作者： Digi-Key 工程师 Kaleb Kohlhase
大家是否厌倦了插孔面包板或无焊面包板上布满杂乱的电线？有人想试一试更小更专业的设计吗？本帖将重点介绍PCB铣削的一般技巧。我在项目中使用的是Bantam桌面铣床，因此我在本贴中将引用其硬件和软件。作为参考，该铣床的Digi-Key零件编号为1932-1000-ND（厂商零件编号为OM1002）。该设备随附几种可选工具和一些供初学者使用的开发板，以及充分的故障排除支持。
由于我是PCB铣削的新手，所以我决定制作一个简单的Audio Visualizer，与Arduino搭配使用。我在尝试铣削电路板时发生了一些意外情况，因此总结了以下建议，供大家参考。
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一般来说，要避免将使用实心铜线的单线连接到焊盘上，或尽量避免将电线直接焊接到 PCB 上。
即使在技术上可以将电线直接焊接到焊盘上，但我建议不要这样做。焊盘本来就很小，因此焊接无法将电线与铜板表面牢固地粘结起来，从而经常导致电线太容易拔出。实际上，使用绞合铜线进行此类焊接会好一些，但我仍然建议使用线对板接头或板对板接头进行焊接，这样操作起来更容易。
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如果可能，尽量使用较大的焊盘，并用较宽的布线。
据我观察，使用连接到窄走线的小型焊盘容易出现问题。我使用的电路板上有1盎司厚的铜层，而我使用了小型焊盘并连接了窄走线，因此当我刮坏铜层或烙铁接触时间过长时，铜层就会破裂。如果过热或者在焊接时刮坏铜层，窄走线就会断裂，进而导致断路。如果焊接头的尺寸有限（有些可能没有小型焊接头），那么小型焊盘和窄布线可能确实会难以焊接。
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了解每个零件的设计，并提前分析焊盘的可焊性。
据我观察，某些零件因其设计原因而难以焊接。公排针更容易自上而下焊接，而不是自下而上；如果从底部焊接，可能会导致错位。有些零件的引脚外包裹了某种塑料外壳，如果这些是通孔零件的话，则更容易从底部进行焊接。如需连接从顶部焊接的物料，则可能需要为布线添加通孔。如果物品为表面贴装，且无法使用标准烙铁在焊盘上进行焊接，则必须使用焊膏和回流焊盘。如果需要焊接多个面，则可能需要多个接地平面基准。
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通过在布局中重定向零件来尽量使用单面电路板。
如果所有物品都集中在一边，那操作起来会更容易，而且从长远来看，电路板的成本会更低。
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使用合适的钻头以缩短铣削时间。
有几次我使用了错误的工具，导致铣削时间加长。甚至有一次，我在适合较大钻头的切削层上使用了错误尺寸的钻头，因而导致钻头损坏。使用KiCad的默认布线间距——0.005英寸的PCB铣刀钻头正好适合用于布线。较大尺寸的通孔正好使用1/32钻头，而较小的通孔则需要使用1/64钻头。边界层（又称外边界）使用1/16钻头较为合适，既不会浪费太多材料，也可以缩短铣削时间。举例而言，Bantam铣削软件会告诉你，某一钻头是否适用于你选择的切削层。如果适用，就不会出现红色标记。在点击开始铣削之前，请注意上面显示的预计时间。尽量一次操作一个切削层（通孔、边界和布线）。
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购买 PCB 探测工具，并始终探测电路板高度。
用卡尺测量电路板或不参考规格书有时会导致铣削结果出错。我建议使用PCB探测工具：Digi-Key零件编号1932-1004-ND，厂商零件编号UP1007。使用钻头装卸器菜单，并在切割前按照提示探测电路板厚度。切割前将探测工具移出。这些工具仅适用于Bantam铣床，因此请确保你使用的工具适合于你的应用。
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借助电路板导轨及双面胶带将电路板完全固定到位。
电路板导轨（支架）是一种很方便的工具，可以帮助机器定位需要切割的位置。在铣削过程中，可使用倒置的大型切削工具来定位工具，然后点击“定位”。如果没有用胶带将电路板完全固定在切割盘上，那么当开始切割时，钻头会使电路板来回移动。在用胶带粘上新的电路板之前，请确保废板上没有碎片。此定位功能对于不同的铣床来说可能有所不同。
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切割前反复测量以确保准确。
在铣削之前，要确保焊盘尺寸和电路板布局尺寸绝对准确。我在第一次尝试为Arduino Uno做护罩时测量错误，最终左侧尺寸缺少了约2.44mm，导致整个这一侧缺少针孔。尽管进行铣削以及使用的电路板是免费的，切割新的电路板的成本也相对较低，但在这种情况下，重新铣削专业电路板的成本就要高得多。
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在切割前检查钻头。
切割电路板前要确保钻头的外观没有损坏或磨损。损坏或磨损钻头的钻孔深度可能会深于预期位置，甚至破坏钻孔周围的结构，从而导致整个电路板都要重新切割。
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需遵守切割电路板的流程和一般的步骤顺序。
A. 固定电路板
B. 连接支架并“定位”
C. 选择使用自定义尺寸电路板还是标准的单/双面电路板
D. 加载完整的计划：前侧、后侧、边界以及钻孔
E. 装入贴有双面胶带的铜板
F. 更换合适的铣削工具（先选择一侧的布线），并固定其位置，确保工具能碰到废板底部，而不是铜板或被切割的物品
G. 使用“钻头装卸器”菜单探测电路板高度
H. 开始铣削布线并在需要时更换钻头（如果某一钻头不适用，铣床软件会显示提示）
I. 用推荐的钻头铣削通孔（如果适用）
J. 最后用较大的工具铣削边界层（边界）切割双面电路板也可遵循上述步骤，但是建议在一面上铣削布线，然后在另一面上铣削布线、通孔和边界。如果钻头不能完全穿过电路板进行钻孔，可将电路板翻过来再次切割，但用工具切割时使用的相同钻头戳出其余部分会更容易，因为无论如何，它都能把剩下的部分钻出来。以上过程仅特定于我使用Bantam桌面铣床的经验。
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确保废板和装入的铜板都是干净的。
如果废板或铜板不干净且上面有材料，则可能会影响测量的高度，从而导致铣削时出错。每次使用后都要用真空吸尘器清洁机器。
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Bantam 软件无法处理线槽切割的操作码。
我发现，在将.drl文件加载到Bantam铣削软件中时，使用KiCad的椭圆通孔会导致错误——机器会停止切割电路板，并在屏幕上显示错误信息。执行此类切割时，你可以在相同的轴上使用相同的钻头重叠切割，重叠的通孔直径需比此类切割通孔的直径略大一半。
重要提示！
补充一点，槽孔在一些EDA套件中是可行的！只需将槽孔移动到轮廓层，然后沿着电路板的轮廓切割即可。另外，重叠孔技巧在必要时确实很有效。
据我所知，这个问题并不是由EDA引起，而是我在使用Bantam软件时遇到的软件错误。KiCad可以制作椭圆形通孔，但是桌面工具显示存在错误的G代码或操作码，并且在切割过程中会导致错误，甚至停止切割电路板。除非你的意思是，借助某种复杂的过程使机器认为这是个轮廓切割工序，那这就是比较巧妙的G代码问题了。