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2020年4月14日火曜日

PIC32MX USBMSC USBメモリで音声再生7_レイアウトの手直しからガーバーファイルの出力


"PIC32MX USBMSC USBメモリで音声再生"の基板を、seeedのFusion PCBに発注しました。20200327

オートルータで配線を終えた後、気づいた点をいろいろといぢくり回して、結局かなりの部分に手を入れました。

備忘録としてメモを残します。
・PCBアートワークのグリッドはmm単位とする。
KiCADのPCBのアートワークのグリッドは、インチかメートル単位を選べるのですが、基本はメートル単位系でグリッドを指定して作業します。

・リード部品の取り付け寸法は、0.5mm単位とする。
リード線で取り付けるリード部品(抵抗やコンデンサなど)のフットプリントの寸法について、2.5mm単位で、フットプリントを作成しています。 単位系を出来るだけメートル系にそろえて、できるだけ0.5mm単位とし配線時の線のズレを少なくするようにしています。

・リード部品フットプリントのセンターは1番ピンとする。
フットプリントの配置位置を決める際に回転などを行うのですが、フットプリントの中心点を1番ピンにしておくと後々の部品の配置とルータ配線の収まり具合がよいです。
 例えばリード部品の抵抗など、フットプリントの大きさを2.5mmで作成した場合、センターを部品の中央とすると、両方の足まで 1.25mmとなってしまい、0.5mmとしたグリッドの位置との兼ね合いが上手くありません。

・スイッチ・コネクタ・ボリューム部品のセンターは部品の中心とする。
スイッチやコネクタなど、ケースに穴をあける必要がある部品は、フットプリントのセンターの位置は部品の中央にします。 このように指定することにより、ケースの穴あけ位置をmm単位でちょうど良い位置に指定できます。 

・GNDラインについて、線幅を細目に指定する。
今まで1.2mm幅の0.2mmクリアランスで配線していましたが、最後にベタパターンを入れて、パッドをサーマルスポークで接続すると、接続幅が広がってサーマルパターンが上手く機能しくなります。その為GNDの線幅は細く設定することにしました。 線幅を細くした分クリアランスを大目設定し、0.6mm幅の0.5mmクリアランスで配線するのが自分が行うデザインとして適当なようです。 ちなみにベタのサーマルパターンはサーマルクリアランス0.3mm、サーマルスポイーク幅0.3mmとしています。
  GND配線 ⇒ 0.6mm幅、0.5mmクリアランス
  サーマルパターン ⇒ サーマルクリアランス0.3mm、サーマルスポイーク幅0.3mm



・KiCADからガーバーファイルを出力する方法について、
発注先の Fusion PCB の下記サイトを参考にガーバーファイルを出力します。

 KiCADからガーバーファイルを出力する方法(Seeed)

※上記リンク先の説明とKiCADのバージョンが異なって若干迷ったので、実際に指定した箇所を下記に明記しておきます。

ガーバーファイル出力設定

ドリルファイル出力設定




・KiCADから出力したガーバーファイル名称を変更、
下記リンク先の注意点に従って、ドリルファイルの拡張子を.txt、外形ファイルの拡張子を.gmlに変更し、zip形式に圧縮します。

 ガーバーファイルを生成する方法(Seeed)

ドリルファイル .drl ⇒ .TXT


外形ファイル .gm1 ⇒ .GML


・こちら(FusionPCB)でガーバーファイルをアップロードした後、ガーバービューアーでアップロードしたデータに問題が無いか確認します。








・アップロードデータに問題なければ、基板の大きさなどを確認して、支払い手続きにすすみます。





・支払い方法、住所などを入力して、下記画面が出たら完了です。

2018年3月30日金曜日

2017年12月28日木曜日

UselessMachine002の設計(3) FusionPCBへの発注

Kicadでガーバー出力してFusionPCBに発注する手順です。
ちなみにFusionPCBはスイッチサイエンスさんの基盤発注と同じです。

PCBエディタの画面で、プロットをクリックします。(もしくは、メニューのファイル→プロット)




下記項目にチェックを入れ、製造ファイル出力をクリックします。
F.Cu / B.Cu / B.Silks / F.Silks / B.Mask / F.Mask / Edge.Cuts /
フットプリントの定義をプロット / フットプリントのリファレンスをプロット / Protelの拡張子を使用




次にドリルファイル生成します。製造ファイル出力のとなりのドリルファイルの生成ボタンをクリックし、ドリルファイル生成画面を表示し、下記項目にチェックを入れドリルファイルをクリックします。

mm / 小数点フォーマット / ガーバー / 絶対位置



出力したドリルファイルの拡張子を、.drlから .txt に変更します。




出力した外形ファイル(cuts)の拡張子を、.gm1から .gml に変更します。






出力した8つの全てのファイルをまとめて .zip ファイルに圧縮します。
※各ファイルの拡張子は、.txt .gbl .gbs .gbo .gml .gtl .gts .gto



FusionPCBへ基板のガーバーデータをアップロードし製造条件を指定します。 
FusionPCBのサイトをブラウザで開き、ガーバーファイルを追加のボタンをクリックし、先ほどの .zip ファイルをアップロードします。 その後ガーバービューワーを開いて、ガーバーファイルが正しくアップロード出来たかを確認します。 ガーバービューワーでは各レイヤ別に確認が出来るので、それぞれが正しく出来ているか確認できます。






ガーバービューワーから元の画面に戻り、製造条件を入力します。たいていの項目はデフォルトで問題ありませんが、寸法については注意して基板の大きさを指定する必要があります。


製造条件などの指定が終わったら、画面右側にある緑色の カートに追加 ボタンをクリックします。 その後、配送先住所、配送業者、支払い方法(カードまたはpaypalなど)を指定して発注を行います。 ※paypal がおすすめです。


最後に THANK YOU!! の画面が表示されれば基板の発注は完了です。


20171228+3.0h

2017年12月22日金曜日

UselessMachine002の設計(2) FreeRouting

UselessMachineNo.2の概算の配置図をもとに、制御基板の大きさを35mm×35mmに決めました。 この大きさに収まるように基盤の各部品を配置します。 残念ながら シリアル通信用のコネクタが基盤から溢れてしまいました。


シリアル通信はオプションでしたので、今回は取り外しました。

配線する前に、デザインルールで、POWER, GNDなどの配線を太くしておきます。それとLED駆動用の配線も念のため太くしました。

配線は自動配線の FreeRoutingを利用しています。 GIT HUB からZIP形式でダウンロードして適当な場所に解凍し、binariesフォルダにある、FreeRouting.exeを実行する事で自動配線します。
KicadのPCBエディタ画面で Freerouter のアイコンをクリックし、ポップアップした表示の一番上、DSNファイルへエクスポートをクリックします。


下記のように、適当な場所に .dsn ファイルをエクスポートします。

その後、FreeRouting.exe を起動して、先ほどエクスポートした .dsn ファイルを読み込みます。


読み込んだ後、自動配線する条件などをメニューのParameterで設定できますが、ここではデフォルトのまま自動配線します。

Autorouter のボタンをクリックして自動配線を開始します。


自動配線の様子

自動配線した結果は、メニューのFile → Export Specctra Session File とクリックして、.ses ファイルにエクスポートします。

KicadのPCBエディタに戻って自動配線した結果をKicadに取込ます。Freerouter のアイコンをクリックし、ポップアップした表示の一番下、SESファイルのインポートをクリックしてファイルを読み込みます。


以上で、自動配線の結果が反映されました。
自動配線の結果について、気になる箇所を手動で配線を引き直します。 
配線に問題ないようでしたら、グランドベタパターンを設定します。

メニューの配置→塗つぶしゾーンを選んで、塗りつぶす箇所を画面上でクリックすると導体ゾーンのプロパティが開きますので、塗りつぶすレイヤ、ネットを選択します。 
サーマルパターンについてですが、デフォルトのままだと若干ハンダ付がやりづらいので、クリアランスを大き目に0.7mm、スポーク幅を細めに0.36mmとしています。

プロパティの設定が済んだら OK をクリックして、塗りつぶす箇所を四角で指定します。
また塗りつぶしたくない箇所がある場合は、事前にメニューの配置→キープアウトエリアを選んで塗りつぶさない部分を指定しておきます。


表面、裏面両方にGNDのベタパターンを指定して、下記のような仕上がりになりました。


基盤の大きさや、穴の位置、配置に関わる部品の位置(今回はスイッチ)について、 Eco1.User レイヤーに寸法線を記入します。 
メニューの配置→寸法線を選んで、寸法を記入する箇所を指定します。

以上でプリント基板の設計は終了です。 20171227+5.0h








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