Diptrace как сделать плату

Подготовка документации в среде DipTrace для автоматического монтажа SMD на платы

Недавно появилась возможность заказывать прототипы электроники на сайте jlcpcb с одновременным монтажом на платы смд компонентов.
Для радиолюбителей данный сервис является весьма интересным не смотря на ограничения, накладываемые производителем. Без преувеличения, данный ресурс предлагает начинающим радиолюбителям платформу для реализации проектов достаточно высокой сложности без вложения значительных средств, быстро и достаточно просто.

Как заявляет производитель, низкая стоимость услуг обусловлена в основном тем, что не взимается плата за подготовку к производству. Станок по авторазмещению компонентов заряжен достаточно большим количеством «basic part», монтаж которых происходит, по сути, по цене самих элементов. Это же накладывает некоторые ограничения на номенклатуру базовых (basic) деталей, использование которых не требует дополнительной оплаты.
Из опыта — в базовый набор входит приличное число разнообразных радиокомпонентов, таких как 1% резисторы типоразмера 0805, хороший выбор 50В конденсаторов 0805, так же более низковольтные конденсаторы 1206, многие диоды и транзисторы общего применения. Расширенная номенклатура доступна за отдельную плату как «extended part», с доплатой за каждый номинал в 3$
Общая номенклатура представлена на сайте магазина LCSC, где есть достаточно удобные инструменты поиска по параметрам. Естественно, не все детали из этого магазина доступны к монтажу как basic так и extended, но часто можно быстро найти аналоги требуемых деталей.

Для производства требуются файлы перечня (BOM), и файл координат компонентов Pick and place (P_P), в формате xls.
Оба этих файла формируются в программе Diptrace. ВОМ из схемотехнического редактора, Р_Р из редактора печатных плат (ПП).
Монтаж можно заказать только с одновременным производством ПП, только на одной из сторон, на платах размером более 20х20мм и без возможности скрайбрирования. Т.е. если нужно сделать плату меньшего размера, чем 20х20мм- нужно использовать панелизацию без скрайбрирования, разделять заготовки сверловкой. К сожалению, Diptrace не умеет так делать, потому панелизирование делать вручную копированием готового дизайна платы, либо создавать в редакторе схем две копии схемы и разводить их отдельно. В этом случае, возможно, пригодятся средства иерархии.

Рассмотрим процесс создания документации на базе уже готового проекта ПП автомобильного преобразователя напряжения для усилителя.
Имеется электрическая схема блока питания из двух листов:

и силовая часть:

Как видно, на схеме присутствуют компоненты большом количестве. Множество из них smd типа. При «приготовлении» ПП желательно стараться разместить их всех на какой-нибудь одной стороне ПП, так как производитель пока не хочет делать двухсторонний монтаж.
В итоге, нижняя сторона ПП выглядит так:

Для начала создадим файл перечня (BOM) из редактора принципиальной схемы.
В программе нажимаем «Objects» => «Bill of materials»
Открывается окно, как на рисунке ниже. Выставляем все как показано.

Нужно сказать, что на момент создания схемы нужно выдержать некоторые требования. Все одинаковые элементы должны иметь одинаковые свойства, т.е. название корпуса и номиналов. Кроме того, номинал должен быть записан в единообразном стиле, например с применением в качестве множителя только заглавных букв, так как редактор схемотехники при экспорте ВОМ различает элементы «ReS_0805 3К» и «RES_0805 3k», различное написание в дальнейшем добавит лишней работы.
Лично я в свойства элементов прописываю так:

В поле name ставлю тип корпуса, потому, собственно, при экспорте ВОМ и выбрано поле name.

Галочка «RefRes by open hierarchy» нужна если вы использовали средства иерархии. Без нее элементы иерархических блоков будут иметь одинаковое обозначения, а в файле Р_Р, естественно, названию каждого элемента будет через нижнее подчеркивание добавлен номер блока в иерархии. Например R15_2 в файле Р_Р имеет координаты элемента из иерархического блока 2. Если этого не сделать, названия элементов в ВОМ файле и Р_Р будут отличаться и онлайн загрузчик на сайте выдаст ошибку.

В итоге, программа выдает на выходе файл расширением CSV подобного вида:

Меняем расширение файла на xls и редактируем заголовки столбцов, как указано ниже:

Далее переходим к редактору печатных плат.
Делаем экспорт координат размещения компонентов

File=>Export=>Pick and Place.

В поле «Component Side» выбираем ту сторону, которую хотим монтировать

По аналогии с ВОМ получаем файл расширением CSV, который тем же способом приводим к виду:

Теперь самое неприятное: Diptrace формирует файл PP, который распознается системой сайта JLCPCB с ошибкой в размещении отдельных типов компонентов. В некоторых случаях диоды меняют полярность подключения, и всегда микросхемы имеют разворот на 270 градусов.
Микросхемы нужно развернуть. Для этого заходим в xls файл PP и меняем угол расположения в столбце ROTATION у всех микросхем,отнимая от текущего значения 270 градусов. Таким образом, например, если первоначально был указан угол 90, отнимая от него 270 получаем исходное значение 180 градусов.
Далее сохраняем файл РР.

Читайте также:  Как сделать вареники джинсы

После этого экспортируем Gerber-ы и сверловку в отдельную папку, затем архивируем ее и переходим на сайт для загрузки задания на производство.
После загрузки архива с гербер файлами внизу страницы нужно указать, какую сторону будем собирать

Далее загружаем ВОМ и PP файлы следуя инструкциям. Начинается самый интересный этап 😉
открывается окно подбора компонентов

Как видим на примере первых двух позиций в списке, это детали из расширенного перечня, за который нужно доплачивать.
В данном случае, легко можно подобрать замену. Нажимаем на лупу возле первого из Extended Part

Тут следует сказать, что поиск по ключевому слову 2n7 не принесет результатов, так как в базе производителя такой конденсатор будет значится как 2.7n. К нашему сожалению, поиск даже по номинулу 2.7нФ не дает результата, потому методом проб и ошибок выбираем близкий номинал из списка Basic Part Оnly. Отыскался конденсатор 2,2нФ COG, что меня вполне устроило.
Таким же образом находим замену резистору 2,7МОм. В Basic Part нашелся 3 МОМ, тоже подходит. Идем по списку далее, из подобранных автоматически проверяем напряжение керамических конденсаторов, так как если в некоторых случаях необходимо применение 100В керамики, а система предлагает вместо нее 50В.
Из интересного в списке нашлись еще 6 позиций, которые не нашлись простым подбором:

Диод в корпусе SMC используется в качестве защиты от переплюсовки, потому на сайте https://lcsc.com в разделе диоды методом проб и ошибок ищем любой диод в аналогичном корпусе, чтобы он был в Basic Part. Например S36.

Переходим к транзисторам NXP общего применения: BC817, BC807. Данные позиции есть, но как Extended Part. Согласитесь, доплачивать 6 долларов за такую ерунду смысла нет, потому на том же сайте в параметрическом поиске находим на замену самые дешевые транзисторы в аналогичном корпусе:

В моем случае достаточно напряжения в 25В, и я выбрал самый дешевый в базе — S8550.
С BC817 NPN поступаем так же. (SS8050)

Вместо SS26 мне подошел SS14.
Со стабилитроном дело обстояло сложнее, как я не старался- не смог найти нужный в Basic Part, и в итоге рассудил, что я могу потратить 10 минут и впаять десяток другой диодов самостоятельно. Осталось решить, стоит ли устанавливать IR4427. В данном проекте это самая дорогая микросхема, которая значительно повлияет на конечную стоимость. Так как у меня к тому же есть в наличии около 50 штук IR4427, я отказался от их установки на производстве.

В итоге, подходим к завершению работы, нажимаем NEXT и выходим в итоговое окно заказа:

Окно с внешним видом платы интерактивное, можно перемещать и увеличивать внешний вид. На нем проверяем правильность установки микросхем и элементов, полярность которых имеет значение. Слева так же можно видеть текущую стоимость выполнения заказа. 27,39 доллара. Если все ок — нажимаем SAVE TO CART и задание попадает в корзину. С этого момента можно редактировать только количество плат в заказе.

Вот так, достаточно просто и быстро можно заказать автоматический монтаж мелочеки на платы. Конечно, данный сервис не является идеальным, иногда на плотном монтаже видны следы ручной коррекции, не все полностью идеально, однако это сполна компенсируется привлекательной стоимостью и значительной экономией времени.

P.S. Пайка выполняется методом оплавления в печи, паяльная паста наносится дозатором (не через трафарет), паяется по технологии lead-free пайки. Паяльная паста наносится только на площадки, на которые будут устанавливаться элементы.

*** Прошло 3 недели и я получил свои платы.

Источник

Изготовление плат при помощи фоторезиста

Методические указания для себя.

Подготовка шаблона

Схему рисуем в DipTrace Schematic. Предварительное размещение и размер платы — DipTrace PCB Layout.

В DipTrace PCB Layout: Для односторонних плат — выбор автотрассировщика: Grid Router. Параметры автотрассировщика: «Количество слоёв» = 1; отключить «Использовать все доступные слои»; включить «Использовать перемычки». Черновик экспортируем в формат «P-CAD ASCII».

Импортируем pcb-файл в Topor. Включаем отображение слоя «TopSilk».
Настройка > Параметры дизайна > Автотрассировка > Параметры — Выбираем «Однослойная трассировка (верхний слой не трассировочный)». Также можно в «Назначении цепей на слои» перенести все цепи в «Bottom».
В Параметрах дизайна > Ограничения — задать ширину проводников и зазоры.

Трассируем «Топором». Если времени мало, он может штук пять дорожек провести между выводами одного небольшого конденсатора. На качественную трассировку уходит от 30-60 минут, в зависимости от сложности схемы и производительности компьютера. Результат экспортируем в «P-CAD 2006 ASCII».

Открываем плату DipTrace PCB Layout. Причёсываем.

Печатаем на плёнке для струйных принтеров. Чтобы принтер увидел плёнку, снизу наклеиваем малярный скотч, вдоль всего края, который ближе к головке. В лоток под плёнку можно подложить лист обычной бумаги.
Настройки принтера: Носитель — Epson Matte, качество — «Наивысшее фото», отключить высокую скорость.

Читайте также:  Как сделать косички быстро

В окне вывода на печать DipTrace PCB Layout: Отключить вывод «связей» и «маркировку». Включить «негатив». Зеркалить не нужно.

Накатка

Заготовку почистить Пемолюксом или Кометом. Если надо — два раза. Высушить. Не лапать. Можно протереть спиртом.
Ламинатор прогреть до 100-110 °C. Перед ламинатором можно положить книги, чтобы сделать ровную площадку. Кожух и выходную рамку снять.

Фоторезист вырезать с запасом: по ширине +2 см, по длине +4 см. Снять нижнюю тонкую защитную плёнку, отделив иглой. Передний край приклеить к листу офисной бумаги скотчем. К заднему краю приклеить «ручки-уши». По мере продвижения заготовки обеспечить прилегание фоторезиста к верхнему катку, чтобы он немного прогрелся до прижима к текстолиту.

Экспонирование

Лампа на светодиодах. 2.4 х 3 = 7.2 Вт, 12 В, 370 нм. Площадь радиатора — 200 см кв.
Под заготовку — махровую салфетку. Стекло достаточно прижать двумя пивными бокалами с водой.

Фоторезист: Ordyl Alpha 350. Засветка с расстояния 165 мм в течение 8 минут. Перед проявкой подержать заготовку в темноте 5-10 минут. При данном процессе допустимая минимальная ширина проводника — 0.15 мм.

Проявка

Снять верхнюю защитную плёнку с фоторезиста.

Раствор: кальцинированная сода 3 г (чайная ложка без горки) + вода 280 мл (полный стакан). Погрузить заготовку рисунком вверх, мочить три минуты, гоняя волну. Никаких кисточек! Промыть под несильной струёй холодной воды. Погрузить ещё на минуту, промыть. Ещё на минуту, промыть. Проявитель сохранить.

Есть мнение, что повторная засветка после проявки делает фоторезист прочнее (продолжительность 16 минут).

Травление

Раствор: перекись водорода 100 мл, лимонная кислота 30 г, соль — пол чайной ложки. Этого количества хватит на 100 см кв. при температуре 25-28 °C.

Погружаем лицом вниз, гоняем волну 40-60 мин. Первые 20-30 минут можно не гонять.

После травления промыть, поместить в проявитель на 1-2 часа. Если спешим, можно прокипятить 5 минут.

Источник

Разработка печатной платы в САПР DipTrace (стр. 6 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7

Рис.38 — Установка связи.

Щелкаем левой кнопки мыши по выводу и соединяем его с выводом другого элемента.

3.1.5. Межстраничный переход

Межстраничный переход используется в случае, когда схему для удобства необходимо разбить на несколько частей либо количество выводов на листе превышает установленный лимит[1]. Каждая отдельная секция будет располагаться на своем листе, и соединяться вместе будут при помощи «порта».

Допустим, была построена схема, изображенная на рис.39.

Рис. 39 — Схема 1 на листе 1.

Добавляем второй лист, выбирая «Правка/ Добавить лист». Теперь на новом листе с названием «Лист 2» строим другую схему (схема 2), которую в будущем объединим со схемой 1.

Рис. 40 — Схема 2 на листе 2.

На панели сверху щелкаем символ «Межстраничный переход» («Объекты/Схема/Межстраничный переход») и устанавливаем его на листе 2 (он должен иметь имя «Port 0») и на листе 1(«Port 1»). Соединяем межстраничные переходы с шинами: выбираем «Установка шины» и проводим связь между «портом» и шиной. На листе 1 переименовываем «Port 1» в «Port 0», чтобы межстраничные переходы имели одинаковые названия (обозначения межстраничных переходов меняются так же, как и обозначения сетей). Вы увидите, что точка соединения изменила цвет на зеленый. Это говорит о том, что текущий межстраничный переход связан с другим переходом.

Межстраничный переход Табл.2

Возможно соединение более двух межстраничных переходов.

3.1.6. Создание компонента

Для создания нового компонента используем Редактор компонентов DipTrace: «Пуск/Все программы/Редактор компонентов». После запуска программы в правой верхней части окна появляется меню «Свойства компонента». На панели можно задать «Тип компонента» («Произвольный», «Прямоугольник», «Микросхема»), «Тип секции» («Нормальная», «Питание и земля», «Порт») и «Секцию». Но здесь мы ничего менять не будем и закроем окно.

Основной задачей является создание модели микросхемы ППЗУ 32×8 с однократным программированием. С помощью электронного ресурса «Справочник по стандартным цифровым ТТЛ микросхемам» определим, как примерно должен выглядеть компонент данного типа.

Рис.41 — Микросхема К155РЕ3.

Чтобы не проектировать новый элемент, не привязывать к нему корпус, возьмем уже имеющийся в библиотеке, похожий на наш, и изменим его символ. Подходящим компонентом оказался 54AC11245FK из библиотеки TI. eli. Откроем его символ в рабочей области программы: «Компонент/Вставить из библиотеки…». Выбираем библиотеку TI. eli и ищем необходимый нам элемент, щелкаем по нему и нажимаем кнопку «Вставить». Начало координат автоматически разместиться в середине символа. Их можно убрать, нажав «F1».

Левой кнопкой мыши выделяем вывод и удаляем его, так как нужно оставить всего 6 выводов с левой стороны, вместо 10. Такую же операцию проделываем с выводами «А6», «А7» и «А8». Оставшиеся «ножки» переименуем в соответствии с символом элемента, изображенного на рис.41. Для этого щелкаем правой кнопкой мыши по выводу, выбираем строку «Имя вывода» и вводи новое обозначение.

Читайте также:  Как сделать треде ручку

Рис.42 — Изменение имени вывода.

В результате все проделанных изменений должен получиться символ элемента, как показано на рис.42.

Рис. 43 — Заготовка для элемента К155РЕ3.

Теперь сохраним получившийся символ: «Библиотека/Сохранить», в диалоговом окне вводим название компонента «SN74188N», комментарии не оставляем, переходим к следующему этапу и там вводим название библиотеки, в который будет храниться наш элемент. Чтобы проверить привязку к корпусу, выбираем «Компонент/Привязка к корпусу». Здесь видим, как осуществляется привязка, и какой корпус был использован в данном случае.

Компонент готов и содержит и символ схемотехники и корпус для РСВ.

Рис. 44 — Привязка к корпусу элемента SN74188N.

3.1.7. Проверка связей

После завершения построения схемы в DipTrace Schematic, проверим ее на наличие ошибок. Для этого пройдем по ссылке «Проверка/Правила связи выводов». В диалоговом окне можно задать правила выявления несовместимых выводов, обозначив соответствующий квадратик желтым или красным цветом. В соответствии с этой таблицей будут выводиться сообщения об ошибке «Тип выводов».

Рис. 45 — Правила связи выводов.

Попробуем имитировать ошибку «Тип выводов».Для этого поместим на рабочую область программы DipTrace Schematic два элемента и соединим выход одного, с выходом другого, что проверит работу программы. Запускаем проверку, нажав «Проверка/Проверка связей ERC». В результате появляется окно, где указана ошибка связи «Тип связи».

Рис.46 — Ошибка связей «Тип выводов».

Из рисунка видно, что в окне указан тип ошибки, элементы, связь между которыми была неправильно установлена, и выводы элементов. Двойной щелчок по строке левой кнопки мыши позволяет локализовать ошибку, что удобно при построении больших схем: выделяется связь, выводы подсвечиваются красным цветом.

Тип ошибки «Несоединенные» проверяет не подсоединенные выводы элементов; «Только один вывод» — проверяет сети, подсоединенные только к одному выводу (рис. 45.), «Короткое замыкание» — проверяет связи питания и земли на наличие замыканий.

Рис.47 — Тип ошибки «Один вывод».

В диалоговом окне, изображенном на рис. 43 можно задавать тип ошибок, по которым будет проходить проверка схемы, отмечая напротив галочкой.

Если на схеме в результате проверки ошибок не будет обнаружено, то появится сообщение «Ошибок не найдено».

Рис. 48 — Проверка связей на ошибки.

3.2.Разработка печатных плат в DipTrace PCB Layout

3.2.1. Размещение корпусов в PCB Layout

После того, как проверка ERC прошла успешно, преобразуем схему в печатную плату — «Файл/Преобразовать в печатную плату». Запускается программа PCB Layout, где будут размещены корпуса элементов в соответствии с той принципиальной схемой, которая была построена в Schematic.

В программе PСB Layout также можно менять цветовые настройки. Для этого заходим «Вид/Цветовые установки» и выбираем цвет фона.

Компоненты можно передвигать, нажав левой кнопкой мыши по нему и не отпуская, перетаскивать в другую область (с помощью клавиши «пробел» или «R» происходит вращение). Таким образом, добиваются кратчайших связей между символами и уменьшения помех (пересечения связей).

Чтобы обозначить корпуса на схеме, выбираем «Вид/Надписи корпусов/Основные/Метки». Названия элементов теперь будут отражаться, но если расположение не устраивает, то нажав последовательно «Вид/Надписи корпусов/Основные/Выравнивание» можно изменить его [4].

Рис. 49 — Корпуса элементов принципиальной схемы.

3.2.2. Подготовка схемы к трассировке

Когда элементы уже перемещены и схема занимает минимум пространства, начинаем оптимизировать ее и подготавливать к трассировке. Чтобы уменьшить количество связей (оптимизировать), выбираем «Вид/Связи/Оптимизировать». После этого не которые связи уйдут, но большинство все-таки останется. Данная функция удобна при ручной трассировке, которую мы использовать не будем, так как она достаточно сложна и трудоемка.

В большинстве случаев строго задаются границы платы, не смотря на то, что при автотрассировке граница выбирается программой самостоятельно. Поэтому заходим «Трассировка/Границы платы» либо соответствующая кнопка на панели.

Рис. 50 — Границы платы.

Граница строится в виде полигона, каждый щелчок левой кнопки мыши означает угол фигуры, правой кнопкой – последняя точка.

Рис.51 — Расстановка границы печатной платы.

Граница платы также возможно задавать, прописывая координаты вершин. Для этого выбираем «Трассировка/Координаты вершин». В диалоговом окне будут отражаться значения вершин, уже построенного полигона, либо необходимо их задать вручную, если границы платы еще не были определены.

Рис. 52 — Координаты вершин платы.

3.2.3. Автоматическая трассировка

Перед тем, как развести связи, зададим настройки автотрассировки: «Трассировка/ Параметры автотрассировки». В диалоговом окне, нажав кнопку «…» около надписи «Grid Router» в поле «Автонастройка» выбираем «Нормальная». Таким образом, мы изменяем качество трассировки: чем дольше она проходит, тем лучше будет разведена плата, но в нашем случае это оптимальное решение. На закладке «Построение трасс» убираем галочку напротив «Использовать все доступные слои». Теперь в пункте «Количество слоев» обозначено, что применять программа будет только 2.

Источник

Поделиться с друзьями
Ответ и точка