：

然后愉快地选一个你喜欢的文件夹导出吧！立创EDA会记录你的导出配置，下一次导出的时候直接导出就可以了哦！

使用激光打印机进行打印

如果用WPS打印，一定要记得选择“实际大小”再进行打印。

对齐及制备过程详解

对齐

用图钉把四个定位孔扎穿，注意一定要扎定位孔的正中间，两张热转印纸都要扎。

然后仔细辨认顶层和底层的相对位置，把热转印纸盖在覆铜板上，用图钉进行定位。完成定位之后，用高温胶布进行固定。

热转印

用热转印机，温度设在160℃。再显示超过150℃的时候就可以进行转印了。

转印过后，小心揭开热转印纸，查看效果。可以用油性笔把断线的地方连好。

刻蚀

用开水，在通风区域进行刻蚀。

洗板

用洗板水擦一擦。

过孔处理以及插件处理

过孔可以使用铜线或者过孔铆钉。建议使用直径与钻孔直径相等的铜线。