Cómo generar archivos Gerber para la fabricación de PCB

Los archivos Gerber contienen los datos capa por capa que un fabricante utiliza para construir tu placa, y generarlos correctamente es el paso previo entre un diseño finalizado y un pedido listo para la fabricación. El proceso es similar en todas las herramientas EDA (generar un archivo Gerber por capa, junto con un archivo de perforación NC, y luego verificarlos), pero los detalles y la configuración predeterminada varían, y pequeños errores en este punto pueden causar retrasos importantes. Esta guía explica cómo generar un conjunto completo y correcto de archivos Gerber, qué verificar antes de enviarlo y cómo Highleap Electronics revisa tus datos antes de la fabricación.

1. ¿Qué archivos componen un paquete Gerber completo?

Un paquete Gerber completo consta de un archivo Gerber por capa (cada capa de cobre, máscara de soldadura y serigrafía, además del contorno de la placa y las capas de pasta), junto con un archivo de perforación NC que define cada orificio. Sin el conjunto completo, el fabricante no puede construir la placa, y la falta de una capa (generalmente un archivo de máscara de soldadura o de pasta) es una de las razones más comunes por las que se retrasa un presupuesto.

Para una placa que también se ensamblará, los archivos Gerber y de perforación se combinan con los datos de ensamblaje: una lista de materiales con números de pieza del fabricante, un archivo de colocación de componentes (centroide) y un plano de ensamblaje. Muchos fabricantes ahora también aceptan ODB++ , un conjunto de datos inteligente único que agrupa toda la información de capas y perforación y elimina gran parte de la ambigüedad en la nomenclatura de capas que pueden introducir los archivos Gerber simples. La descripción completa de lo que necesita un fabricante se cubre en esta descripción general de los archivos de diseño de PCB.

2. Cómo generar archivos Gerber en Altium, KiCad y EAGLE.

Para generar archivos Gerber, utilice la función de salida de fabricación de su herramienta EDA (Salidas de fabricación en Altium, Trazar en KiCad o el Procesador CAM en EAGLE), seleccione las capas que desea exportar y, a continuación, genere por separado el archivo de perforación NC. El flujo es prácticamente el mismo en todas las herramientas; los nombres de los menús y las opciones predeterminadas difieren.

• Diseñador Altium. Abra la placa de circuito impreso (PCB), luego vaya a Archivo → Salidas de fabricación → Archivos Gerber; elija las unidades y la precisión, seleccione las capas y genere la perforación NC por separado.
• KiCad. En el editor de PCB, vaya a Archivo → Trazar para generar los archivos Gerber de las capas seleccionadas y, a continuación, seleccione "Generar archivos de perforación". KiCad también incluye un visor integrado (GerbView) para comprobar el resultado.
• ÁGUILA. Utilice el procesador CAM con un trabajo CAM RS-274X estándar; tenga en cuenta que, por defecto, solo se exporta la serigrafía superior, así que añada la serigrafía inferior si su placa la necesita.

Independientemente de la herramienta que utilice, el principio es el mismo: exportar todas las capas necesarias, además del archivo de perforación, en un formato moderno y con ajustes consistentes. Estos mismos archivos estándar son los que permiten a cualquier fabricante construir una placa, sin importar la herramienta de diseño. Por ello, es importante comprender el papel fundamental del ingeniero CAM que procesa los datos, ya que su trabajo consiste precisamente en convertir estos archivos en un producto final.

3. Configuración de exportación de Gerber que evita errores de fabricación.

Los ajustes de exportación que evitan errores son: usar el formato RS-274X (o X2), establecer unidades consistentes y una precisión decimal adecuada, incluir todas las capas necesarias y mantener el archivo de perforación alineado con el mismo origen que los archivos Gerber. La mayoría de los problemas de "placa incorrecta" se deben a uno de estos ajustes, más que al diseño en sí. Asegúrese de que estos ajustes sean correctos:

• Formato. Utilice el formato moderno RS-274X (o el más reciente X2), que incorpora datos de apertura, en lugar de formatos obsoletos que requieren archivos de apertura separados.
• Unidades y precisión. Seleccione pulgadas o milímetros de forma consistente en todos los archivos, con la precisión decimal suficiente para sus características más finas; una discrepancia en las unidades puede afectar a toda la placa.
• Conjunto completo de capas. Exporta todas las capas de cobre, máscara, serigrafía, pasta y contorno; confirma que ninguna esté desactivada por defecto.
• Alineación de la broca. Genera la broca NC desde el mismo origen para que los agujeros coincidan con el cobre.

Es preferible usar ODB++ si tu fabricante lo admite, ya que agrupar los datos en un solo conjunto de datos evita toda una serie de errores de nomenclatura de capas y alineación que suelen producirse con los archivos Gerber sueltos.

4. Cómo comprobar tus archivos Gerber antes de enviarlos

Siempre abra los archivos Gerber generados en un visor independiente antes de enviarlos y confirme que todas las capas estén presentes, que nada esté reflejado, que el orificio esté alineado con las almohadillas y que el contorno de la placa sea correcto. La vista previa interna de su herramienta EDA no es la misma que la que recibe la fábrica, por lo que una verificación externa rápida es la garantía más económica en todo el proceso. Verifique:

• Todas las capas están presentes — Todas las capas de cobre, máscara y serigrafía se exportaron según lo previsto.
• Sin capas reflejadas — La serigrafía superior se lee correctamente desde arriba.
• Alineación de perforación — los agujeros caen sobre sus almohadillas con tamaños razonables.
• Contorno y escala correctos — La tabla tiene el tamaño adecuado y los recortes están donde se esperaba.

Detectar una capa duplicada o una máscara faltante en este punto convierte un lote descartado en una solución de dos minutos. Los detalles sobre por qué esto es importante, y un análisis más profundo del formato en sí, se encuentran en la guía completa de archivos Gerber.

5. Errores comunes en los archivos Gerber y cómo solucionarlos.

Los errores más comunes en los archivos Gerber son la falta de una capa, una capa reflejada, una discrepancia en las unidades o la escala, un archivo de perforación desalineado y la falta de aberturas debido a un formato obsoleto; casi todos ellos son errores de configuración de exportación, no fallos de diseño. Dado que son invisibles dentro de la herramienta CAD y solo aparecen en un visor o en la fábrica, conocer la solución para cada uno evita tener que volver a imprimir.

La única práctica que previene casi todos estos problemas es abrir el conjunto exportado en un visor independiente y confirmar las capas, la simetría, la alineación de las perforaciones y el contorno antes de enviarlo. El uso de ODB++ elimina por completo los problemas de apertura faltante y nomenclatura de capas, ya que los datos se agrupan en un único conjunto de datos inteligente. Los problemas restantes —y muchos que los archivos Gerber no pueden mostrar, como el espaciado marginal— se detectan mediante las comprobaciones DFM del fabricante antes de la fabricación de la placa.

6. Cómo Highleap revisa sus archivos Gerber antes de construir

Highleap abre y revisa tus archivos Gerber y datos de perforación antes de la compilación, confirmando que todas las capas estén presentes, que no haya elementos duplicados, que las perforaciones estén alineadas y que el diseño sea fabricable. Luego, señala cualquier elemento que pudiera causar una retención. Esta es una medida de seguridad adicional a la revisión que realices tú mismo con tu visor, y para diseños confidenciales, se trata de una revisión interna privada en lugar de una carga pública.

A partir de ahí, los mismos archivos verificados guían la fabricación y, cuando sea necesario, el ensamblaje, por lo que ambos funcionan a partir de una sola revisión. Una revisión de la fabricabilidad previa al montaje detecta los problemas que los archivos Gerber por sí solos no revelan, como un espaciado marginal o una huella que no se ensamblará correctamente. Envíe un conjunto de archivos Gerber limpios y revisados ​​por el visor (o ODB++) con el archivo de perforación, el contorno de la placa, la configuración de apilamiento y la cantidad, y el presupuesto y la fabricación se procesarán sin idas y venidas hasta el ensamblaje llave en mano.

7. Preguntas frecuentes sobre la generación de archivos Gerber

¿Cómo puedo abrir y visualizar archivos Gerber?

Cargue el conjunto completo en un visor Gerber; muchas herramientas EDA incluyen uno (KiCad tiene GerbView), y también existen visores independientes y en línea. Superponga todas las capas y el archivo de perforación para alinearlos, luego alterne entre las capas y cambie entre las vistas superior e inferior para inspeccionar.

¿Qué significa RS-274X y en qué se diferencia de RS-274D?

RS-274X es el formato Gerber moderno "extendido" que incluye definiciones de apertura dentro de cada archivo. El formato anterior, RS-274D, requería una lista de aperturas aparte, lo que era una fuente frecuente de errores; por lo tanto, RS-274D está obsoleto y no debe utilizarse.

¿Debo comprimir mis archivos Gerber antes de enviarlos?

Sí, empaquete el conjunto completo de capas y el archivo de perforación juntos en un archivo comprimido para que no se pierda ni se separe nada durante la transmisión. Mantenga los nombres de archivo estándar de su herramienta e incluya un mapa de capas breve si alguno de los nombres no es obvio.

¿La lima de perforación forma parte de los archivos Gerber o se vende por separado?

Se trata de un archivo de perforación NC (Excellon) independiente, no de una capa Gerber, pero forma parte del paquete de fabricación completo. Debe tener el mismo origen que los archivos Gerber para que los orificios se alineen correctamente con el cobre.

¿Puedo generar archivos Gerber con software gratuito?

Sí, KiCad es gratuito, de código abierto y exporta archivos Gerber y de perforación estándar, al igual que las versiones gratuitas de otras herramientas. Gracias a la estandarización del formato de salida, cualquier fabricante puede construir una placa diseñada con software libre.

¿Necesito generar archivos Gerber si envío archivos ODB++?

No, ODB++ es un conjunto de datos de fabricación completo por sí solo, que incluye todas las capas y los datos de perforación, por lo que no necesita archivos Gerber por separado. Envíe ODB++ si su fábrica lo admite; de ​​lo contrario, envíe un conjunto completo de archivos Gerber junto con el archivo de perforación.