apaguard 

Cet article est un mémo perso pour me souvenir des opérations à mener pour faire réaliser des circuits imprimés chez Dirtypcbs.com et EasyEDA,
ainsi que le moyen d'optimiser les commandes en combinant plusieurs circuits sur une seule platine.

Mais, il pourra certainement aider quelques-uns....

Génération des fichiers Gerber avec Kicad
Assemblage à l'aide de GerbePanelizer
Assemblage à l'aide de PcbNew

Bonne lecture.

Génération des fichiers Gerber

Dirtypcbs comme EasyEDA demande des fichiers au format Gerber et notamment les fichiers aux formats suivants:
GTO Top Silkscreen
GBO Bottom Silkscreen
GTS Top Soldermask
GBS Bottom Soldermask
GTL Top Copper
GBL Bottom Copper
GML/GKO/GBR Board Outline
TXT Routing and Drill

KICAD sait exporter les fichiers Gerber de toutes les couches, mais les fichiers n'ont pas les extensions nommés comme souhaitées par Dirtypcbs.

Dans Kicad, menu TRACER, il faut choisir les couches suivantes :
kicad plot

Pour les fichiers de perçage, choisir les paramètres suivants :

kicad percage

Pour être parfaitement compatible avec les exigences de Dirtypcbs, il faut donc renommer les fichiers suivants :
- le fichier Kicad Edge.cuts .GM1 en .GBR
- les fihiers Kicad drill de perçage .DRL en.TXT

Pour EasyEDA, renommer :
- le fichier Kicad Edge.cuts .GM1 en .GKO
- le fihier Kicad drill de perçage peut rester en .DRL  ou en .TXT.

Panelizer

La plupart des fournisseurs de circuits imprimés proposent des tarifs intéressants pour des surfaces prédéterminées, soit 5x5cm ou 10x10cm. Lors de l'envoi de commandes de réalisation de circuits imprimés, il est donc intéressant de mettre plusieurs circuits sur cette surface pour optimiser les coûts.
ATTENTION, tous les fournisseurs ne le proposent pas. DirtyPCB le fait. EasyEDA également, mais avec un surcoût qui rend ce fournisseur moins intéressant. Chez ce founisseur, j'ai opté pour une autre méthode, à savoir l'assemblage à l'aide Kicad PcbNew. Il faut alors jouer de la scie pour découper les différents circuits....
Je décris cette méthode plus loin.

Il faut donc assembler plusieurs circuits pour optimiser la surface. En pratique, cela revient à assember plusieurs fichiers Gerber pour n'en réaliser qu'un seul.
J'ai utilisé avec succès le logiciel gratuit GerberPanelizer.

Sur le site de l'auteur, il n'est fait aucune mention de l'installation... Il faut choisir à gauche dans le menu la suite PCB Panelizer & Gerber Tool Suite et dezipper l'archive que l'on récupère en cliquant sur le lien Download et prendre la version la plus récente (2017-02-17 au moment de l'écriture de cet article).
Dans cette archive, il y a un dossier nommé "Panelizer" que j'ai copié à la racine de mon disque C:. Je n'ai pas testé les autres logiciels et ne sait donc pas à quoi ils servent...
Il faut ensuite exécuter le programme GerberPanelizer et/ou créer un lien vers ce programme.

Mes premiers essais n'étaient pas concluants, notamment en ce qui concernait le positionnement des trous de perçage et les rendus graphiques. J'ai découvert qu'il fallait "bricoler" sur le générateur de perçage de KICAD et ajuster certains paramètres.

Il ne faut produire qu'un seul fichier de perçage englobant les trous métallisés et non-métallisés et supprimer les zéros à droite (trailing zeros).

kicad drill for panelizer

La première chose à faire est de mettre les fichiers Gerber de chaque circuit dans des dossiers séparés, ce qui est indispensable si on ne veut pas voir le logiciel "exploser".

Les fichiers Gerber doivent porter les extensions de noms suivants et il est nécessaire de renommer ceux issus de Kicad, à savoir les .DRL en .TXT et .GM1 en .GKO.
Il faut donc les fichiers suivants :

  • .txt ou .xln = fichier de perçage excellon nommé.DRL sous Kicad.
  • .gko = fichier dimensions Edges_cut.GM1 sous Kicad.
  • .gml = mill file. ATTENTION A NE PAS INCLURE A NOUVEAU LE CONTOUR DES CIRCUITS DANS LE FICHIER MIL !!!
  • .gbl/gbo/gbs/gtl/gto/gts pour la génération des dessins.
  • tous les autres fichiers (si gerber) seront combinés avec les fichiers portant les mêmes extensions.

Pour ma part, en double face, je n'ai que les fichiers .TXT, .GKO, .GBO et .GTO.

Lancer le logiciel et créer un nouveau projet à l'aide du menu File -> New.

panelizer start

Le menu  "Panel properties" autorise la modification de la dimension totale du circuit imprimé à commander, par défaut 100 x 100 mm.

panelizer properties

Pour charger un circuit dans le logiciel, il suffit de glisser-déplacer (drag & drop) le dossier contenant vos fichiers Gerber dans la fenêtre principale du logiciel.
Des dossiers devraient apparaître dans la fenêtre en haut à droite sous la racine "Board" et le contour dans la fenêtre principale. Si ce n'est pas le cas, vous avez un problème avec vos fichiers ou le circuit n'est pas dans le cadre de travail.
Dans ce cas, il faut exécuter dans le menu "Board placement" -> "Autopack :Maxrects" qui permet de recentrer le contour dans l'environnement de travail.
Déplacer ensuite le contour du circuit à votre convenance avec la souris ou les touches de navigation . Attention, l'outil n'est pas très ergonomique, le circuit sort souvent de la fenêtre ! Utilisez alors l'outil Autopack comme précédemment.

panelizer 1stboard

Charger ensuite les autres circuits comme le premier.
Déplacer chaque circuit à convenance en laissant un espace adéquat entre les autres. La valeur par défaut est à paramétrer par le menu "Panel properties", par défaut 2mm.
Pour mettre plusieurs fois le même circuit, il faut déposer plusieurs fois le même dossier.

Il faut maintenant placer les jonctions sécables (Breaktabs) entre chacun des circuits. Cette opération est réalisée en plaçant le curseur à l'endroit choisi et en appuyant sur la touche T. On peut ensuite déplacer ou supprimer ces breaktabs à convenance. Le menu "Breaktabs" permet plus de possibilités.
Attention à ne pas en mettre trop ou trop peu sous peine d'avoir des problèmes au moment de séparer les circuits, ou que le circuit ne se casse à la production. Un par petit circuit et 2 par grand semblent convenir. Essayez d'aligner ces jonctions pour faciliter la cassure. Pour les grands circuits, la règle "1 jonction pour 3 cm" est recommandée.

panelize finish

Une fois tous les circuits placés et connectés entre eux, il faut exporter le résultat sous forme de fichiesr Gerber. Le menu File -> Export merged Gerbers ouvrira une fenêtre pour vous permettre de choisir l'emplacement souhaité.
Deux images reproduisant les 2 faces du circuit sont également produites et permettront un premier jugement du résultat.
Le logiciel n'est pas du genre "exécuter et oublier", il faut toujours vérifier le résultat avant de l'envoyer en production.
Il existe pour cela des Gerber Viewer. Le site de EasyEDA propose un viewer en ligne, ce qui est parfait !

Voici le résultat pour l'assemblage ci-dessus.

panel k3NG

Si vous êtes arrivés à ce stade sans encombre et que vous êtes satisfait du résultat, vous pouvez sauvegarder la configuration de votre travail à l'aide du menu "File + save".
La prochaine fois que vous aurez à refaire le même travail, il suffira de rappeler ce fichier de configuration à l'aide du menu "File + Open".

Assemblage avec PcbNew

Une autre méthode pour assembler les circuits mais dans laquelle il faut découper les différentes platines à la scie.

Lancer PcbNew depuis le menu Démarrer + Kicad et non depuis Kicad lui-même. Le logiciel fonctionne alors en mode autonome.
- Charger le premier circuit imprimé avec le menu "Fichiers + Ouvrir Fichier C.I"
- Charger le(s) suivant(s) avec le menu "Fichiers + Ajouter circuit imprimé" en prenant soin de le(s) placer chacun suffisamment éloigné(s) des autres afin de pouvoir le(s) déplacer/tourner sans empiéter sur les autres.
- Modifier le contour de la couche Edge.Cuts du circuit imprimé le plus grand aux dimensions de la platine finale (100x100mm par ex.)
- Déplacer par bloc le(s) autre(s) circuit(s) pour les aligner à convenance dans le cadre défini à l'étape précédente. Choisir l'alignement de manière à avoir le minimum de découpes à la scie.
- Supprimer tous les contours sur la couche Edge.cuts de manière à ne conserver que le seul contour précédemment tracé.
- Ajouter sur la couche F.SilkS ou B.SilkS les tracés qui serviront de guide à la découpe.
- S'il y a des plans de masses, ils risquent de se chevaucher. On peut les séparer au niveau du trait de scie en rajoutant des zones interdites.

kicad zones interdites
-Ne pas tenir compte du chevelu de routage qui va relier tous les nets du même nom entre eux. 
- Exporter les fichiers Gerber et bien vérifier couche par couche si tout est conforme.

Voici un exemple de ce qu'il faut obtenir :
kicad assemblage final
Il ne reste plus qu'à envoyer en production !

Bonne réalisation !