Finalna produkcja płytek na przykładzie ALLPCB

W tym poradniku chciałbym wam przedstawić opis jak przygotować pliki wynikowe projektu PCB z programu KiCad oraz jak zamówić wykonanie ich na przykładzie jednego z chińskich producentów ALLPCB.

Przygotowanie plików

Jeśli mamy już gotowy projekt oraz sprawdzony pod względem błędów projektowych, zarówno narzędziem ERC (na poziomie schematu) oraz DRC (na poziomie obwodu drukowanego), możemy przygotować potrzebne pliki wyjściowe, by taka płytka została powiercona, przycięta i wytrawiona przez jeden z wielu zakładów produkcji obwodów drukowanych.

Sprawdzenie projektu

Po sprawdzeniu projektu musimy wygenerować potrzebne pliki Gerber oraz Excellon. Jak to zrobić opisałem w temacie Generowanie plików Gerber oraz Excellon.

Komplet plików Gerber oraz plików wierceń to w zasadzie minimalny zestaw plików potrzebnych dla producenta. Ja ze swojej strony polecam jeszcze wygenerowanie obrazu 3D płytki bez modeli elementów z obu stron. Wtedy producent będzie wiedział jakie są nasze intencje, gdyby wystąpił jakiś problem z plikami Gerber i wierceń. (A mogą się zdarzyć! Zwłaszcza jak źle poprzestawiamy pewne opcje lub skorzystamy z wersji deweloperskich programu KiCad). Dodatkowo w formie pliku PDF warto wygenerować rysunek obrysu z naniesionymi liniami wymiarowymi.

Wymiary w pliku PDF

Sprawdzenie plików

Aby być pewnym co właściwie wygenerowaliśmy uruchommy program GerbView (lub inny do przeglądania plików Gerber). I w nim wczytajmy wszystkie pliki Gerber oraz pliki wierceń. Będziemy mogli sprawdzić, czy warstwy są odpowiednio ułożone względem siebie – warto częściowo je włączać lub wyłączać bo są one ułożone w stos i przykrywają się nawzajem – i czy mapa wierceń oraz same owierty pasują do siebie.

Sprawdzenie Gerberów

Jak jesteśmy pewni co do poprawności plików Gerber – nie zauważyliśmy niczego co by odbiegało o projektu – to wszystkie pliki należy spakować w jedno archiwum i możemy przystąpić do zamawiania.

Zamówienia w ALLPCB

Pora teraz okiełznać składanie zamówień. Mój wybór padł na wykonawcę ALLPCB, który ostatnio ma ciekawą promocję. Uruchamiamy przeglądarkę i wpisujemy adres http://allpcb.com/. Od razu na głównej stronie znajdziemy skrócony formularz wyceny, ale my pominiemy tą opcję, gdyż najpierw dokonamy rejestracji konta w portalu zamówień. Dokonamy tego klikając mały link w prawym górnym rogu Join in. Program poprosi o kilka danych: adres e-mail, hasło jakie sobie wymyślimy, oraz kod weryfikacyjny captcha. Gdy pola te już wypełnimy klikamy na Create Account i przechodzimy dalej.

Po utworzeniu konta i zalogowaniu się do serwisu zamówień odnajdujemy link Delivery adress (na dole z lewej strony), gdzie wpisujemy adres(y) gdzie nasze płytki mają przychodzić. Ja mam dodane dwa adresy: domowy oraz firmy w której pracuję. Przy zamówieniach będziemy mogli wybrać pod jaki adres zostanie nadana paczka.

Strona zamówień

Oczywiście musimy podać informacje zgodne z prawdą, gdyż w przypadku przekroczenia pewnej kwoty zamówienia, może być nam naliczone cło oraz podatek VAT. Podanie nieprawdziwych danych będzie skutkować odesłaniem paczki z powrotem, co wiązać się będzie ze sporymi nawet stratami.

Gdy sprawy formalne mamy już za sobą przystępujemy do zamawiania. Klikamy w link na górze strony: Instant Quote, po czym zostaniemy przeniesieni do formularza gdzie musimy wprowadzić podstawowe informacje:

Opcje produkcyjne

W poszczególnych polach wpisujemy/wybieramy:

  1. W jaki sposób mają nam przyjść płytki: pojedyncze sztuki, panel jaki sami zrobimy, czy panel jaki zrobi za nas ALLPCB.
  2. Na jakim materiale chcemy mieć te płytki. Standardowo będzie to laminat epoksydowo-szklany FR-4. Płytki na podłożu ALU robi się dla diod LED lub sterowników mocy i są to wyłącznie płytki jednostronne!
  3. Największe wymiary płytki w osi Y i X (Najpierw wysokość!). U mnie wymiar X obejmował wypustki, więc taki zostanie wpisany i zaokrąglony do 1mm.
  4. Ilość sztuk. Dla prototypów z reguły wpisuje się 5 lub 10 szt. Nie można zamówić mniej niż 5.
  5. Ilość warstw. Ja wybrałem dwie bo moja płytka jest dwustronna.
  6. Ilość projektów w jednym pliku. Z reguły będzie to jeden projekt, chyba, że tworzymy panel z kilkoma projektami. Oczywiście wtedy niestety będą naliczone większe opłaty.
  7. Grubość laminatu. Standardowa grubość to 1.6mm. Inne grubości będą dodatkowo płatne.
  8. Minimalne odstępy w milsach. 6 milsów (0.15mm) to i tak dość wyśrubowana wartość jak na amatorskie płytki, zatem jeśli jesteśmy pewni, że nie mamy mniejszych zostawiamy jak jest.
  9. Minimalny rozmiar otworów przelotek i w polach lutowniczych. W moim projekcie najmniejszy otwór to 0.5mm dla przelotki, zatem mieszczę się w domyślnych.
  10. Kolor soldermaski. Domyślnie będzie to kolor zielony, bo tak się przyjęło. Można wybrać inny, ale zwiększy to koszt produkcji – zmiana farby na maszynach wymaga nieco więcej zabiegów niż sama zmiana barwnika.
  11. Kolor opisu. Domyślnie biały. Ważne jest by kolory opisu oraz soldermaski były w miarę kontrastowe. Ustawienie takich samych kolorów nie jest możliwe.
  12. Wykończenie pól, czyli cynowanie. Możemy wybrać proces HASL (cynowanie z wyrównaniem na gorąco) zarówno cyną ołowiową (Lead) lub bezołowiową (LeadFree), złocenie chemiczne (całej płytki!) oraz OSP (pokrycie miedzi powłoką organiczną do czasu lutowania).
  13. Czy w przypadku złocenia, chcemy by krawędzie płytki zostały fazowane – przydatne gdy robimy złącza krawędziowe na płytkach wtykane w sloty (jak w kartach do komputerów PC).
  14. Traktowanie przelotek. Sposób potraktowania przelotek i tak wynika z plików Gerber więc tu zostawiamy jak jest.
  15. Rodzaj testu elektrycznego. Obecnie każda płytka jest testowana za darmo na maszynie szpikowej.
  16. Grubość miedzi. 1oz oznacza 35um, 2oz oznacza 70um. W handlu dostępny jest jeszcze 0.5oz, ale nie ma tego w domyślnej ofercie dla prototypów u tego producenta.
  17. Kontrola impedancji. W przypadku płytek amatorskich nie przeprowadzamy tej kontroli. Chyba, że robimy coś dla szybkich sygnałów.

Po wprowadzeniu/ustawieniu odpowiednich danych w prawej części ukaże się wstępna wycena produkcji płytki. Każda ponadstandardowa opcja będzie dodatkowo płatna. Zmiany cen są pokazywane na bieżąco więc możemy w kreatorze zmieniać parametry i sprawdzać jak zmienia się koszt produkcji. Nie zapomnijmy wybrać kraju docelowego wysyłki i przewoźnika. Obecnie wysyłki za pomocą firmy TNT do Polski do 1kg są darmowe (To jest ta promocja, o której pisałem na początku), ale może się to zmienić, co dodatkowo obciąży nas kosztami. Standardowa cena przesyłki kurierskiej do Polski to ok. 40÷50 USD. Pamiętajmy o tym…

Jeśli mamy jakieś uwagi co do produkcji płytki to możemy dodatkowo wpisać je w pole tekstowe. Oczywiście obowiązuje język angielski lub chiński (jeśli ktoś zna).

Gdy cena jest dla nas akceptowalna przy założonych parametrach klikamy Add to Cart.

Wycena produkcji

Formularz zmieni się w koszyk z dodanym pre-orderem i zostanie wyświetlone okno gdzie będziemy mogli dodać swoje wygenerowane pliki – najlepiej w formie archiwum. Zaznaczamy zatem, że przesyłamy pliki Gerber. Za pomocą pól wyboru zaznaczamy jakich plików z rysunkami warstw można się spodziewać w archiwum: warstwy miedzi, soldermaski, warstwy opisowe, warstwa z obrysem oraz pliki wiertarskie. Sam plik dodajemy klikając w pole ze znaczkiem “+“.

Koszyk zamówień

Jeśli mamy jeden projekt i chcemy sfinalizować zakup to wystarczy kliknąć Submit order now. Zostaniemy przeniesieni do okna z płatnością – z reguły przez serwis PayPal – gdzie zapłacimy zakładaną kwotę, plus prowizję dla pośrednika płatności. Nasze zamówienie powinno się pojawić na liście zamówień w naszym profilu ze statusem Auditing. Oznacza to, że ktoś w ALLPCB przejrzy nasze pliki.

Teraz pozostaje tylko śledzić proces przetwarzania zamówienia. Po podjęciu produkcji status zmieni się na Fabricating i w szczegółach można nawet śledzić sam proces powstawania płytki co do minuty rozwijając listę Flow Progress!

Proces produkcji

Gdy nasza płytka będzie już gotowa status zmieni się w Completed. Po zleceniu przesyłki w nagłówku będzie można znaleźć numer przesyłki by móc ją śledzić.

Ponieważ opis był pisany później to moje płytki już dawno były dostarczone. Tu możecie zobaczyć jak finalnie wyglądały: Gotowe płytki
Jak widać, gotowe płytki przyjdą szczelnie zapakowane w firmowym pudełku razem z rachunkiem pod podany adres. Co więcej często dostaniecie jeszcze 1 lub dwie płytki gratis.

Na zakończenie

Już dwa razy zamawiałem płytki z ALLPCB. Nie było z nimi żadnego problemu typu rozmyty opis, złe przycięcie czy przesunięcie otworów. Przy drugim zamówieniu pola lutownicze z otworami zostały nieco powiększone z nieznanych mi przyczyn. Podobno Chińscy producenci często tak robią. Dlatego przy płytkach z strefami wypełnień warto zwiększyć nieco prześwit takich stref.

Ponieważ były to niskie kwoty zamówień nie było też żadnych problemów celnych i dodatkowych opłat podatkowych. Płytki zostały zrobione w ciągu 24 godzin – u Chińczyków były to dwie dniówki zatem dla nich mieściło się to w zakładanych 48h. Wysyłka jest zwykle realizowana dzień później – czasu chińskiego – po wyprodukowaniu płytek, a czas przesyłki nie przekracza tygodnia w przypadku przesyłek kurierskich.

Na chwilę obecną jest to dość szybka i konkurencyjna oferta w stosunku do ofert i czasu realizacji nawet najtańszego polskiego producenta.

Jest to skrócona wersja artykułu jaki napisałem na forum Microgeek.eu

Witryna poświęcona aplikacjom KiCad EDA Suite