Как стать автором
Обновить

Радиолюбительская технология: производство печатной платы прототипа на китайской фабрике

Время на прочтение 6 мин
Количество просмотров 19K

Цель публикации: рассказать, как с минимальными затратами времени и денег изготовить несложную печатную плату.


Как уже было написано ранее, творчество радиолюбителей имеет ограниченный возможностями семьи бюджет и имеет ограничение по отнятому у семьи времени. В борьбе с этими ограничениями радиолюбителям помогает применение CAD/CAM. Причём, CAD может быть установлен на домашнем компьютере, а CAM располагаться в другой части света.


В этой статье описано: как подготовить и выгрузить из CAD Eagle 7.7.0 задание в формате Gerber RS274X для CAM, расположенной в КНР; как оформить заказ на изготовление печатной платы и её доставку в РФ.


Постановка задачи


Несрочное изготовление одной печатной платы прототипа на отечественном предприятии занимает 4-5 рабочих дней и стоит 2823,14 рублей за плату размерами 100*80 и толщиной 1 мм с зелёной паяльной маской, с покрытием контактных площадок ПОС-63 (HASL) и белой шелкографией с одной стороны. Без учёта стоимости пересылки.


Мне это показалось дороговато. Как обычно бывает в таких случаях, я обратился за добрым советом к коллегам, которые поведали мне, что заказывают подобные печатные платы для своих любительских проектов в Китае, и что стоимость изготовления таких плат сопоставима с ЛУТ при несопоставимо лучшем качестве.


С этими вводными постановка задачи стала выглядеть следующим образом:


  1. Выбрать изготовителя печатных плат в КНР с льготными ценами на прототипы.
  2. Проверить разработанную плату на соответствие технологическим требованиям этого изготовителя.
  3. Выгрузить из CAD задание для изготовления печатной платы в нужном формате и проверить выгруженное задание.
  4. Разместить заказ, оплатить его, оформить доставку.

Выбор изготовителя, учёт технологических требований


На территории КНР существует большое количество изготовителей печатных плат с похожими сайтами и с похожими расценками на похожие услуги. Для примера я выбрал pcbgogo.com.



Из скриншота выше мы видим, что за 5 USD нам готовы изготовить пять (десять) двухсторонних печатных плат размерами не более 100*100 и толщиной 0,6...1,6 мм с зелёной (и не только) паяльной маской и шелкографией с двух сторон. Покрытие контактных площадок – HASL, минимальная ширина дорожек и расстояние между дорожками – 6 mil (0,1524 мм), минимальный диаметр отверстий – 0,3 мм.


Печатная плата на скриншоте имеет размеры 100*80 мм. Это связано с ограничениями бесплатной версии CAD Eagle 7.7.0, которую я применяю в "домашних" проектах уже на протяжении многих лет. Вышеприведённые технологические требования изготовителя выполняются с настройками Eagle 7.7.0 по умолчанию.


Оформление заказа, экономия на почтовых расходах


Регистрируемся на сайте: заносим адрес электронной почты; номер телефона; адрес доставки и полное имя (отчество для резидентов РФ указывать обязательно) в транслитерации.


На вкладке сайта "PCB Instant Quote" заносим размеры платы (не более 100*100 мм), количество плат в заказе выбираем 5 или 10. Указываем, что плата двухслойная, толщина платы 0,6...1,6, цвет паяльной маски не пурпурный и не матовый. Не соглашаемся на замену финишного покрытия HASL на ENIG. Остальное – по умолчанию:



Нажимаем кнопку "CALCULATE". Выбираем доставку в РФ службой E-packet. Играя с количеством плат и их толщиной, можно увидеть, к примеру, что для доставка в РФ пяти плат размером 100*80 мм и толщиной 1 мм стоит 8 USD, а доставка десяти – 10 USD. Запомним этот факт.


Помещаем заказ в корзину. Подгружаем к заказу zip-архив с gerber файлами:



Перейти к оплате заказа можно только после проверки gerber файлов. Тем временем смотрим детали заказа:



Оплата заказа на pcbgogo.com возможна PayPal, Western Union и банковским переводом. Везде комиссия. Структура платежа PayPal в рассмотренном примере: изготовление пяти плат за 5 USD (36%), пересылка в РФ службой E-packet за 8 USD (57%), комиссия PayPal 1 USD (7%). В рублях это меньше 1000, но получаем 178% накладных расходов.


Попытаемся сэкономить на почтовых расходах. Вспоминаем, что пересылка 10 плат нам обошлась бы в 10 USD, и включаем в этот заказ изготовление ещё пяти плат из другого проекта:



Структура платежа теперь: изготовление плат 2*5 USD (48%), пересылка в РФ службой E-packet за 10 USD (48%), комиссия PayPal 1 USD (4%). Получаем уже 108% накладных расходов. Это значительно лучше, чем 178%.


Гипотезу проверил, вторую плату из заказа удалил.


После оплаты заказа изготовление плат занимает сутки-полторы. Отслеживать прохождение плат по технологической цепочке можно в специальной форме на сайте.


Доставка заказа в Пермь службой E-packet занимает от шести до пятнадцати суток. На срок доставки сильно влияет скорость таможенного досмотра.


На этом мой рассказ о заказе изготовления печатных плат в КНР можно завершить, но...


Тема GERBER не раскрыта


Перед загрузкой в заказ gerber файлов не лишним будет убедиться в том, что это именно те файлы, и что выгрузка gerber файлов из проекта печатной платы прошла успешно. Для этого можно использовать Online Gerber Viewer на сайте изготовителя:



На скриншоте видны имена файлов слоёв. Почему эти файлы имеют такие имена и расширения, можно прочитать под "катом".


Подготовка проекта печатной платы к производству в Eagle 7.7.0

Настройка CAM процессора


Открываем проект печатной платы lpf.brd из примера и через меню Файл – CAM процессор… переходим к окну CAM процессора. Открываем задание rs274x.cam и получаем:



Настройки задания по вкладкам выглядят так:


Раздел Устройство Имя файла Слой
copper_top GERBER_RS274X %P/RS274X/%N.copper_top.cmp Top, Pads, Vias
soldermask_top GERBER_RS274X %P/RS274X/%N.mask_top.stc tStop
silkscreen_top GERBER_RS274X %P/RS274X/%N.silk_top.plc tPlace, tNames
copper_bottom GERBER_RS274X %P/RS274X/%N.copper_bot.sol Bottom, Pads, Vias
soldermask_bottom GERBER_RS274X %P/RS274X/%N.mask_bot.sts bStop
silkscreen_bottom GERBER_RS274X %P/RS274X/%N.silk_bot.pls bPlace, bNames
drill EXCELLON_24 %P/RS274X/%N.drill.drd Drills, Holes
outline GERBER_RS274X %P/RS274X/%N.outline.gml Dimension

Папка RS274X для выгрузки gerber файлов создаётся внутри папки проекта вручную.
Макрос %P подставляет в имя gerber файла полный путь к папке проекта.
Макрос %N подставляет в имя gerber файла имя файла проекта печатной платы, откуда производится выгрузка.
Далее в имя gerber файла подставляется понятное нам описание слоя.
Расширения gerber файлов выбраны стандартными для файлов этих слоёв в CAD Eagle 7.7.0.


Запуск задания производится по кнопке Процесс_Задания. В папку RS274X выгружаются шестнадцать файлов, восемь из которых с расширениями .dpi и .dri можно смело удалить.


Оставшиеся восемь файлов содержат данные о слоях печатной платы в формате Gerber RS274X и данные об отверстиях в формате Excellon. Online Gerber Viewer на сайте изготовителя принимает эти файлы и распределяет по слоям без всяких дополнительных настроек.


Убеждаемся, что gerber файлы читаются верно, упаковываем эти восемь файлов в zip-архив. На этом подготовка проекта печатной платы к производству завершается.


И ещё: перед выгрузкой из проекта печатной платы gerber файлов не мешает проверить соответствие этого проекта технологическим требованиям изготовителя.


Настройка технологических требований в проекте


Для успешного изготовления проект печатной платы должен соответствовать технологическим требованиям изготовителя. Технологические требования в Eagle 7.7.0 содержит присоединённый к проекту печатной платы файл *.dru.


Редактирование Design Rules в Eagle 7.7.0

Открываем проект печатной платы lpf.brd из примера и через меню Инструменты – DRC… переходим к просмотру и редактированию содержимого файла pcbgogo.dru:



Из неочевидного: задание двухслойной платы толщиной 1 мм со слоем меди 1 Oz выглядит так:



Из совсем неочевидного: параметр Limit задаёт максимальный диаметр отверстий, покрытых паяльной маской по умолчанию:



Также следует помнить, что 6 mil не совсем равно 0,15 мм, и поэтому технологические требования изготовителя следует заносить в тех единицах, в которых они указаны на сайте. Например:



Какое значение указать в каком параметре, на остальных вкладках понятно из подсказок и данных на вкладке "PCB Instant Quote" сайта.


Подсказка: файлы pcbgogo.dru и rs274x.cam можно потом без переделок использовать в других проектах для задания технологических требований и выгрузки gerber файлов.


Проект фильтра низких частот для любительского радиопередатчика, использованный автором публикации в качестве примера, находится здесь.


Краткие итоги


В данной публикации разобран на личном примере: процесс подготовки проекта печатной платы к производству; процесс заказа на изготовление печатной платы в КНР.


Чтобы заказать изготовление несложной печатной платы прототипа на китайской фабрике с минимальными затратами времени и денег нужно:


  1. Настроить однократно свой CAD под технологические требования изготовителя, сохранить эти технологические требования (Design Rules) в файл для дальнейшего использования.
  2. Настроить однократно в CAD процесс выгрузки проекта печатной платы в формат Gerber RS274X + Excellon, сохранить задание в файл для дальнейшего использования.
  3. Перед выгрузкой проекта печатной платы в gerber обязательно проверять проект на соответствие технологическим требованиям изготовителя.
  4. После выгрузки проекта печатной платы в gerber обязательно проверять результат выгрузки просмотрщиком.
  5. Размещать несколько заказов с доставкой их одним почтовым отправлением E-packet.
  6. Использовать счёт PayPal для оплаты заказа.

Очень надеюсь, что изложенный в публикации мой личный опыт, поможет читателям в организации технического творчества. И ещё очень надеюсь, что любая оценка статьи будет сопровождаться комментарием.


Больше информации в моём телеграм-канале «Проект Селенит»


73! До связи!

Теги:
Хабы:
+17
Комментарии 37
Комментарии Комментарии 37

Публикации

Истории

Ближайшие события

Московский туристический хакатон
Дата 23 марта – 7 апреля
Место
Москва Онлайн
Геймтон «DatsEdenSpace» от DatsTeam
Дата 5 – 6 апреля
Время 17:00 – 20:00
Место
Онлайн