Радиолюбительская технология: производство печатной платы прототипа на китайской фабрике

  • Tutorial

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.


73! До связи!

Поддержать автора
Поделиться публикацией

Комментарии 37

    +4
    В целом такой подход очень даже хорош, но… не с целью рекламы — я перепробовал несколько китайских производителей, но в итоге остановился на jlcpcb — ваш заказ стоил бы по платам в 2 раза дешевле (по пересылке — так же). Но вот то, что еще за 400 рублей можно добавить тут же stensil произвольного размере — это очень здорово! До сих помню, как в прошлом году мне это пришлось сделать у резонита за… 7000 рублей :( А вместе с недорогой печкой уже получается полноценное производство дома небольших партий с промышленным качеством.
      0
      С праздничком! Насчет jlcpcb плюсую. Недавно делал заказ, оплатил с яндекс денег, комиссия 7 рублей. image

      +3
      1) Зачем это здесь? Вы считаете людей на хабре настолько тупыми, что рассказываете о том как оплатить покупку в интернет-магазине?

      2) Почему pcbgogo? Я лично ожидал какое-то сравнение по разным производителям или поиск самого дешёвого. Тут же просто от балды выбрали первого попавшегося лоукостера. Вы сами пишите про бюджет семейный, а потом заказываете в 1,5-2 раза дороже, чем у других производителей.

      3) Почему надо отказываться от иммерсионного золота? Эта галочка позволяет его получить совершенно бесплатно.

      p.s. такой статье место в личном бложике на ucoz или ЖЖ.
        +3

        А мне лично понравилось! Приятная статья с советами и потенциальными граблями в области, которая мне малознакома, но которая мне скоро понадобится. А выбор самого дешёвого и удобного производителя — это дело рук каждого отдельного человека, люди не настолько тупы как Вы выразились, чтобы на основе одного примера (автор указал, что это лишь пример) делать моментальные заказы без раздумий.

          –2
          статья с советами и потенциальными граблями в области
          Это какие такие советы и грабли тут были рассмотрены то?

          выбор самого дешёвого и удобного производителя — это дело рук каждого отдельного человека
          В чем тогда смысл статьи? Экономической стороны в ней ноль, технологической тоже ноль, да даже развлекательной нету.
            0
            Хм… а может автор и прав был на счет уровень контингента хабра. Никто так аргумента о полезности и не привел, зато минусов кинули. Сюда бы фразу Лаврова вставить :))
              +1
              «Не знаю, что ответить на ваш вопрос, и от этого он мне ещё меньше нравится, вот вам за него минус»
          0
          Мне тоже понравилась статья. Как раз присматриваюсь к китайцам — а тут прям по шагам расписано всё. Для первого заказа — вполне подробная инструкция, а дальше уж разберусь в нюансах сам.
          Главное же — начать, тут и нужна максимальная помощь…
          Большая благодарность автору!
            0
            Вот я даже интереса ради провёл следственный эксперимент — набрал в гугле «как заказать платы в китае». Первая страница, 6 ссылок, из них 2 — конторы, работающие с юрлицами, остальные 4 — точно такие же статьи. Вот прямо точно. «Как из игла экспортировать гербер и сунуть его в сайт pcbway». Хабр, Mysku, Easyelectronics, какой-то неизвестный мне форум.

            Ещё раз. Первая страница гугла. Четыре статьи.

            Вы правда в процессе присматривания к китайцам до гугла пока что не добрались?
              0
              без всяких претензий, но ведь в Гугле полно статей про программирование stm32. «Программирование современных микроконтроллеров л.1» как установить среду сборки — Гугл все знает. а вот вторую лекцию про мигание светодиодом, я, к глубокому разочарованию, так и не дождался…
                –2
                Совершенно верно. Поэтому я не читаю студентам курс «как помигать светодиодом из STM32Cube» и не пишу статьи с двадцатью скриншотам этого же куба — любой человек с мозгом крупнее грецкого ореха может сам найти это в гугле за три минуты.
                0
                «Кому-то нравится поп, кому-то попадья, а кому-то — попова дочка».
                Улавливаете суть? ))

                И второй момент — мне не очень понятно ваше желание доказать, что в «гугле всё есть», а любые другие варианты получения информации заведомо хуже.
                  0
                  Я думаю выше хотели донести несколько иную мысль. Если в гугле на заданную тематику уже полно материалов, то зачем создавать очередную статью, которая не приносит новых знаний? Новую статью имеет смысл писать, когда у вас есть или эксклюзивное знание или вы можете преподнести более качественно старые материалы. В данной статье нет ни того, ни другого.
                    0
                    Ну и что, что в гугле есть?
                    Во первых, он выдает результаты несколько предвзято. Не могу сказать именно по производству ПП, но вот по другим темам это было замечено не раз. Так что безоговорочного доверия к результатам поиска уже нет.
                    Во вторых, если кому-то эта статья ничего не дала — ну так её можно не читать, какие проблемы? Я вот узнал что-то новое для себя — значит, польза от неё уже есть…
                      0
                      Ну и что, что в гугле есть
                      Нужно больше дерьма богу дерьма.

                      Не могу сказать именно по производству ПП
                      Статья вроде о ПП, так что для начала предлагаю говорить про эту тему. И вот в гугле/яндексе куча разных статей и на разные САПР о подготовке к производству и выгрузке в герберы. Так же на youtube это все имеется.

                      если кому-то эта статья ничего не дала — ну так её можно не читать
                      Логика просто космос! То есть вас не смущает, что для оценки качества статьи ее нужно сначала прочитать и потратить свое время? Вот меня трата времени на второсортные статьи огорчает, даже не так… Меня огорчает несоответствие громкого заголовка и содержания. Если бы данная статья называлась: «Как загрузить и оплатить заказ на ПП», то 90% людей даже бы заходить не стали.

                      Я вот узнал что-то новое для себя
                      Боюсь спросить, но что в этой статье можно было вообще узнать? Из полезного тут только ссылка на очередной китайский лоукост :))
                        +1
                        Меня огорчает несоответствие громкого заголовка и содержания.
                        Ну напишите автору своё недовольство, может он исправит заголовок.

                        Извините, я как-то не вижу смысла в дальнейшей дискуссии. В споре истина ведь не рождается, а умирает…
                        Всего вам доброго, и с праздником! :))
              +2
              Нормальная статья, хабр должен быть разный.
                +1
                Действительно, всегда должно быть и дно тоже.
              –5
              Очень печалит факт захвата китайцами всего и вся :(

              Они по моему ради захвата уже готовы за 1 бакс продать душу дьяволу :(

              А нам стыд и срам за неспособность удовлетворить потребителей
                +2
                Печально если бы условный «Резонит из статьи» захватил бы всё «по 7000руб» без возможности выбора.
                  0
                  Ещё Альберт Эйнштейн сетовал на это:
                  «Будет печально, если эти китайцы вытеснят все остальные расы. Для таких как мы одна мысль об этом невыразимо безотрадна»
                  0
                  печалит факт захвата китайцами
                  Захват японцами, голландцами или индийцами печалил бы меньше? :)
                  стыд и срам за неспособность удовлетворить потребителей
                  С этого стоило бы начинать. С другой стороны, видимо, не так просто «честно» конкурировать со страной, которая имеет весьма своеобразные взгляды на гражданские права и трудовое законодательство.
                    0
                    Ну китай в сфере мелкой торговли наиболее явный пример просто. Проблема таки да не в других странах, товарный оборот это хорошо. А вот наше отечественное нежелание или неумение очень огорчает, правда
                      –1
                      Что мешает лично вам пойти и показать как надо? Сделайте что-то и попробуйте по конкурировать с Китаем. Все жалуются, что плохо и никто ничего не делает, даже не пытается. Прекрасная страна с прекрасным народом, которым управляет прекрасный пастух президент.
                        –3
                        Узбагойтесь товарищ :)
                        Токсичность не в моде и страна у нас замечательная и власть нормальная, а вот жадности многовато :)
                          –1
                          Будьте менее жадны, и все покупатели — ваши. Прекрасная же бизнес-перспектива, разве нет?
                            –2
                            О том и речь!:)

                            вот далеко ходить не надо, искал недавно паяльники увидел это чудо …

                            www.megeon-pribor.ru/katalog/payalnoe-oborudovanie/megeon-00100

                            это же обычный ts100 в Китае за 3к продается
                              0
                              www.partsdirect.ru/goods/592384

                              И по 3к он точно продаётся с блоком питания и набором жал?..

                              Но мне всё-таки интересно, почему столько людей рассказывает про «барыги совсем оборзели» — и никто из них не откроет свой магазин, который продавал бы товар и оказывал услуги по представляющимся им справедливыми ценам?

                              Ведь он же просто порвёт рынок.
                                +1
                                Ведь он же просто порвёт рынок.
                                А еще пуканы среднего диванного бизнес-аналитика из комментариев хабра.
                                  0
                                  И по 3к он точно продаётся с блоком питания и набором жал?..

                                  вот первая же ссылка из поиска и что мы видим: с бп, с одним жалом, с беслптаной доставкой с российских складов (т.е. в пределах 2-5 дней товар до двери привезут, но не в мелкий город конечно), с гарантией обмена 2 недели (ну всё как положено), возможностью открыть спор в последствии и вернуть — 3.8к руб. Ну за 600-800р можно еще одно жало заказать дозаказать на свой вкус.

                                  Ну и возгласы «начни с себя» и «сперва добейся» глупые, да и не работают эти схема.
                              +1
                              На ютубе есть прикольный канал — Добродушный сантехник.
                              Там ведущий в одном из роликов доходчиво объяснил почему при трудозатратах в 2 часа времени радиатор стоит поменять 3500.
                              Там много всяких специфических моментов, но есть и общий, который сводится к тому что в его городе нет столько радиаторов, чтобы он менял их по 4-5 штук в день, обеспечивая себе нормальный заработок, осуществляя эту работу за меньшие деньги. И вместо теоретических 420к в месяц он зарабатывает — 70.
                              Имея огромный внутренний рынок можно демпинговать, зарабатывая на оборотах, а не на марже. Я думаю китайские лавки могут спокойно в течении нескольких месяцев бесплатно весь поток DIY заказов из РФ обслуживать и даже этого не почувствуют.
                              Надо сказать спасибо что у нас вообще есть лавки типа Резонита, куда можно зайти с копеечной платой с заказом в 4 штуки и произвести их в разумные сроки, пускай и по не очень прикольной цене.
                              По этой же причине никто особо не бежит громоздячить тут фаб на 28нм. Мы его тут всей страной никогда не загрузим.
                        0
                        вообще-то есть pcbshopper.com
                        а вот за совсем мелкими ~1-2дюйма, особенно четырёхслойками, можно сразу идти на oshpark.
                        а платы побольше ещё можно повыбирать у кого из китайцев доставка выйдет дешевле.
                        вот только недавно двухслойка 100х100 с jlcpcb меньше 10$ обошлось включая доставку.
                          +1
                          Неплохо было бы осветить следующие вещи, приводящие к экономии:
                          (в свое время долго искал информацию)
                          — Панелизация плат (для JLCPCB — бесплатная услуга в рамках данного размера)
                          — Размещения разных плат на одном листе с фрезеровкой пазов между ними
                          — Совмещение панелизации и фрезировки
                          — Экономия при заказе на толщине текстолита и количестве плат. Производство 5 и 10 плат стоит одинаково, но вот доставка будет отличаться из за веса. Бывает нужно всего одну плату и 9 будет валяться. Платы маленького размера можно заказать на текстолите 1.0 или 1.2. Это тоже положительно скажется на стоимости доставки
                          — А вот с консолидацией нескольких плат в один заказ скидка получается не очень, так как первая плата производится со скидкой за $2, а каждая следующая за $5 и не смотря на экономию в доставке, общий выигрыш мизерный

                          P.S. Кстати в последнем заказе на JLCPCB сайт мне выдал скидку ($5 — $3 = $2) только при заказе 5 плат. При количестве 10 цена вставала без скидки $5. У всех так?
                          Периодически замечаю, что правила расчета стоимости плат на JLCPCB периодически меняется
                            +1
                            Сложно… народ не поймет и как выше сказали:
                            хабр должен быть разный.
                              0
                              Простых статей как выгрузить из спринт лаерс в гербер и заказать платы — мильен.
                              А вот толковых статей, учитывающих нюансы, практически нет.
                              Вот и хорошо бы на хабре такое было бы

                              Видимо нужно самому написать )))
                                –1
                                И не будет пока сами не напишите)) Тут основная масса только умные экспертные советы давать может и рассказывать в комментариях «как надо», но написать материал — никогда.
                            0
                            Для этого можно использовать Online Gerber Viewer на сайте изготовителя

                            Вообще-то есть замечательная опенсорсная мультиплатформенная программа gerbv. Из неё даже можно в pdf картинки экспортировать.

                            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                            Самое читаемое