1

Téma: Generování podkladů pro výrobu plošných spojů

Dobrý večer,

jakkoli jsem uživatelem Formiky 4.30 už mnoho let, s výjimkou tisku matric pro výrobu desek fotocestou jsem se nikdy nezabýval generováním podkladů pro profesionální výrobu plošných spojů. Po předchozí domluvě jsem posílal soubor .PCB do firmy MEV s komentářem z jakého a jak silného materiálu mají být desky vyrobeny, jaká má být tloušťka mědi, požadavek na prokovené otvory, nepájivou masku a případný potisk z obou stran. Nyní si uvědomuji, že přírava výroby dala ještě dost práce a napadají mne následující dotazy:

1. Když jsem si na laserové tiskárně vyráběl matrice pro výrobu desek fotocestou, volil jsem možnost Artwork Mirroring, aby potisk na fólii byl blíže desky s fotocitlivou vrstvou. Tato volba předpokládám není potřeba pro generování gerber kódu.

2. Myslím, že je potřeba sloučit vrstvy pro potisk 0+2 a 13+15. Nebo si s tím ve výrobě poradí?

3. Obrys desky pro frézování by asi měl být v samostatné vrstvě. Doposud jsem ho měl jen v jedné nebo dvou vrstvách, které byly součástí potisku. Nemělo by se pro frézování generovat spíše nějaké .dxf nebo je ten gerber O.K.?

4. Extenze souborů odpovídají číslování vrstev ve Formice. Je z toho pro výrobu jasné, která vrstva je která nebo je lépe je nějak přejmenovat (třeba bottom_silk, bottom_mask, bottom_Cu atd.)?

5. Když se generuje soubor pro vrtačku Excellon, je potřeba pomocí Pad Tools přiřadit otvorům průměry vrtáků. Automaticky z definice padů to asi nejde. Co když některý potřebný průměr chybí?

Děkuji za odpověď.

Jiří Černý

2

Re: Generování podkladů pro výrobu plošných spojů

cerny napsal:

1. Když jsem si na laserové tiskárně vyráběl matrice pro výrobu desek fotocestou, volil jsem možnost Artwork Mirroring, aby potisk na fólii byl blíže desky s fotocitlivou vrstvou. Tato volba předpokládám není potřeba pro generování gerber kódu.

Skutečně není třeba.  Obecně, z důvodu přehlednosti (např. i ve volně dostupných prohlížečích) a pro jednoduchost je naopak velmi žádoucí, aby všechny výstupní technologické soubory měly stejný offset (a ovšem i měřítko), byly nezrcadlené (tj. pohled na spodní vrstvy jakoby „skrz desku“, stejně jako v editoru Layout) a nerotované.

Dělat to jinak by jedině zvyšovalo možnost zmatků; jednak již samo o sobě, jednak navíc proto, že technolog výrobce dnes automaticky předpokládá, že se vrstvy přesně překrývají.  Uděláte-li cokoliv z jeho pohledu nestandardního, zvyšujete riziko, že on udělá něco nestandardního z Vašeho pohledu, což může skončit výrobou vadné desky nebo naúčtovanými vícenáklady.

Na druhé straně však, nejste-li jednoznačně domluven na příponách gerberovských souborů, je vhodné mít na jednotlivých vrstvách nějaké nápisy, z nichž technolog uvidí, jde-li o horní či spodní stranu desky.  (Desky někdy bývají hodně symetrické, takže na většině jejich plochy není snadné z motivu na první pohled poznat, má-li být vrstva při výrobě zrcadlena, a pokud ano, podle které osy.)

cerny napsal:

2. Myslím, že je potřeba sloučit vrstvy pro potisk 0+2 a 13+15. Nebo si s tím ve výrobě poradí?

Ano, dle toho, jak máte udělané knihovny, budete asi chtít do potisku desky sloučit reference a buď vnitřní, nebo vnější obrysy součástek.  (Samozřejmě zpravidla nechcete, aby Vám potisk šel přes odmaskovanou měď.)  Toho dosáhnete tím, že při generování obě vrstvy, které mají být sloučeny, povolíte (tím, že v menu Files / Artwork / Sides & Extensions obě nastavíte jako Side B, příp. obě jako Side A) a oběma nastavíte stejnou příponu.

cerny napsal:

3. Obrys desky pro frézování by asi měl být v samostatné vrstvě. Doposud jsem ho měl jen v jedné nebo dvou vrstvách, které byly součástí potisku. Nemělo by se pro frézování generovat spíše nějaké .dxf nebo je ten gerber O.K.?

Předat vrstvu s obrysem desky je standardní a – není-li deska obdélníková – asi též nezbytné.  Pokud deska navíc obsahuje vyfrézované otvory, pokládám za vhodné ujistit se (minimálně v prohlížeči, který má na svých stránkách), že jej tam výrobce opravdu vidí.  (Naopak se vůbec nehodí mít obrys desky na jiné vrstvě či vrstvách, zejména vodivých.  Zbytky odfrézovaného či přestřiženého proužku mědi mohou dělat leda potíže.)  Obrysem desky se rozumí střed čáry, kterou je kreslen.  (Tedy alespoň doufám; někdy jej kreslím čarou co nejtenčí, třeba 0,02 mm, abych minimalizoval následky případného nedorozumění.)

Pokud vím, pro obrys desky se u všech výrobců užívá Gerber.  (Například konfigurační soubor uvedený zde předpokládá, že obrys máte na vrstvě 7.)  Jiný formát by výrobci nejspíše působil potíže, ač asi ne nepřekonatelné.  (Ale frézujete-li si desku ve vlastní firmě, můžete si její obrys vygenerovat i přímo v G-kódu; tehdy ovšem musíte vzít v úvahu průměr nástroje.)

Potřebujete-li něco na desce frézovat ještě před prokovením (např. pro nějaký plochý vývod, třeba baterie), je nutno k tomu mít další samostatnou vrstvu.  Řekl bych, že zde bude nezbytné se s technologem domluvit vždy.

cerny napsal:

4. Extenze souborů odpovídají číslování vrstev ve Formice. Je z toho pro výrobu jasné, která vrstva je která nebo je lépe je nějak přejmenovat (třeba bottom_silk, bottom_mask, bottom_Cu atd.)?

Z číslování vrstev to příliš jasné nebude.  (Navíc Vaše již historická verze 4.30 měla jen 16 vrstev, a proto užívá jiná čísla.)  Při generování výstupů můžete zadat jiné přípony (v aktuální verzi až 15 znaků dlouhé; krom toho mohou obsahovat více teček) dle doporučení výrobce.  Nezískáte-li od něj žádné, hodí se třeba ty přípony, které navrhujete výše.

(Kupříkladu Pragoboard bez problémů rozpozná přípony užité v odkazovaných konfiguračních souborech.)

cerny napsal:

5. Když se generuje soubor pro vrtačku Excellon, je potřeba pomocí Pad Tools přiřadit otvorům průměry vrtáků. Automaticky z definice padů to asi nejde. Co když některý potřebný průměr chybí?

Výstupní generátor je řešen tak, že na jmenovité průměry otvorů v padech namapuje nástroje popsané v samotném generátoru nebo v jeho konfiguračním souboru.  (Tolerance je specifikována v parametrech Files / NC Drill / Options / + Tolerance (µm) a ... / + Tolerance (µm).)

Kdysi mohla jít čísla nástrojů jen po T99 (a návrhové systémy včetně F. Mravence a Formiky generovaly děrnou pásku, která se vkládala přímo do vrtačky).  Konfigurační soubor vrtačky musel obsahovat jen průměry, které měl výrobce k disposici pod dohodnutými T-kódy, a těch popřípadě mohlo být nanejvýš tolik, kolik vrtačka fyzicky měla zásobníků či vřeten (např. šest).  V důsledcích to znamenalo, že návrh desky se musel přizpůsobit možnostem vrtačky.  To však je minulost, vzdálená vlastně již desítky let.

Dnes se užívají virtuální nástroje, jejichž číslování může jít snad až k T9999.  Současná verze generátoru Excellon.f4d v sobě obsahuje tabulku virtuálních nástrojů, které až do průměru 5,0 mm jdou po půl desetině mm a od něj výše po desetině.  Při toleranci nastavené na ±50 µm se tak každý (rozumný) jmenovitý průměr namapuje na nějaký vrták.  (Protože omezení na 99 nástrojů padlo, T-kódy také mohou svým číslem vyjadřovat průměr otvoru, např. T125 má dle konfiguračního souboru 1,25 mm.  Pomáhá to čitelnosti vygenerovaného souboru pro vrtačku, podstatné to ale není.)

3

Re: Generování podkladů pro výrobu plošných spojů

Asi bych měl právě v tomto vlákně připomenout ještě jednu věc:  Uživatelé starších verzí (4.30, ale nejspíše – aniž bych teď všechny otestoval – i dávné 4.21, DOSovské 4.2, 4.1 a 4.0) mají při generování výstupních souborů v principu dvě možnosti:

1) Generovat je ve verzi, v níž je vytvořili, a uzpůsobit si její výstupy dle jejích možností a nových požadavků.  Tyto možnosti ovšem mají své meze.  Kdysi (již verze 4.30 je dnes stará přes 20 let) např. neexistoval výstup pro RS-274X, který obsahuje i definice (dnes ovšem virtuálních) clonek, ale jen starý RS-274D vyžadující, aby popis clonek byl předán zvlášť (navíc tehdy nikoliv zákazníkem výrobci desek, nýbrž zpravidla výrobcem zákazníkovi).  Nevím o výrobci, který by RS-274D dosud přijímal.  Podobně, velmi staré drivery pro Excellon nemusejí mít kapacitu pro dostatečný počet virtuálních vrtáků.

2) Užít tzv. technologickou verzi, tedy program LayoutG.exe, nejlépe v jeho aktuální podobě.  S ním můžete pracovat i v případě, že pro aktuální verzi nemáte licenci; jde z něj generovat všechny výstupy i ze starších *.pcb souborů, pouze v něm nelze desku editovat.