Sl-Alex домашняя лаборатория

KiCAD - подготовка плат для Seeed Studio.

Просмотров: 2165Комментарии: 0
Заметки

Перевод: EN

Как-то так случилось, что при работе над одним из моих проектов мне понадобилось сделать плату. Можно было бы всё собрать на макетке, но таких макеток требовалось много, паять такую кучу проводов не хотелось категорически, и я подумал - пора попробовать заказать нормальную, заводскую плату. В поисках нормального производителя я остановился на довольно известном китайском Seeed Studio. Как оказалось, подготовить файлы и заказать плату очень просто.

Трассировка платы

Для своих OSH (open-source hardware) проектов я использую KiCAD, поэтому в этой заметке я расскажу, как настроить проект под требования Seeed Studio и подготовить файлы для производства.

Итак, перед тем, как начинать что-то делать, нужно прежде всего настроить правила проектирования. Требования производителя можно найти здесь. Там всё с картинками, поэтому никаких вопросов возникнуть не должно. Возвращаемся в KiCAD и открываем пункт меню "Правила проектирования". Обратите внимание, что в для каждого класса цепи можно настроить свои правила. К примеру, можно задать, что все силовые дорожки должны быть шириной 2мм, иметь переходное отверстие 1мм и зазор 5мм. После этого в процессе рисования платы, как только вы начнёте рисовать силовую дорожку, эти параметры будут применяться автоматически. Эти настройки можно изменять "на лету". К примеру, чтобы подвести широкую силовую дорожку к выводу микросхемы, ширину дорожки придётся уменьшить.

Проверка трассировки

В процессе рисования не исключены ошибки (забыли нарисовать дорожку, нарисовали полигон слишком близко к другой дорожке). Для того, чтобы их исключить, настоятельно рекомендую пользоваться механизмом DRC (Design Rules Check). Здесь проверяется плата на соответствие ограничениям производства. Обратите внимание, что зазор проверяется для каждого класса цепи отдельно. Если найдены ошибки, то вы сможете увидеть их на плате. Выглядеть это будет таким образом:

Рисунок 1 — Предупреждение DRC. Рисунок 1 — Предупреждение DRC.

Если DRC ничего не нашёл, значит, плата практически готова к заказу, но рекомендую дополнительно проверить её вручную (по крайней мере критические места) в соответствии с требованиями производителя.

Обратите внимание, что Seeed Studio не делает неметаллизированных отверстий (этот дополнительный шаг при производстве был исключён с целью удешевления).

Создание Gerber файлов

Требования Seeed Studio к файлам Gerber можно найти здесь. Ко всему прочему, там весьма подробно расписан процесс заказа, почитайте обязательно. Вернёмся в KiCAD. Сделать gerber в нём очень просто. Выбираем меню "Файл/Чертить", выбираем слои, которые хотим экспортировать, папку, куда положить результат, и нажимаем "Чертить". Нам нужны будут такие слои:

СлойОписание
F.CuМедь (top)
B.CuМедь (bottom)
F.SilkSШелкография (top)
B.SilkSШелкография (bottom)
F.MaskМаска (top)
B.MaskМаска (bottom)
Edge.CutsКонтур платы

Привожу скриншот моих настроек, чтобы не вдаваться в детали.

Рисунок 2 - Настройки Gerber. Рисунок 2 - Настройки Gerber.

Последний шаг - создание файла сверловки (Файл/Файлы для производства/Файл сверловки). В настройках обязательно нужно выбрать формат "Gerber".

Привожу скриншот настроек для файла сверловки.

Рисунок 3 - Настройки файла сверловки. Рисунок 3 - Настройки файла сверловки.

После создания файлы нужно переименовать в соответствии с требованиями производителя. Мой коллега заказывал без переименования, но во избежание сюрпризов лучше это сделать. Ещё раз напоминаю, требования по именованию gerber можно найти на этой странице. Для простоты продублирую их здесь, однако рекомендую хоть иногда сверяться с производителем.

Имя файлаНовое имя файла
pcbname-F_Cu.*pcbname.GTL
pcbname-B_Cu.*pcbname.GBL
pcbname-F_SilkS.*pcbname.GTO
pcbname-B_SilkS.*pcbname.GBO
pcbname-F_Mask.*pcbname.GTS
pcbname-B_Mask.*pcbname.GBS
pcbname-Edge_Cuts.*pcbname.GML/GKO
pcbname.drlpcbname.TXT

Финальная проверка

Итак, файлы gerber готовы, но вы хотите проверить ещё раз, правильно ли они сформированы и нет ли в них ошибок. Рекомендую для этой цели использовать программку ZofzPCB. Она бесплатная, позволяет повертеть плату в 3D и указывает на возможные ошибки. Вот так выглядит загруженная плата:

Рисунок 4 — Предпросмотр в ZofzPCB. Рисунок 4 — Предпросмотр в ZofzPCB.

Вы даже можете подсветить каждую дорожку в отдельности и посмотреть, где она проходит. Для этого программе нужен файл IPC-D-356. Это файл, который содержит описание цепей в привязке на плате. Его можно получить в KiCAD через "Файл/Файлы для производства/IPC-D-356 файл списка цепей". Добавьте его в ZofzPCB и вы сможете проверить каждую цепь на плате. Подсвеченная дорожка ненавязчиво мигает.

Рисунок 5 — Подсветка дорожки в ZofzPCB. Рисунок 5 — Подсветка дорожки в ZofzPCB.

Заказ

Все проверки закончились успешно и теперь можно идти на сайт производителя и заказывать плату. Загрузите архив (в формате zip) здесь и заполните все необходимые поля. После загрузки архива вы сможете сделать предварительный просмотр платы.

Предварительный просмотр не умеет отображать сложный контур платы, только прямоугольный, поэтому не пугайтесь, увидев прямоугольную плату.

После загрузки архива и предварительного просмотра результата проверьте ещё раз размеры платы в поле заказа. Бывает, что размер меняется в большую сторону, в таком случае поставьте его принудительно.

Теперь всё готово, отправляем заказ, оплачиваем и ждём. В моём случае от момента заказа до получения платы проходит в среднем около месяца, но это время зависит в основном от загруженности почты, само изготовление занимает около недели, и в процессе вы будете получать уведомления о статусе заказа.

Надеюсь, заметка была полезной. Если есть вопросы - не стесняемся, спрашиваем.