Работа в Eagle Cad. Часть 4. Подготовка к производству

Рано или поздно многим радиолюбителям захочется не просто сделать плату, а сделать ее красиво. Т.е. фабричная печать, с красивой и прочной маской зеленки, ровненькой беленькой шелкографией. Да еще двусторонняя, с металлизированные отверстиями и блестящим ровненьким лужением. Да, это выходит дорого (подготовка две-три тысячи плюс еще за изготовление) и долго, особенно если вы живете не в Москве и требуется доставка. Но иной раз оно того стоит, а бывает случаи когда иначе и нельзя. Например, если делаешь многослойку.

И тут возникает вопрос как правильно подготовить свой проект, чтобы производство его поняло, а мы получили именно то, что требуется.

Лимиты
Первым делом надо залезть на сайт производителя плат и прочитать про их технические возможности. Конкретней нас должны интересовать:

Минимальные размеры толщин дорожек
Минимальное расстояние между дорожек
Минимальное и максимальное отверстие
Номинальный ряд диаметров отверстий
Разница диаметров между площадкой и отверстием в ней
Толщины используемого текстолита, а также его тип
Параметры шелкографии, т.е. минимальная высота букв, толщины линий

От всего этого зависит качество результата, а также цена и сроки. Чем грубей тем дешевле и быстрей.

Все эти параметры мы вбиваем в DRC контроль Eagle.

Подробней о настройках DRC было в первой части цикла статей про Eagle CAD

Запускаем проверку и Eagle нам покажет все косяки, подсветив их штриховочкой:

Исправляем их или разрешаем, если участок не критичный. После чего переходим к маске.

Паяльная маска
Если мы хотим плату с зеленкой, то должны позаботиться о слое маски. Особенно если есть самодельные компоненты (а они обязательно есть!). Идем в слои и выключаем все слои кроме Top, Pads,Vias и tStop слоя паяльной маски.

Должны увидеть такую картину:

Как видишь, вокруг всех контактных площадок есть штриховка маски. Т.е. они будут открыты. Если хоть один пропустишь, то потом изматеришься контакт окажется наглухо закрыт зеленкой, а продирать ее это то еще развлечение. Да еще под ней медь нелуженая. В общем, стоит лопухнуться с маской и вся красота идет нахрен. Если где то маски не обнаружилось, то надо лезть в библиотеку и править этот компонент, добавляя полигоны на слой tStop (или на bStop если маска у компонента на Bottom, хотя это редкость. Компонент обычно рисуется на Top). Как править и создавать компоненты было сказано во второй статье цикла

Затем, если у нас двусторонка, меняем сторону и включив слои Bottom, Pads, Vias и bStop разглядываем уже нижний слой на предмет наличия везде маски.

Шелкография
Немножко доплатить и на плату будет нанесена красивая белая разметочка, показывающая где какой компонент ставится. В Eagle слоев под шелкографию несколько.

tPlace/bPlace основной слой. Показывает посадочные места компонентов. Обычно нарисован таким образом, чтобы не лезть на слой tStop/bStop.
Но бывают исключения. Как тут, например, на штырьевых разьемах шелкография залезает на Stop слои овальных падов.

Не то чтобы это большая ошибка вам сделают и так, но маркировка залезет на луженую поверхность и при пайке облетит и в ней появятся дыры. Некрасиво. Лучше поправить библиотечку и заменить пады на круглые, не вылезающие за границы (данная либа видимо была расчитана на односторонку). Также стоит посмотреть, чтобы корпусные элементы не залезали на поверхностные. А то вы банально не сможете их красиво запаять. У меня вот тут, например, есть такой косяк:

Есть еще слои Value и Name маркировка обозначений. Их, если позволяет место, можно напечатать тоже. Только вначале надо все аккуратно разместить по плате. Включаем эти слои и видим кашу:

Тут все просто. Надо включить слой Origin, чтобы появились крестики привязки компонентов, а потом инструментом Smash прощелкать по всем деталькам, при этом у них надписи отделяются от корпуса и их можно таскать и вращать как нам угодно.

Ну вот, стало немного поприличней. Хотя я обычно слои Value и Name не выношу на шелкографию. Их удобней на бумажке распечатать, чем загромождать плату прорвой надписей.

Кстати, о надписях. Их тоже можно добавить на плату. Подписать, например, положения джамперов. Или еще что в голову взбредет. Берем инструмент Text и выбрав слой tPlace/bPlace пишем на нем что угодно (если слой сразу выбрать нельзя, то не беда. Введите текст, а потом, перед тем как разместить его, смените слой на нужный). Есть тут правда один нюанс.

Откройте диалог свойств шрифта:

И убедитесь, что размер (Size) не меньше лимитов производства. А также стоит сделать его немного пожирней, увеличив параметр Ratio. Также следует выбрать тип шрифта как Vector, вместо Proportional иначе при перегоне в гербер шритфы поплывут и налезут куда-нибудь не туда. Я на эти грабли уже напоролся. Эти же настройки можно вбить вверху экрана еще на этапе выбора шрифта.
Быстро изменить шрифт в слоях Value и Name можно и не влезая в библиотеки. Достаточно инструментом Change->Font->Vector (или командой в консоли игла change font vector) протыкать по всем компонентам. Плюс есть скрипт normalize-text.ulp запустив который из File->Run и выбрав нужную высоту и толщину символов махом поправить их все.

Слои tDocu/bDocu в основном используются для печати красивых картинок платы в документации. Поэтому их не выносят обычно на шелкгорафию. Слишком они перегружены всякой графикой и нагло лезут на Stop зоны.

Ну и, на будущее, если будете рисовать свой компонент, то на tPlace рисуем только самое минимально необходимое, а всю красоту и марафет на tDocu.

Габаритные размеры
В слое Dimension рисуем габаритные размеры платы. А также всякие выточки, пазы и прочие крупные дырки. По этому слою сработает фрезер. Также многие производители требуют наличия этого слоя. У меня тут плата простая, поэтому рисунок обычный квадрат. Даже картинку приводить лень.

Отверстия
Всякий крепеж кидается на слои Holes и Drill. Он нам пригодится для создания файла сверловки. Тут тоже есть один нюанс. Дело в том, что чем больше используется разных диаметров сверл, тем дороже (не везде, но часто). А либы могут содержать совершенно разные диаметры дырок, в зависимости от фантазии автора. Хотя в 90% случаев достаточно 1мм отверстия под выводы и 2-3мм под крепежные лепестки. А компу то наплевать для него 1мм и 1.00001мм это разные сверла и он их всех запихает в файл сверловки. Поэтому я рекомендую потом файл сверловки вручную поправить, благо это ничуть не сложно. Ниже покажу как.
Также внимательно поглядите на эти слои, чтобы все запланированные отверстия были на местах и имели нужный диаметр.

Форматы
Многие производители стараются идти навстречу клиентам и принимают множество разных форматов. Обычно это P-CAD, но иногда встречается и Sprint-Layout или Eagle. Однако рассчитывать на это не стоит и слать лучше сразу в Gerber формате. Его принимают все, т.к. это стандарт. Сам по себе Gerber файл текстовый и содержит записи дорожек с координатами их. Что то вроде:

G75*
G70*
%OFA0B0*%
%FSLAX24Y24*%
%IPPOS*%
%LPD*%
%AMOC8*
5,1,8,0,0,1.08239X$1,22.5*
%
%ADD10OC8,0.0760*%
%ADD11R,0.0830X0.0750*%
%ADD12OC8,0.0734*%
%ADD13C,0.1426*%
%ADD14R,0.0711X0.0632*%
%ADD15R,0.0218X0.0829*%
%ADD16R,0.0829X0.0218*%
%ADD17C,0.0680*%
%ADD18C,0.0829*%
%ADD19C,0.0760*%
%ADD20R,0.0750X0.0830*%
%ADD21R,0.0380X0.0920*%
%ADD22C,0.0556*%
D10*
X006601Y029952D03*
X006601Y030952D03*
X007601Y030952D03*
X007601Y029952D03*
X008601Y029952D03*
X008601Y030952D03*
X009601Y030952D03*
X009601Y029952D03*
X010601Y029952D03*
X010601Y030952D03*

Ну а все нормальные CAD программы позволяют выводить файлы в этот самый гербер на раз. EagleCAD не исключение. Чем сейчас и займемся.

CAM Processor
Открываем Eagle CAM Processor, его можно найти в меню File.

Тут мы создаем секции под каждый наш слой.

Job описание секции, где Section название. Ни на что больше не меняет. Просто для информации. Оно же вылезет в наименование ярлычка таба. Я обычно называю именем выходного слоя.

Output выходной формат.
В поле Device выставляем GERBER_RS274X самый популярный формат. Его понимают 99% производителей. А в File вписываем имя выходного файла. Что нибудь вроде top_metal.gbr

Теперь надо выбрать слои в списке справа. Выбираем только те, что нужны для текущего слоя герберов. Например для меди верхнего слоя это будет только TOP, VIAS, PADS ну и Dimension по желанию, чтобы плату рамочкой обвело.

Жмем кнопочку ADD и добавляем еще одну секцию, где указываем то же самое, но для других слоев. У меня обычно секций 6

top_metal слои Top, Pads, Vias, Dimension образуют верхнюю сторону меди
bottom_metal слои Bottom, Pads, Vias, Dimension образуют нижнюю сторну меди
top_mask слой tStop образует инверсную паяльную маску, верхнюю сторону. Т.е. все что нарисовано, то будет открыто.
bottom_mask слой bStop маска нижней стороны.
top_silk слой tPlace и, иногда, tName шелкография верхней стороны. Нижнюю обычно не делаю, жмотю 🙂
Dimension слой Dimension образует контуры платы.
Drill слой сверловки.

Со сверловкой все аналогично, только в качестве формата надо выбрать не GERBER_RS274X, а EXCELLON (или какой там хочет производство, обычно EXCELLON) ну и слои Drill и Holes.

Теперь давим кнопку Process Job и получаем пачку файлов в директории проекта. Те самые гербер файлы и файлы сверловки.

Dimension.gbr
dimensions.gpi
drill.dri
drill.txt
top_silk.gbr
top_silk.gpi
bottom.gbr
bottom.gpi
bottom_mask.gbr
bottom_mask.gpi
top_mask.gbr
top_mask.gpi
top.gbr
top.gpi

*.gpi файлы это файлы информации. Они особо не нужны, но можешь их переименовать в txt и приложить к проекту, лишними не будут. Если у технологов возникнут какие-нибудь вопросы по системе координат, метрике и прочим параметрам гербер файла, то они без проблем найдут их там.

Теперь открываем файл drill.txt и зырим что у нас там. Нас интересует количество сверл.

У меня там что то вида:

%
M48
M72
T01C0.0236
T02C0.0315
T03C0.0320
T04C0.0394
T05C0.0400
T06C0.0433
T07C0.0669
T08C0.0787
T09C0.0866
T10C0.0984
T11C0.1024
T12C0.1181
%
T01
X14088Y10990
X14588Y10490
X15863Y12415
X13863Y14015
X12413Y14265
X10913Y13915

Первое сверла, а дальше идут координаты отверстий по каждому типу сверла. Сверл получилось аж 12 штук, что явно мне не треба. Если внимательно поглядеть, то можно увидеть, что, например,

T02C0.0315
T03C0.0320

Имеют почти одинаковый диаметр. Это в долях дюйма. Если умножить все на 25.4, то получим в миллиметрах. Тут 0.8001 и 0.8128 мм. Можно смело все менять на один диаметр в 0.8мм. Таким образом я склеил лишние сверла и получил что то вида:

%
M48
M72
T01C0.0196
T02C0.0315
T03C0.0315
T04C0.0394
T05C0.0394
T06C0.0394
T07C0.0669
T08C0.0866
T09C0.0866
T10C0.1024
T11C0.1024
T12C0.1181

Тоже сделал в файле Drill.dri, чтобы не было двусмысленности.

Осталось сделать небольшое описание, что какой файл значит. Примерно так:

bottom.gbr Медь, нижний слой.
bottom_info.txt Медь нижний слой, информация о формате.

bottom_mask.gbr Паяльная маска (Solder stop), нижнй слой.
bottom_mask_info.txt Инфо о формате файла паяльной маски нижнего слоя

Dimension.gbr Слой габаритных размеров платы
dimensions_info.txt Информация о формате слоя габаритных размеров

drill.drl Файл сверловки, формат EXCELON
drill_info.txt Информация о формате файла сверловки

top.gbr Медь, верхний слой.
top_info.txt Информация о формате файла верхнего слоя меди

top_mask.gbr Паяльная маска (Solder Stop), нижний слой.
top_mask_info.txt Информация о формате файла

top_silk.gbr Шелкография, верхний слой.
top_silk_info.txt Информация о формате шелкгорафии.

И назвать эту шнягу readme.txt

А эту стопку файлов запихать в пакован и пнуть на фабрику. Оплачивать счет и ждать результата.

GerbView
Но я бы не советовал спешить. Лучше еще немного перестраховаться и в спец проге поглядеть на результат работы CAM процессора. Сложить гербера по слоям и посмотреть все ли впорядке. Нет ли где налезания шрифтов или еще какой неприятной каки. Для этого тащим программку Gerbv и открываем в ней наши гербера и дрилл файлы.

Играемся с цветами и порядком слоев и получаем картинку нашей платы. Как видим, все гербера вывелись нормально, нигде ничего не закосячилось (на налезание шелка на вытянутые пады ладно уж, забьем. Для тестового примера сойдет).

Также обращаем внимание на отверстия. Все ли они на месте, нет ли нигде превышения диаметра над площадкой. Везде ли отверстие по диаметру адекватно размеру площадки. А то перепутаешь что нибудь когда сокращаешь число сверел и получешь 3мм дырень вместо 0.5мм переходного отверстия ,)

В следующей части про Eagle дам небольшой обзор ULP скриптов и маленькие хитрости для повышения эффективности работы.