• Объявления

    • admin

      Размещайте материалы своей компании БЕСПЛАТНО!   18.04.2018

      Редакционная политика портала позволяет размещать на бесплатной основе различные типы материалов: интересную информацию, наработки, технические решения, аналитические статьи и т.д. Пример такого блога. Взамен мы рекламируем ваш блог в наших группах в соц. сетях, ну и плюс естественная самореклама от пользователей форума и блогов, которые будут читать ваш блог. К примеру охват одного поста только в нашей группе VK составляет более 10 тыс. человек. Т.е. мы предлагаем бартер - вы ведете у нас блог и публикуете какую-то полезную и интересную информацию связанную с вашим производством, а мы рекламируем ваш блог в наших соц. сетях. Блоги можно полностью кастомизировать: поставить изображение шапки, сделать меню или оглавление, также в своем блоге вы будете модератором - сможете удалять комментарии и т.д. Ведение своего блога требует времени и навыков, но рекламный эффект колоссальный, т.к. это живое общение и отклик. Посты не должны быть рекламой, а также должны соответствовать правилам форума. Для тех компаний, которые будут публиковать интересный контент, права в дальнейшем будут расширяться - сможете публиковать больше ссылок, пресс-релизы, новости компании, анонсы и т.д. Ну а если вы хотите размещать платную рекламу: условия и прайс размещения на сайте и форуме, коммерческая тема на форуме, реклама в группе VK.

ОколоCADовое

  • записей
    30
  • комментариев
    109
  • просмотра
    9 384

Вывод файлов платы из Altium Designer для заводского изготовления

В данной статье хочу описать порядок вывода файлов платы из Altium Designer (далее AD) для заводского изготовления.

Теория

При выводе  необходимых для изготовления платы файлов из любого CAD для создания печатных плат для избегания недопонимания между заказчиком и производителем, а также ошибок на производстве необходимо использовать стандартные форматы представления информации. По сути, необходимы файлы управления фотоплоттером для изготовления комплекта фотошаблонов, а также файлы управления сверлильным станком для сверловки всех необходимых на плате отверстий. Во всем мире, в том числе в России и странах СНГ, такими стандартами де-факто являются языки управления фотоплоттером компании Gerber Scientific (далее – формат Gerber) и сверлильным оборудованием компании Excellon Automation Company.

Gerber-файл по своей сути представляет текстовое описание последовательности команд, направленных на прорисовку различных элементов топологии (контактных площадок, переходных отверстий, линий, дуг, текстовых надписей) с помощью графопостроителя. Фактически данные в формате Gerber представляют собой программный код, управляющий выбором инструмента рисования, перемещением его в точку с заданными координатами и выполнением самой операции рисования. При изготовлении фотошаблонов производится рисование на светочувствительной плёнке световым пятном заданной формы – апертурой.

Excellon – файловый формат, представляющий собой описание данных о диаметрах и координатах отверстий на печатной плате в виде текста.

То есть, говоря простым языком, Gerber-файлы описывают рисунок слоев платы, что необходимо для изготовления фотошаблонов, а Excellon содержит всю информацию по отверстиям – координаты, диаметры, наличие металлизации. 

Подготовка платы

Прежде чем создавать какие-то файлы, нужно провести некоторую подготовительную работу. Как именно это сделать, я уже писал в соответствующей теме на форуме, поэтому здесь кратко перечислю необходимые действия.

  1. Диаметры всех отверстий должны соответствовать диаметрам выводов компонентов, устанавливаемых в эти отверстия. Диаметры отверстий необходимо брать на 0,2..0,3 мм больше диаметра вывода, если отверстие неметаллизированное, и на 0,3..0,5 мм, если с металлизацией. Подробнее об этом написано в стандарте РД 50-708 от 1991 года. Для прямоугольного вывода прибавка идет к самой широкой части вывода – диагонали прямоугольника. Кроме всего прочего желательно учитывать стандартный ряд диаметров сверл (подробнее в ГОСТ 885-77). Также, если используются два и более медных слоев, нужно не забыть о включении металлизации у необходимых отверстий (для AD - галочка Plated в свойствах отверстия). По возможности, необходимо свести количество используемых диаметров к минимуму. Например, если на плате присутствуют отверстия с диаметрами 0,7 мм и 0,8 мм, то совершенно безболезненно отверстия диаметром 0,7 мм можно увеличить до 0,8 мм (конечно же, контролируя при этом гарантийные пояски).
  2. Обязательно необходимо нарисовать контур платы в любом механическом слое. Он будет использоваться для фрезеровки (или скрайбирования) платы. Также либо в отдельном, либо в том же слое контура (зависит от требований изготовителя) рисуются контуры всех необходимых внутренних вырезов платы. Ширина линий не критична – фреза пройдет вдоль центра нарисованной Вами линии.
  3. По необходимости открыть от маски нужные для пайки участки и закрыть ненужные. Например, можно закрыть маской переходные отверстия, либо открыть силовые дорожки для их последующего усиления по максимальному току.
    Чтобы в AD закрыть переходные отверстия маской, нужно зайти в свойства переходного отверстия и отметить галочками пункты "Force complete tenting on top/bottom". Данную операцию удобно делать на панели PCB Inspector (вызывается по F11), выбрав предварительно все переходные отверстия при помощи функции "Find similar objects".
    Чтобы в AD открыть необходимый участок платы от маски, следует изобразить его в слоях паяльной маски Top/Bottom Solder. Слой инверсный, поэтому по умолчанию вся плата закрыта маской, а нужные участки открываются по необходимости.
  4. Обязательно провести DRC-контроль платы, введя в качестве проверяемых параметров технологические ограничения конкретного производства. Если правила будут нарушены, производство будет вынуждено вернуть плату на доработку.
  5. Установить начало координат на один из углов платы (либо в любое место на ее границе). Для этого выбрать меню Edit > Origin > Set и указать место установки.

Вывод Gerber-файлов

Для вывода Gerber-файлов из AD я придерживаюсь следующего порядка действий:

  1. Выбрать меню File > Fabrication Outputs > Gerber Files. 
  2. На первой вкладке установить настройки формата (необходимо проконтролировать, что он поддерживается производителем) и единицы измерения. Например, Millimeters 4:4. Формат влияет на точность описания элементов платы. 4:4 означает, что будут использоваться числа с 4 знаками до и после запятой.

    2017-09-11_16-25-30.png.0e8b60b450e594b24283395bf7efcbb5.png
     
  3. На второй вкладке нужно выбрать слои для экспорта - слои топологии платы Top/Bottom Layer, слои маски Top/Bottom Solder, слои маркировки Top/Bottom Overlay и слой контура, который у меня назван Board Outline. Обратите внимание, что ни один слой зеркалить не требуется!
    Настройки остальных вкладок можно оставить как есть. 

    2017-09-11_16-26-26.png.c7c434b840e7067b8b331529fc9a9a55.png
     
  4. После нажатия на кнопку OK файлы для выбранных слоев будут экспортированы в папку, где находится файл печатной платы. При этом создаются некоторые служебные файлы. Ниже на рисунке я выделил красной рамкой все файлы, которые создаются при экспорте:

    2017-09-11_16-33-05.png.0422e882f171562981bc702e07b7a2a0.png

    Но для отправки на завод необходимы только непосредственно Gerber-файлы, которые я выделил красной заливкой. Также AD сразу создаст Cam-файл и загрузит в него созданные Gerber-файлы. Можно сразу визуально проверить их на корректность. После проверки файл можно закрыть, а при желании - сохранить.

Вывод файлов сверловки

Порядок вывода файлов сверловки из AD следующий:

  1. Выбрать меню File > Fabrication Outputs > NC Drill Files.
  2. В открывшемся окне выставить следующие настройки:

    2017-09-11_16-45-43.png.a8e455db3bdfd2ac8af460bbb6b793f2.png

    Формат нужно выбрать точно такой же, какой выбирался при экспорте Gerber-файлов. При применении вытянутых отверстий на плате нужно включить опцию слотового сверления - галочка "Use drilled slot command". Опция Generate separate "NC Drill files for plated & non-plated holes", как понятно из ее названия, позволяет разделить информацию по металлизированным и неметаллизированным отверстиям по разным файлам.

После выполнения всех указанных действий Вы будете иметь весь набор необходимых для производства файлов.

Файл настроек - Output Job File

В случае, если работа идет не с отдельным файлом платы, а с проектом печатной платы, то разумнее будет создать OutJob-файл с настройками для вывода всех файлов в один клик.

  1. Для его создания нужно открыть проект и выбрать меню File > New > Output Job File. Создастся и откроется специальный файл, где нужно в разделе Fabrication Outputs добавить (по примеру на рисунке ниже) две настройки - одну для Gerber-файлов, вторую - для файлов сверловки. После чего вызвать их контекстное меню, где выбрать пункт Configure и настроить параметры экспорта. Откроются окна, аналогичные тем, что приведены выше.

    2017-09-11_17-08-31.png.50d37b4c181409112827d48e88a9bafb.png
     
  2. Далее нужно в правой части окна создать "контейнер", куда будут помещены создаваемые файлы. В нашем случае это будет каталог - New Folder Structure:

    2017-09-11_16-58-20.png.24a6afaf7f25c0619522c422b9b3756a.png
     
  3. После этого, отмечая пустые кружки рядом с созданными настройками, можно связать их с созданным "контейнером":

    2017-09-11_17-14-00.png.36bfd73bf49a5af477dcb773facce2be.png

    Нажав кнопку Change "контейнера", можно более подробно настроить папку для вывода файлов.

Теперь, когда нужно будет экспортировать файлы, можно будет открыть этот Job-файл и нажать кнопку Generate Content на "контейнере" и все файлы, связанные с ним, будут созданы автоматически. Если же выбрать меню Tools > Run (F9), то будут созданы вообще все файлы, настроенные в данном Job-файле для вывода.

Более того, данный файл с настройками можно переносить из проекта в проект, что значительно облегчает работу. В таком случае при создании настроек в Job-файле нужно выбирать именно PCB Document, а не документ платы с конкретным именем (в моем примере это был файл DAC02.MERCURY.MB.PcbDoc).

  • Одобряю 2


1 комментарий


Рекомендуемые комментарии

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

  • Комментарии блога

    • Проверил - действительно, 6-й KiCAD читает step-модели! Это очень здорово. Приходится, правда, масштаб и поворот делать, но это мелочи. Извините за беспокойство.
    • WRL и X3D. Только вы знаете, что? Я неожиданно для себя, когда искал расширения поддерживаемых KiCAD-ом 3D-файлов, обнаружил, что 6-я версия и *.step поддерживает! Так что, может быть, я напрасно вас беспокою... Вечером проверю.
    • Кстати, в этой модели ошибка. Позже поправлю, перезалью. @ARV какие форматы он читает?
    • Эх... Если б еще и в KiCAD-читаемом формате... или хотя бы какой-то инструмент был, чтобы вжух - и готово. А то я попробовал при помощи FreeCAD конвертировать - это просто ужас какой-то... Невозможно все знать! И потратить столько сил на осваивание достаточно сложного софта ради конвертирования тоже не реально. А модельки у вас просто загляденье...
    • Запуск платы на столе.
      Все регуляторы выкручиваем в минимум и будем подключать датчики по ходу, чтобы проверить их контроль.
      Данную плату нужно очень аккуратно запускать на столе, так как дичплей находится на одной стороне, а все разъемы на другой, приходится плату вертеть, поэтому есть вероятность отгребсти положительно зарядя или что-то замкнуть, из-за частого верчения.
      Все датчики буду имитировать на отопление и атмосферный вариант котла. На данной плате было обуглена дорожка, которая соединяет Землю и минус питание на плате. Видимо как-то 220В попала на корпус котла. Просто восстановил дорожку, КЗ по линии не где не было.
      1. Подключаем сетевой провод 220В к разъему Х3 выводы 1 и 2.
      2. Включаем в сеть плату.
      3. В это время происходит самотестирование/запуск платы, пару секунд на дисплее не будет ничего, потом появится надпись OFF 

      4. C помощью выбора режима выбираем Зимний, Снежинку. Данный регулятор с фиксацией, до второго щелчка.
      5. Дисплей сразу замигал синей подсветкой и кодом ошибки Е04 (Неисправность датчика отопления)

      6. Подключаем датчик температуры отопления, я использую терморезистор на 10к. Подключаем к разъему Х14 выводы 3 и 4. Согласно документации на данную плату.
      7. После подключения датчика, на дисплее сразу появилась текущая температура и горит подсветка.

      8. Подключаем неоновые лампочки на 220В, имитация насоса, вентилятора, газового клапана. Разъем Х7 газовый клапан. Разъем Х10 выводы 1 и 2 вентилятор, выводы 3 и 4 насос.

      9. Устанавливаем перемычку комнатного термостата, без нее насос не запускается, разъем Х9.

      10. Включился насос и на дисплее появился значек батарии с текущей температурой.

      11. Через 2 мин, насос выключился и появилась ошибка Е02 (Недостаточный проток воды). Через 30 сек. насос опять включился на 10 сек. с отображение текущей температуры, так 3 раза, потом появилась ошибка Е12.

      12. Имитирую датчик протока, после включения насоса нужно замкнуть, в течении 2 мин, контакты 4 и 5 на разъеме Х8.

      13. Включился насос, поработал 30 сек. и появилась ошибка на дисплее Е06 с Reset (Перегрев котла, аварийный термостат). Насос еще поработал 30 сек. и выключился.

      14. Имитирую аварийный термостат, устанавливаю перемычку на разъем Х14 выводы 5 и 6.
      15. Сбрасываю ошибку с помощью выбора режимов, выбрав пиктограмму Лесенка.

      16. С помощью выбора режимов возвращаюсь в Зимний.
      17. Сразу включилось реле насоса и вентилятора. Внимание, в не зависимости какой у Вас котел, атмосферный или турбированный, работа реле К4 обязательно, так как через его контакты идет нейтраль на газовую арматуру. Кстати на неоновой лампочку четко видно, как горит одна ее половинка, это то что я говорил, один потенциал идет на газовую арматуру после включения вентилятора, напрямую, к сожалению это грубая ошибка в плане безопасности. 

      18. На дисплее появилась ошибка Е08 (Нет тяги в котле). При этом насос и вентилятор остались включенными. Ждал я 5 мин. но они так и не выключились. Реакция на другие датчики осталась, пробывал их отключать.

      19. Обесточиваем плату, выдергиваем вилку из сети. выводим все регуляторы с минимальное положение.
      20. Внимание сейчас будет самый ответственный и опасный момент.
      21. На концы трансформатора подключаем свечи, 2 штуки и устанавливаем расстояние между ними 4 мм. отводим от платы свечи на расстояние не менее 30 см. 
      22. Имитируем датчик тяги (так у нас атмосферный вариант котла, на турбированном варианте нужно после включения вентилятора после 3 сек, замкнуть разъем Х4 выводы 1 и 3), устанавливаю перемычку на разъем Х4 выводы 2 и 3.
      23. Включаем плату в сеть.
      24. С помощью выбора режимов выбираем Зимний.
      25. Включается насос и вентилятор. Через 1 сек трансформатор розжига и газовый клапан запускаются.
      26. Начинается процесс розжига. Искра бъет в течении 5 сек., если пламя не увидела плата, выбивает ошибка Е01 (ошибка розжига). Реле газового клапана отключается, 30 сек. работает вентилятор и тоже отключается, реле насоса еще на выбеге.

      27. Подготавливаюсь к имитации пламени с помощью диода.

      28. Обесточиваем плату от сети.
      29. Подключаем один вывод имитатора пламени к земле, второй пока в воздухе, его нужно подключать когда начнется процесс розжига и включится высоковольтный трансформатор.
      30. Включаем в сеть плату и помощью выбора режимов выставляем Зимний режим.
      31. На дисплее до сих пор ошибка Е01, сбрасываем ее с помощью выбора режимов до пиктограммы лесенка.
      32. Начинается процесс розжига, в это время нужно успеть подключить имитатор пламени к плате.
      33. На дисплее появляется значек пламени. С начало маленький значек потом больше. Очень красивая имитация модуляционной катушки, маленький значек отображается до 50% мощности, свыше 50% большой. Красивая и очень полезная информация про высоту пламени в камере.

      34. Если отключить имитатор пламени, значек исчезнет и газовый клапан отключится, вентилятор и насос продолжат работать. Через 10 сек. повторится процесс розжига, а я думал сразу, хотя этот вариант мне больше нравится. Удачных ремонтов.
  • Записи блога