Πως να δώσετε πλακέτες PCB για κατασκευή στην Κίνα. (αρχεία gerber από Eagle Cad)

Σε προηγούμενο άρθρο είδαμε πως να κάνουμε πλακέτες μόνοι μας.

Δείγμα πλακέτας σε προεπισκόπηση

Οι κινέζοι κατασκευαστές πλακετών έχουν κατεβάσει τόσο πολύ τις τιμές που μπορείς να πεις ότι συμφέρει να κάνεις τις πλακέτες στην Κίνα παρά με οποιοδήποτε άλλο τρόπο. Το μόνο αρνητικό είναι ο χρόνος που απαιτείται για να σας έρθουν οι πλακέτες. Εννοείται βέβαια ότι η ποιότητα δεν έχει καμία σχέση με τις πλακέτες που κάνουμε στο χέρι. Βασικό πλεονέκτημα είναι ότι οι κινέζοι δεν χρεώνουν διαφορετικά τις δύο όψεις και μάλιστα με επιμεταλλωμένες οπές.
Δείγματα από πλακέτες κατασκευασμένες στην Κίνα μπορείτε να δείτε εδώ.







Βέβαια η εκτύπωση πλακετών στην Κίνα έχει κάποιες ιδιαιτερότητες. Πρέπει να στείλουμε αρχεία gerber. Ουσιαστικά θα πρέπει να σχεδιάσουμε την πλακέτα μας με κάποιο σχεδιαστικό πρόγραμμα. Εγώ χρησιμοποιώ το Eagle σε μια παλιά version την 6.3. Ο λόγος που χρησιμοποιώ παλιά version είναι απλός, ο υπολογιστής μου είναι 32bit και δεν τρέχει τις νέες εκδόσεις που είναι 64bitες.

Ο σχεδιασμός με το πρόγραμμα έχει κάποιες δυσκολίες για τον αρχάριο χρήστη αλλά η χρήση του είναι μονόδρομος αν θέλουμε να δώσουμε πλακέτες για βιομηχανική παραγωγή. Δηλαδή δεν μπορούμε να στείλουμε πλακέτες που έχουμε ήδη το σχέδιο της πλακέτας τυπωμένο σε χαρτί. Θα πρέπει να το ξανασχεδιάσουμε στο πρόγραμμα.

Το πρόγραμμα σχεδίασης που χρησιμοποιούμε έχει την δυνατότητα να παράγει τα αρχεία gerber που απαιτούν τα εργοστάσια να στείλουμε. Τα αρχεία gerber περιλαμβάνουν τα αρχεία των δύο όψεων χαλκού, τις δύο μάσκες προστασίας των διαδρόμων, τις δύο όψεις εκτύπωσης υλικών δύο μάσκες για κόλλα (για υλικά SMD) και τον οδηγό τρυπήματος. Δεν είναι απαραίτητο να υπάρχουν όλα τα παραπάνω αρχεία. Αν για παράδειγμα δεν έχετε υλικά SMD δεν χρειάζονται οι μάσκες κόλλας. Οι μάσκες αυτές χρησιμοποιούνται για την βιομηχανοποιημένη τοποθέτηση SMD υλικών από μηχανές για αυτοματοποιημένη παραγωγή. Στην πραγματικότητα δεν σας χρειάζονται ακόμη και αν χρησιμοποιείτε SMD υλικά που προορίζονται για τοποθέτηση με το χέρι.
Το εργοστάσιο θα παράγει διπλής όψης πλακέτα με επιμετάλλωση οπών ακόμη και αν δεν έχετε κανένα χαλκοδιάδρομο από την πάνω όψη. Εφόσον δεν χρεώνεται επιπλέον δεν έχετε λόγο να μην έχετε (τα pads) και από την πάνω πλευρά. Επειδή κάποιες φορές χρειάζεται να κολλήσουμε κάποια υλικά και από την άλλη πλευρά η ύπαρξη τους είναι πολύ χρήσιμη. Αν θέλετε να μην υπάρχουν pads από την άλλη μεριά θα πρέπει να μην υπάρχει καθόλου αρχείο χαλκού για την μία όψη. Επίσης μη έχοντας υλικά από την κάτω πλευρά η μάσκα εκτύπωσης υλικών θα είναι άδεια και μπορεί να μην υπάρχει. Επειδή όμως συμπεριλαμβάνεται στην τιμή μπορείτε να την χρησιμοποιήσετε για να γράψετε πληροφορίες για σας ή την πλακέτα σας.

Πάμε να δούμε λοιπόν πως παίρνουμε τα αρχεία gerber από το πρόγραμμα και πιο συγκεκριμένα από το EAGLE CAD.

Αφού έχουμε τελειώσει την σχεδίαση του θεωρητικού και του τυπωμένου της πλακέτα μας στο EAGLE τσεκάρουμε (πολλαπλώς) μήπως έχει ξεφύγει κάτι. Είναι πολύ σύνηθες να έρχονται οι πλακέτες με λάθη απροσεξίας και είναι κρίμα γιατί πρέπει να παραγγείλουμε εκ νέου και να περιμένουμε πάλι μέχρι να έρθουν οι νέες πλακέτες.

Αφού είμαστε σίγουροι για την δουλειά μας πατάμε στο EAGLE το κουμπί CAM. Ανοίγει το παράθυρο που βλέπετε παρακάτω στη φωτογραφία.

Πατάμε FILE > OPEN > JOB

Εδώ επιλέγουμε το αρχείο sfe-gerb274x.cam το οποίο δεν έρχεται μαζί με το EAGLE αλλά μπορείτε να το κατεβάσετε από εδώ.
Μπορούμε να κάνουμε την δουλειά μας και χωρίς αυτό το αρχείο, απλά με αυτό γίνεται η ζωή μας (η εξαγωγή gerber αρχείων) πιο εύκολη. Αφού το κατεβάσετε απλά το τοποθετείτε στο φάκελο CAM στην εγκατάσταση του eagle.

Στο παράθυρο που ανοίγει  εμφανίζονται καρτέλες (κόκκινη περιοχή) που κάθε μία είναι ένα αρχείο από αυτά που χρειάζονται για την παραγωγή της πλακέτας. Όπως είπαμε παραπάνω ανάλογα με την πλακέτα ορισμένα αρχεία δεν μας χρειάζονται.
Οι καρτέλες top copper και bottom copper είναι οι δύο όψεις του χαλκού,  top soldermask και bottom soldermask είναι τα αρχεία για την επικάλλυψη των χαλκοδιαδρόμων, την καρτέλα top paste την διαγράφουμε πατόντας το DEL όταν είναι ενεργή η καρτέλα, τις καρτέλες drill file και mill layer δεν τις πειράζουμε και μένουν οι καρτέλες top silkscreen και bottom silkscreen. Εδώ θα χρειαστούν αλλαγές. Στην πράσινη μαρκαρισμένη περιοχή φαίνονται τα layers που λαμβάνει υπόψη το αρχείο. Αυτόματα είναι επιλεγμένο μόνο το layer 21 (tplace). Μπορείτε να συμπεριλάβετε και τα layers 25 (tnames) ή / και to 27 (tvalues) ή αν θέλετε και κάποιο άλλο. Το ίδιο ισχύει και για το αρχείο bottom silkscreen. Αν δεν υπάρχει τίποτε σε αυτό το layer και δεν θέλετε να το χρησιμοποιήσετε για να γράψετε κάποια πράγματα για την πλακέτα σας (τίτλο - κωδικό πλακέτας - οδηγίες κλπ.) μπορείτε και να το διαγράψετε.

Τελειώνοντας με τις καρτέλες πατάμε το κουμπί Process Job. Θα δημιουργηθούν τα αρχεία gerber και θα τα βρείτε στο φάκελο που είναι και τα αρχεία του σχηματικού και της πλακέτας. Το επόμενο βήμα θα είναι να επιλέξετε όλα τα αρχεία που παρήχθηκαν και να τα συμπεριλάβετε σε ένα αρχείο .zip.  Αφού εξάγετε τα αρχεία μπορείτε να σώσετε την διαδικασία (job) ώστε να παράγετε τις επόμενες πλακέτες σας με τις ίδιες ρυθμίσεις. Εγώ προτιμώ να τσεκάρω κάθε φορά τις καρτέλες για πιο σίγουρο αποτέλεσμα.

Πριν στείλουμε το αρχείο (.zip) για παραγωγή της πλακέτας καλό είναι να ελέγξουμε τα αρχεία για να δούμε τι θα παραχτεί τελικά από αυτά. Υπάρχουν διάφορα προγράμματα gerber viewer αλλά εγώ προτιμώ να τα ελέγχω online εδώ.

UPDATE 19/2/2023: η EASYEDA από καιρό έχει σταματήσει να παρέχει τον online viewer οπότε το παραπάνω link δεν ισχύει. Πλέον χρησιμοποιώ τον viewer της JLCPCB. Κατα την διαδικασία παραγγελίας πλακετών υπάρχει οπτική απεικόνιση της πλακέτας και υπάρχει σύνδεσμος που σε συνδέει με online viewer για προεπισκόπιση του αποτελέσματος.

Η διαδικασία είναι πολύ απλή. Πατάμε upload gerber και επιλέγουμε το αρχείο μας για ανέβασμα. Αμέσως μετά εμφανίζεται η πλακέτα μας όπως θα είναι όταν παραχθεί από το εργοστάσιο. Η σελίδα μας δίνει δυνατότητα να δούμε την πάνω όψη την κάτω όψη ή τις δύο όψεις σε μίξη. Μπορείτε να επιλέξετε κάποιο χρωματικό σενάριο ανάλογα με το soldermask που θα επιλέξετε κατά την παραγγελία σας.

Εφόσον όλα έχουν πάει καλά το αρχείο .zip που ετοιμάσατε μπορείτε να το ανεβάσετε κατά την παραγγελία σας στην σελίδα του κατασκευαστή πλακετών. Αν έχετε προσέξει και δεν έχετε λάθη στην πλακέτα σε ένα μήνα περίπου από την παραγγελία σας θα σας έρθουν οι πλακέτες σας που δεν θα έχουν να ζηλέψουν τίποτε από τις επαγγελματικές πλακέτες που βλέπετε σε διάφορες κατασκευές.

Στην σελίδα του κατασκευαστή μπορείτε να παρακολουθήσετε την πορεία κατασκευής και το πότε θα σας τις στείλει το εργοστάσιο.