Что такое PCB – расшифровка сокращение и использование
«PCB» встречается в литературе, посвященной электронной и компьютерной тематике. Является узкоспециализированным термином и имеет двойное значение в зависимости от сферы ее применения.
Расшифровка термина
PCB расшифровывается, как «printed circuit board», что означает «печатная плата». Это обычная плата, которая есть в любом электронном устройстве. На ней разведены по схеме дорожки, но не установлены детали.
Есть вариант написания PCBA. Это тоже плата, но уже в сборе, на что указывает буква «A» — Assembly, то есть «сборочная». На изделии установлены все детали, и оно готово к установке в электронное устройство.
Также существуют файлы формата PCB. Они связаны с платами, полное их название «Printed Circuit Board Design File». Это специализированные файлы, относятся к текстовому формату. При их помощи происходит создание и сохранение схемы, которая потом отпечатывается на плате.
Формат используется радиолюбителями, инженерами в области электроники. Многие новые программы, создающие радиоэлектронные схемы, перестали использовать файлы с таким расширением. Но существует несколько известных приложений, которые поддерживают данный формат.
Используемые программы
Чаще всего PCB-файлы ассоциируются с приложением ExpressPCB, однако и другие утилиты нередко используют для просмотра этого формата.
ExpressPCB
Программа легка в изучении, имеет понятный интерфейс. ExpressPCB была разработана в США небольшой компанией Engineering Express. Является бесплатно распространяемым ПО. Рабочий стол ExpressPCB выглядит стандартно и не перегружен кнопками.
С ее помощью возможно создать вручную двухслойную — сверху и снизу подложки, печатную плату. На плату можно установить, как DIP-компоненты, так и штырьковые.
После нажатия на пункт Сomponent, выпадет вкладка, в которой есть библиотека простых компонентов — Component Manager.
Возможна проверка правильности соединения деталей, путем задания подсветки несоединенных контактов. Детали в библиотеке пронумерованы, поэтому их проще искать и покупать. Существует пункт «Snap to grid», который помогает правильно разместить компоненты на схеме.
После окончания составления схемы, можно узнать стоимость получившегося блока и отправить заказ на изготовление.
К положительным сторонам приложения можно отнести:
ExpressPCB рекомендуется использовать начинающим радиолюбителям для приобретения опыта.
Eagle Autodesk
Еще одна программа для построения схем, работает со стандартом PCB. Eagle Autodesk имеет больше возможностей, однако, является условно-бесплатной. Расшифровывается «Eagle» следующим образом: «Easily Applicable Graphical Layout Editor», что переводится, как «Легко применимый редактор графических макетов».
В программе существуют 3 подхода к черчению схем:
Программа имеет еще большую базу элементов с их описанием. Можно использовать внешний трассировщик для проверки расположения элементов на плате. Также возможен перевод файлов в другой формат.
Приложение функционирует в трех форматах: professional, standard и light. Первые 2 платные, последний — бесплатный. Для бесплатной версии существуют ограничения:
К достоинствам программы можно отнести следующие характеристики:
Приложение поддерживает только английский язык, но можно скачать неофициальные русификаторы.
McCAD
Это полностью платное приложение, имеющее мощный комплекс для начертания и проверки схем.
McCAD состоит из нескольких модулей:
К достоинствам приложения можно отнести мощный функционал, позволяющий изготавливать платы любой сложности.
PCB Creator
PCB Creator также имеет модульную конструкцию. Имеет дружественный интерфейс при мощном функционале.
Содержит в своей библиотеке более 100 тыс. элементов. Может импортировать схемы, диаграммы, библиотеки из других аналогичных приложений. Также можно произвести экспорт модели.
Многие новые программы для начертания электронных схем отказываются от использования PCB-файлов. Однако наиболее знаменитые и эффективные сохраняют возможность поддержки данного формата.
7 правил проектирования печатных плат
Приветствую! В процессе обсуждения статьи товарища KSVl была озвучена необходимость небольшого пособия по проектированию печатных плат. Очень часто на хабре я вижу статьи в стиле «5 правил оформления кода» или «5 шагов к успешному проекту», то есть очень удобные собрания тезисов по определенной теме. К сожалению подобных статей по разработке электроники мало и это плохо…
Я обещал пользователю KSVl и некоторым другим читателям, статью с базовыми принципами проектирования печатных плат (ПП), так же приглашаю к ознакомлению всех любителей попаять за чашечкой кофе!
Пролог
Все описанные в статье правила, являются самыми базовыми и ориентированы исключительно на совсем начинающих разработчиков для которых электроника просто хобби. Сразу хочу отметить, что данная статья не претендует на абсолютную истину и все объяснения даны в вольной форме.
Наверняка найдутся люди, которые скажут: «Да и так ведь работает, зачем что-то менять?». И вот тут увы, я не готов тратить силы и переубеждать вас. Одни хотят все делать хорошо, качественно и надежно, другим же не дано понять этого желания.
Источники информации на которых базируются описанные в статье правила:
Правило №1 — Ширина проводника
Ошибка — очень часто начинающие разработчики используют ту ширину проводников (дорожек), которая стоит по умолчанию в используемой САПР. В упомянутой ранее статье, автор использовал EasyEDA и там базовое значение ширины стоит 6 mils, то есть около 0.15 мм. Данная ширина проводников использована практически везде и это плохо, ибо ведет к ряду проблем.
Проблема №1 — падение напряжения. Все мы помни закон Ома из которого следует, что чем меньше площадь сечения проводника, тем больше его сопротивление. Чем больше сопротивление проводника, тем больше на нем упадет напряжение.
Проблема №2 — нагрев проводника. Тут все тот же закон Ома, мощность выделяемая на проводнике пропорциональна его сопротивлению, то есть чем больше сопротивление, тем больше тепла выделится на проводнике. Дорогу 0.15 мм ток в 5-10А легко испарит.
Проблема №3 — паразитная индуктивность. Этот момент к базовым вряд ли уже относится, но знать про него надо. Чем меньше сечение проводника, тем больше его индуктивность. То есть любой проводник на самом деле не просто «кусок меди», это составной компонент из активного сопротивления, индуктивности и паразитной емкости. Если эти параметры слишком высоки, то они начинают негативно отражаться на работе схемы. Чаще они проявляются частотах больше 10 МГц, например, при работе с SPI.
Проблема №4 — низкая механическая прочность. Думаю не надо объяснять, что дорожка шириной 2 мм более прочно прикреплена к текстолитовой основе, чем дорожка 0.15 мм. Ради интереса возьмите заводскую ненужную плату и поковыряйте ее.
Решение — используйте максимально возможную ширину проводников. Если проводник можно провести с шириной 0.6 мм, то это лучше, чем провести его шириной 0.15 мм.
1) Плохо
2) Хорошо
Правило №2 — Подключение к выводам
Под выводами подразумевается контактная площадка компонента (pad), переходные отверстия (via) и прочие объекты, которые на плате мы соединяем с помощью проводников (дорожек).
Ошибка — бывают две крайности. В одной, разработчик совершает ошибку из правила №1 и подключает дорожку 0.15 мм к выводу smd резистора 1206. В другом случае наоборот, использует проводник ширина которого равна ширине контактной площадки. Оба варианта плохие.
Проблема №1 — низкая механическая прочность. При нескольких попытках перепайки компонента, площадка или дорожка просто отслоятся от текстолитовой основы печатной платы.
Проблема №2 — технологические проблемы с монтажом платы. Хотя это станет проблемой, если вы начнете заказывать в Китае не только платы, но и сборку. Вам конечно соберут, но % брака вырастает.
Решение — ширина проводника, подключаемого к контактной площадке, должна составлять примерно 80% от ширины этой площадки.
Размер площадки конденсатора 1206 в данном случае составляет 1.6 х 1 мм. Соответственно для подведения сигнала снизу используется дорожка равная 80% от ширины площадки, то есть 0.8 мм (80% от 1 мм). Для подведения сигнала справа используется дорожка толщиной 1.2 мм (примерно 80% от 1.6 мм). Ширина площадки у микросхемы в корпусе SOIC-8 равна 0.6 мм, поэтому подводить нужно сигнал с помощью дорожки около 0.5 мм.
Стоит понимать, что данный вариант является идеальным. Переход из 1.2 мм в 0.5 мм вам наверняка не понравится — лишняя возня. Его можно избежать. Для этого обычно принимают ширину дорожки относительно минимального pad-а (площадки), то есть в данном случае можно сделать вот так:
Как видите, я выбрал ширину проводника по минимальной площадке, то есть по площадке вывода микросхемы в корпусе SOIC-8. Такой упрощение допустимо, но его стоит применять с умом.
Правило №3 — Цепи питания
Теперь рассмотрим случай, когда упрощение в отношение правила №2 просто недопустимо, а именно — проектирование цепей питания. Данной правило опирается на два предыдущих и является частным, но пожалуй самым критичным случаем.
Ошибка — пренебрежение правилами №1 и №2 при проектирование цепей питания.
Проблема №1 — на выходе вашего стабилизатора напряжения строго +3.3В. Вы включаете устройство и наблюдаете, что микросхема ведет себя неадекватно, АЦП измеряет не точно и периодически выключается. Вы измеряете напряжение на ногах потребителя (микросхемы) и обнаруживаете вместо +3.3В всего лишь +2.6В.
Проблема №2 — ваш DC-DC преобразователь не запускается, либо на выходе имеет большие пульсации.
Проблема №3 — в попытках найти неисправность, вы ставите щуп осциллографа на линию +3.3В и обнаруживаете там вместо постоянного напряжения какие-то страшные пульсации и помехи.
Решение — соблюдаем особо строго и фанатично правила №1 и №2. Дорожки максимально широкие. Питание должно приходить на микросхему через керамический конденсатор, который по возможности ставят ближе к выводу этой микросхемы.
Что я сделал чтобы стало хорошо:
1) Дорожка питания VCC3V3 теперь подходит не в обход конденсатора, а через него. То есть сначала на конденсатор, а затем уже на вывод микросхемы
2) Переходное отверстие (via) я использовал размером 1.2/0.6 мм. Да, согласно требованиям для 4 класса точности (стандартного), я могу использовать переходное отверстие размером 0.7/0.3 мм, но делать этого не стал и применил более габаритный переход. Это позволило уменьшить его сопротивление и пропустить больший ток
3) Шина питания, которая приходит от стабилизатора у меня теперь не 0.3 мм, а 2 мм! Не бойтесь делать широкие проводники. Такой подход минимизирует падение напряжения в цепи и уменьшит индуктивность проводника
Правило №4 — Земля
О влияние качества проектирование земляной шины (GND) можно говорить вечно, но любой разговор сводится к простой сути: стабильно и работоспособность устройства в наибольшей степени зависит именно от проектирование земли. Данная проблема очень объемная и требует глубокого изучения, поэтому я дам самые базовые рекомендации.
Ошибка — трассировка цепи GND (земли) обычным проводником, да еще и минимальной ширины. Это просто к-к-к-комбо!
Проблема №1 — нестабильность работы устройства и сильные помехи в цепях, особенно в цепях питания.
Проблема №2 — нагрев и часто обрыв тонкого проводника, т.к. в нем действует большой ток.
Решение — использовать полигон для разводки цепи GND, а в идеале отдельный слой, который полностью выделен для данной цепи, например, нижний слой.
Как видите, вместо обычного проводника я применил заливку сплошным полигоном. Такое решение обеспечило мне огромную площадь сечения, ведь полигон это просто очень большой проводник. Только иногда такое решение имеет недостаток, например, когда плотность монтажа высокая и другие проводники разрывают сплошной полигон, как тут цепи LED1..3 разрывают кратчайший путь между выводом микросхемы и конденсатора (GND):
Тут нам поможет, упомянутый ранее, отдельный слой GND. В двухслойной плате в идеале под него выделить нижний слой, а в многослойной плате — один из внутренних слоев:
Таким образом мы восстановили кратчайший путь для тока по цепи GND, а помог в данном случае нижний слой (синий цвет), который из себя полностью представляет земляной полигон. Переходные отверстия (via) около контактных площадок обеспечили для них максимально короткое соединение с нижним слоем земли.
Конечно это идеальный случай и иногда не получится его реализовать без удорожания платы, поэтому тут решение за вами. Порой «супер» надежность и не нужна, тут важно найти для своей задачи золотую середину между стоимостью и качеством.
Правило №5 — Ширина зазора
Минимальное значение зазора между медными проводниками на печатной плате, нам диктуют технологические требования. Для 4-го (стандартного) класса значение составляет 0.15/0.15 мм или 6/6 mils. Максимальная ширина ограничена лишь вашей фантазией, габаритами платы и здравым смыслом.
Ошибка — зазор недостаточно большой, обычно оставляют значение по умолчанию около 0.15 мм.
Проблема №1 — электрический пробой. Короткое замыкание возникает, когда 2 проводника с разным потенциалом замыкают, например, металлическим предметом и ток резко возрастает. К сожалению идеальных диэлектрических материалов не бывает и в какой-то момент любой материал начинает проводить ток. Пример тому — изоляторы на ЛЭП, иногда и их пробивает. Данное явление происходит, когда превышено значение критического напряжения пробоя. По этой же причине и стеклотекстолит, являющийся основной большинства печатных плат, в какой-то момент может начать пропускать ток.
Решение — увеличение расстояния между проводниками. Напряжение пробоя зависит от типа материала и от толщины/ширины изолятора. В случае печатных плат — расстояние (зазор) между проводниками как раз является тем параметром, который влияет на критического значение напряжения пробоя. Чем больше расстояние между проводниками, тем большее напряжение необходимо чтобы пробить его.
Так же хочется сказать, что пробой по стеклотекстолиту не всегда самая актуальная проблема. Воздух, который окружает плату, тоже является диэлектриком, но при определенных условиях становится проводником, вспомните грозу. Воздушный электрический пробой большая проблема в электронике, особенно если учитывать, что воздух может быть сухой, а может и иметь влажность 90-100%, например, в тропиках или на Севере.
Условимся, что в данном примере есть 3 проводника: выпрямленное сетевое напряжение +310В, низковольтная линия питания для микроконтроллера +3.3В и шина земли (GND).
Почему 0.3 мм плохо, а 0.8 мм уже хорошо спросите вы и в качестве ответа приведу вам 2 источника:
1) Обычные физика и электротехника. Данные в них разнятся из-за различных методик измерений и прочего, но наиболее реалистичная цифра для сухого воздуха составляет 2 кВ/мм. Тут многие испугаются цифры и подумают: «У меня же нет таких напряжений» и это будет ошибкой. Данное значение характерно лишь для сухого воздуха, который встретить в реальных условиях удается редко. И тут цифры уже куда скромнее, например, при влажности 100% напряжение пробоя воздуха составляет всего 250 В/мм! А еще на значение напряжения пробоя влияет запыленность воздуха и платы, а так же атмосферное давление (кривая и закон Пашена).
2) Стандарт IPC-2221, ссылку на который я давал в начале. Интересует нас таблица 6-1, которая выглядит вот так:
Как видите в таблице для большое количество значений даже для нашего конкретного случая 301-500В. Если посмотрим, то увидим значение 0.25 мм для закрытых проводников на внутренних слоях, то есть в «идеальных» условиях без доступа пыли, грязи и влаги. Если устройство будет работать где-то в горах и проводник находится на внешних слоях (все проводники в случае 2-х слойной платы) на высоте до 3000 метров, то там минимальный зазор уже 2,5 мм, то есть в 10 раза больше. Если же мы эксплуатируем устройство на большей высоте, то зазор необходим уже в 12.5 мм! Стоит сделать замечание — такой большой зазор требуется если наша плата не покрыта защитными составами, например, лаком или компаундом. Как только появляется защитное покрытие, то мы видим уже более адекватные значения: 0.8 и 1.5 мм.
Поэтому в «хорошем» примере по мимо обеспечения зазора 0.8 мм, необходимо так же покрыть плату защитных составом, например, лаком после завершения монтажа устройства, его отмывки и сушки. В противном случае необходимо увеличить зазор!
Правило №6 — Гальванический зазор
Ошибка — приравнивание диэлектрического зазора к гальваническому. По сути они очень похожи, но по требованиям все строже, когда дело доходит до гальванической развязки. Ярким случаем является развязка схемы управления и силовой части с помощью реле или оптрона, когда зазор между развязанными сторонами выбирается так же 0.8 или 1,5 мм.
Проблема №1 — пробой изоляции, выход из строя системы управления и прочего дорогого оборудования.
Решение — увеличение порога электрического пробоя. Стандартными значениями обычно являются напряжения 1,5 кВ, 2,5 кВ и 4 кВ. Если ваше устройство работает с сетевым напряжением, но человек напрямую с ним не взаимодействует, то напряжение развязки в 1,5 кВ будет достаточным. Если предполагается взаимодействие человека с устройством, например, через кнопки и прочие органы управления, то рекомендую применить изоляцию с напряжением 2,5 кВ и более.
Что плохого спросите вы, ведь зазоры на плате есть, их можно сделать и 1,5 мм. Дело в том, что даже если сделать зазор 2 мм, то этого будет недостаточным для обеспечения изоляции. Самым «слабым» местом должно быть расстояние между выводами управления реле (1-2) и выводами силовыми (3-8). Так же надо учитывать, что пробой может быть не только между проводниками на одном слое, но и на разных — насквозь плату через стеклотекстолит.
Что было сделано для улучшения ситуации:
а) Появилась четкая граница между низковольтной и высоковольтной частью. Теперь проводник +3.3В не проходит в высоковольтной области +310В, полигон GND не выходит за границу низковольтной часть, соответственно и пробоя не будет. Так же в зоне/границе гальванической развязки не должно быть вообще ничего.
б) Изолирующая зона освобождена от паяльной маски. Маска — тоже слабое место и в зависимости от качества ее пробьет раньше, чем стеклотекстолит. Это делать не обязательно в общем случае, но если с устройством взаимодействуют люди, то настоятельно рекомендую.
в) Как я выше писал, слабое место — расстояние между управляющими и силовыми выводами реле. Везде я смог сделать изолирующую зону 4 мм, а тут только 2.5 мм. От маски мы очистили, от проводников тоже и единственное через что может произойти пробой по плате — стеклотекстолит. Поэтому убираем и его, я сделал вырез под реле шириной 2.5 мм и убрал весть текстолит между выводами. Данная операция тоже не обязательна, но существенно повышает надежность и безопасность вашего устройства.
Правило №7 — Переходные отверстия
Ошибка — очень часто наблюдаю картину, когда на 2-х слойной печатной плате для того, чтобы соединить 2 контактные площадки, использую 3..4… или даже 5 переходных отверстий.
Проблема №1 — переходных отверстий (via) становится слишком много на плате и это ограничивает место под проводники, что приводит к удлинению цепей, а следовательно и к увеличению их сопротивления. Уменьшает устойчивость цепей и сигналов к помехам.
Решение — используйте минимальное количество переходных отверстий: если вам нужно соединить 2 контакта на разных слоях, то не используйте более 1-го переходного отверстия. Если 2 контакта находятся на одном слое и вы не можете соединить их напрямую, то используйте максимум 2 переходных отверстия. Если вам нужно больше переходов для соединения, то что-то вы делаете не так — тренируйте логику и переразводите участок платы, который привел к проблеме.
Для соединения использовано минимальное количество переходных отверстий (via), что дает больше свободного места для других проводников и обеспечивает минимальные паразитные параметры проводника.
Несколько общих советов
Заключение
Надеюсь данная статья станет полезной для начинающих электронщиков и избавит их хотя бы от самых простых ошибок. Думаю не мало людей в данных правилах увидят и свои недочеты, но не стоит от этого правила слепо копировать. Всегда думайте головой и ищите лучший вариант, иногда и 4 переходных отверстия для 1-й цепи допустимы, если это позволяет вам улучшить конечный результат.
Те, кому данного материала мало — предлагаю ознакомиться со стандартами IPC по диагонали, сильно вчитываться смысла нет, а так же прочитать начальный курс «черной магии» от Говарда Джонса. В ней разобраны и физические принципы проектирования, а так же приводится множество рекомендаций по проектированию стандартных цепей и интерфейсов. Это раньше высокоскоростные цифровые цепи были чем-то магическим и возвышенным, но сегодня на дворе 2018 и с ними сталкиваются даже совсем новички, например, при подключение датчиков и памяти по SPI или дисплеев.
Электроника для всех
Блог о электронике
Изготовление плат в PcbWay
Несколько месяцев назад написали мне товарищи из PcbWay, мол а напишите про нас, а? Ну напишите, мы очень просим. А давайте сотрудничать? Ну дааваайте. И все в таком духе. Спамили наверное несколько дней меня. В общем я кого попало не пиарю и попросил мне что-нибудь сделать на пробу. А там я напишу обзор на ваш сервис как есть, по факту.
Окей, сказали они, кидайте гербер и говорите сколько плат надо. Ну я им и скормил один из текущих проектов. Они сделали. Все получилось в лучшем виде, собственно, чего еще ожидать от страны где делается наверное 99% печатных плат. А обзор я так и не написал, не до него было, вроде как прокатил, нехорошо вышло.
Потом я у них платы и за свои деньги делал, удобно было с формой оплаты, обычно я в JLCPCB делаю, а тут надо было webmoney сбросить, а JLC их не принимают, потому сделал в PcbWay. Но о приколах с оплатой ниже будет. Ну и раз обещал, запилю таки обзор их сервиса, описав процесс заказа.
▌Заказ
Итак, надо нам печатную плату. Идем на www.pcbway.com и регистрируемся. Вообще регистрация вроде бы не обязательная, но в таких вещах крайне полезная. Т.к. позволяет держать под контролем все через личный кабинет, появляется история заказов и прочие радости.
На сайте у них полный визуальный хаос, аж глаз дергаться начинает. Но это не страшно, главное нажать в любую ссылку с надписью quote now, коих там предостаточно. И вас выбросит в меню заказа. Которое подозрительно напоминает такое же в JLC. Ну очень похоже, хотя может это просто стандарт уже такой. Во всяком случае не то днище в виде заполнения дебильных экселевских файлов которые так любят российские производители. Как вспомню так вздрогну 🙂
Рекомендую сразу ткнуть влева сверху на ссылку Quick-order PCB ⇒(only 1 min) и там можно сразу подгрузить гербер файл, по крайней мере не придется вручную вписывать размеры платы, они определятся автоматически. Остальное же остается таким же.
Параметр Board type предлагает выбрать в каком виде мы хотим платы. Порезанными на отдельные платы (Single pieces) или же в виде панелей под серийный монтаж. Там тоже два выбора, можно указать свой размер панелей (Panel by Customer) или оставить это на усмотрение производителя (Panel by PCBWay), что для меня выглядит странно. Кому вообще нужна панель от балды? Это же для автоматического монтажа. Там же надо выбрать как разделять платы на панели (Route Process). V-scaring это скрайбирование. Текстолит прорезается на половину глубины с обоих сторон. Легко ломается потом. Tab routed — это панель в которой платы выфрезерованы по кругу и держатся на язычках таких. Ну и комбинированный метод. Там же спрашивается разрешить ли брак в панели (X-out Allowance in Panel). Т.е. если какая то плата в панели не проходит электроконтроль, то бракуют всю панель или же оставляют бракованную, но перечеркивают битую плату крестом. Я обычно оставляю, удешевляет стоимость аж на 30%.
Different Design in Panel — спрашивают сколько разных плат в панели. Т.е. на одну панель можно нагрузить несколько разных плат, но это удорожает панель.
Size (panel) — размер панели. Определяется размером рабочей области вашего станка-расстановщика. Ну или того места где вы эту панель будете собирать. А дальше они уже сами вписывают туда платки. Для не панельной сборки тут указывается размер одной печатной платы — Size (single). Сбоку там есть подсказочка о том, что и как измерять.
Quantity (panel) — число панелей или, если речь идет о отдельных платках, число отдельных плат. Не путайте! А то закажете себе сто панелей вместо ста плат. Особенно если за чужие деньги 🙂
Layers — число слоев. Обычно подтягивается из гербер файлов автоматически.
Material — из чего плата. Тут на выбор классика FR-4 или алюминий.
FR4-TG — температура стеклования смолы текстолита. Определяет термические, а также некоторые химические свойства текстолита. А также то как меняется геометрия платы при формировании пакета слоев и отверждении смолы в процессе производства. Критично для прецизионных многослойных плат с микроскопическими дорожками. Чем выше, тем лучше: лучше держат нагрев, разные температурные стрессы. Но дороже.
Thickness — толщина текстолита.
Min Track/Spacing — минимальные зазоры/дорожки. Влияют на класс точности платы и стоимость.
Min Hole Size — минимальный размер отверстия. Тоже самое, влияет на класс точности и стоимость.
Solder Mask — цвет маски. Судя по всему на стоимость не влияет. Внезапно. Обычно «не зеленый» дороже. Видать у них такие масштабы, что пофигу.
Silkscreen — цвет шелкографии. Тут выбора немного. Черный или белый.
Gold fingers — золочение краевых разъемов. Вместо того, чтобы всю плату делать с покрытием иммерсионным золотом, можно позолоить только контакты разъемов. Это дешевле.
Surface Finish — покрытие платы. Тут стоит немного раскрыть тему:
HASL это обычное лужение, бывает свинцовым (with lead) и бессвинцовым (lead free). Плюсы у него — дешевизна, доступность. Легко ремонтируется (облуживается) если что.
Минусы — неровная поверхность (с горкой), что может быть критично для очень маленьких компонентов или с малым шагом выводов. Микрохсема может просто провалиться между бугорками лужения. Еще при таком лужении происходит термический шок у платы, что опять же в некоторых случаях может быть критичным.
OSP (Organic Solderability Preservative) — органическое покрытие. Что-то вроде лака-флюса. Он просто покрывает медь, не дает ей окисляться и помогает при пайке. Из плюсов: с ним у площадок плоская и ровная поверхность, можно паять любым припоем, хоть свинцовым хоть бессвинцовым. Минус — нежный, легко сцарапывается, короткий срок годности. Видимо влагу впитывает или еще как себя нехорошо ведет. В общем, это не то покрытие которое можно закинуть в ящик на пару лет и забыть.
Electroless Nickel Immersion (ENIG) — никель золоченое покрытие. Когда поверх меди кладут никель, а никель защищают золотом. В результате получается идеально плоское покрытие, лишенное недостатков OSP, но дорогое. Еще там есть такой прикол, как синдром черного пада. Звучит как пионерская страшилка. На деле же это скопление фосфора между слоями золота и никеля, в результате может быть растрескивание пайки. Ну и после перепайки весь этот пирог из слоев нарушается.
None(plain copper) ничем не покрывать. Не знаю зачем, но может быть кому-то полезно. Мало ли, датчики какие будут городит, где медь нужна.
Там же есть галочка «Tick means you accept we might change «HASL» to «ENIG» at our discretion without extra charge». Которая означает, что если вы не против, то они могут вам золотом бесплатно покрыть если это будет им удобней с точки зрения производства. Я всегда ставил, но ни разу в эту лотерею не выиграл. Эх…
Via Process — то как будут сделаны переходные отверстия, а точнее маска над ними. Tenting vias — это закрытые переходные, отверстия. Накрытые маской как тентом, от того и название такое. Ну, а Vias not Covered это открытые. Правда я не понял смысла этой опции, т.к. она все равно берется из гербер файла. И если у вас в герберах виасы закрыты, то и тут они будут закрыты, а если открыты, то за вас они их закрывать тоже не будут.
Finished Copper — толщина меди. Указывается в унциях на квадратный фут. Охренеть информативная величина, конечно. Мы же не сдавать его в приемку цветмета собрались. Но так принято. Расшифрую:
Extra pcb product number — чтобы там в своих заказах не запутаться они на платы наносят номера. Мееелкие мелкие. Куда сами захотят. Если вам это НЕ НАДО, дизайн и все такое, то можно этой галочкой запретить. Но будет чуть дороже, т.к. придется привлечь специально обученного китайца который будет ваш заказ пасти и опекать, а он тоже хочет кушац.
Half-cut/Castellated Holes — будут ли на плате полудырки. Это такие разрезанные пополам отверстия под пайку. Видели наверное на модулях по периметру платы. Как на ESPшке, например. Существенно накидывают цену.
С платой определились, переходим к трафарету для нанесения пасты. Его можно прям там же и родить. Имеет смысл если вы панелями заказываете. Сделают трафарет сразу под панель. Чтобы докинуть еще и трафарет надо включить галочку
Stencil type — тип с рамкой или без. На фотке-подсказке все вроде бы и так понятно. Зависит от того какое у вас оборудование для намазки пасты.
Size (mm) — размер листа. То же самое, не может быть меньше панели, а вот больше на раз два. Я как то лажанул, попутал и получил здоровенный лист жести в котором был прорезан трафарет для одной крошечной платки, сиротливо торчащей посреди этого холста. Ну и выбирается опять же под размер оборудования.
Stencil Side — трафареты каких сторон нужно. Верх, низ, верх+низ на одном трафарете или два разных для верха и низа. Все вроде очевидно.
Quantity — количество трафаретов.
Thickness — толщина. Собственно ей определяется сколько паяльной пасты в итоге будет на падах. Определяется минимальным падом. У меня под это дело сныканы две шпаргалки, которые я уже не помню где нашел:
Толщина трафарета для клея обычно 250µm.
Existing fiducials — разметка для позиционирования. Ее может не быть, тогда цельтесь как хотите, либо по рамке. Может быть прорезана лазером на половину толщины, т.е. гравировка (half lasered), а может и насквозь (lasered through).
Electropolishing — электрохимическая полировка торцов. После лазерной резки трафарета образуются заусенки и за них может цепляться паста. Т.е. снимаете вы трафарет, а значительная часть пасты на мелких падах ушла вместе с трафаретом. Вот полировка позволяет избежать этой засады. По опыту, до 0805 нафиг не нужна. Если мельче, то уже крайне хотелось бы. Но… 15 баксов это 15 баксов. И стоит ли переделать намаз пасты разок другой еще раз или нет? Тут думайте сами. Я обычно жадничаю, но у меня партии небольшие обычно 🙂
Там есть еще сборка, но про нее ничего не скажу, не пользовался.
▌Просмотр платы
Перед тем как кидать бабло неплохо бы посмотреть, а нас поняли вообще? Для на сайте есть смотрелка гербер файлов. Ссылка на нее в правом верхнем углу заказной анкеты: Online Gerber Viewer
Она не понимает RAR, зато понимает ZIP или можно кормить файлами по отдельности. Слои она распознает сама. Если поняла не так, то можно поправить. Правда я не понял прикола — она как бы сама по себе. Т.е. гербер файлы которые мы вгрузили в проект там не появляются. Это просто сама в себе смотрелка куда надо отдельно загрузить пакет файлов. Дичь какая то. Но смотрелка красивая, можно менять цвета, посмотреть в разных комбинациях.
▌Оплата
Вот тут самое интересное, чем меня этот сервис из зацепил. Они умеют жрать разные российские системы аля Яндекс.Деньги, Вебмани и прочий туземный трэшак, который у меня порой образуется. Причем делают это весьма оригинально. При попытке выбрать не традиционный пайпал, а что-то местечковое вам предлгают сходить на… алэкспресс и купить там слона. В смысле печатную плату. Т.е. вы через алиэкспресс «покупаете» абстрактную плату, закидывая нужное количество «дециметров» в корзину, чтобы получилась нужная сумма. А потом в комментариях указываете продавцу номер заказа в системе PcbWay, он подтверждает и окей. Система всратая, но рабочая. Еще на нее можно намазать какой-нибудь кэшбэк или партнерку. Вернув тем самым 5-10 процентов. Не говоря уже про то, что вас тут защищает еще и алиэкспресс от разных казусов с доставкой — всегда можно натянуть их на возврат через претензию. В общем, сплошные плюсы.
▌Сроки
Делают реально ОЧЕНЬ быстро. Сколько раз ни заказывал — буквально на следующий же день писали, что отправлено. Тот же JLCPCB ковыряется дольше, до пяти дней может делать. А тут 24 часа и полетели!
▌Доставка
Доставка как и везде.
Ну и теперь сами платы. О них писать особо и нечего — качество отличное. Придраться не к чему. Шелкография четкая, смещения маски относительно падов ровные. Лужение гладкое. Упаковка стандартные пакеты.
Ништяки вроде светодиодиков, ручек, магнитиков, линеек и прочей сувенирной шняги не дают 🙁
Спасибо. Вы потрясающие! Всего за месяц мы собрали нужную сумму в 500000 на хоккейную коробку для детского дома Аистенок. Из которых 125000+ было от вас, читателей EasyElectronics. Были даже переводы на 25000+ и просто поток платежей на 251 рубль. Это невероятно круто. Сейчас идет заключение договора и подготовка к строительству!
А я встрял на три года, как минимум, ежемесячной пахоты над статьями :)))))))))))) Спасибо вам за такой мощный пинок.
30 thoughts on “Изготовление плат в PcbWay”
Panel by PCBWay имеет смысл при заказе сборки у них же.
Некоторые цвета маски существенно дороже, хотя выбор действительно большой.
1 oz 3.5 mil (0.089 mm) — это у них так? Всегда же 1 oz это 35 мкм было.
Gold fingers не дешевле, а в разы дороже ENIG. При ENIG поверх никеля слой чистого золота в несколько атомов, мгновенно растворяется в припое при пайке, мягкое и легко стирается. При Gold fingers используется гальваническое покрытие, более толстое, причём обычно не чистым золотом а твёрдым золото-кобальтовым сплавом, такое покрытие не стирается с контактов разъёмов и печатных переключателей.
