Comment générer des fichiers Gerber pour la fabrication de circuits imprimés

Les fichiers Gerber contiennent les données de chaque couche utilisées par un fabricant pour construire votre carte. Leur génération correcte est l'étape cruciale entre la conception finale et la fabrication. Le processus est similaire pour tous les logiciels de CAO électronique : générer un fichier Gerber par couche, ainsi qu'un fichier de perçage CN, puis les vérifier. Cependant, les détails et les paramètres par défaut diffèrent, et de petites erreurs peuvent entraîner des retards importants. Ce guide explique comment générer un jeu de fichiers Gerber complet et correct, les points à vérifier avant l'envoi et comment Highleap Electronics examine vos données avant la fabrication.

1. Quels fichiers constituent un package Gerber complet ?

Un dossier Gerber complet comprend un fichier Gerber par couche — chaque couche de cuivre, de vernis épargne et de sérigraphie, ainsi que le contour du circuit imprimé et les couches de pâte à braser — et un fichier de perçage NC définissant chaque trou. Sans ce dossier complet, le fabricant ne peut pas réaliser votre circuit imprimé, et l'absence d'une couche (le plus souvent un fichier de vernis épargne ou de pâte à braser) est l'une des causes les plus fréquentes de blocage d'un devis.

Pour une carte destinée à être assemblée, les fichiers Gerber et le fichier de perçage sont complétés par les données d'assemblage : une nomenclature avec les références des composants, un fichier de placement (centroïde) et un plan d'assemblage. De nombreux fabricants acceptent désormais le format ODB++ , un ensemble de données unique et intelligent qui regroupe toutes les informations relatives aux couches et au perçage, et élimine une grande partie des ambiguïtés liées à la dénomination des couches que peuvent engendrer les fichiers Gerber classiques. Ce document présente un aperçu complet des fichiers de conception de circuits imprimés, offrant ainsi une vue d'ensemble des besoins des fabricants.

2. Comment générer des fichiers Gerber dans Altium, KiCad et EAGLE

Pour générer les fichiers Gerber, utilisez la fonction d'exportation de votre logiciel de CAO (Fabrication Outputs dans Altium, Plot dans KiCad ou CAM Processor dans EAGLE), sélectionnez les calques à exporter, puis générez séparément le fichier de perçage CN. Le processus reste globalement le même quel que soit le logiciel ; seuls les noms des menus et les valeurs par défaut diffèrent.

• Concepteur Altium. Ouvrez le PCB, puis Fichier → Sorties de fabrication → Fichiers Gerber ; ​​choisissez les unités et la précision, sélectionnez les couches et générez le perçage NC séparément.
• KiCad. Dans l'éditeur de PCB, allez dans Fichier → Tracer pour générer les fichiers Gerber des couches sélectionnées, puis « Générer les fichiers de perçage ». KiCad inclut également une visionneuse intégrée (GerbView) pour vérifier le résultat.
• AIGLE. Utilisez le processeur CAM avec un travail CAM RS-274X standard ; notez que par défaut seule la sérigraphie supérieure est exportée, ajoutez donc la sérigraphie inférieure si votre carte en a besoin.

Quel que soit l'outil utilisé, le principe reste le même : exporter chaque couche requise, ainsi que le fichier de perçage, dans un format moderne et avec des paramètres cohérents. Ces mêmes fichiers standard permettent à n'importe quel fabricant de cartes électroniques, quel que soit l'outil de conception. Il est important de comprendre le rôle plus large de l' ingénieur FAO qui traite vos données, car sa mission est précisément de transformer ces fichiers en un produit fini.

3. Paramètres d'exportation Gerber qui empêchent les erreurs de fabrication

Les paramètres d'exportation permettant d'éviter les erreurs sont les suivants : utiliser le format RS-274X (ou X2), définir des unités cohérentes et une précision décimale suffisante, inclure toutes les couches requises et aligner le fichier de perçage sur la même origine que les fichiers Gerber. La plupart des problèmes de « carte incorrecte » sont dus à l'un de ces paramètres plutôt qu'à la conception elle-même. Assurez-vous de les configurer correctement :

• Format. Utilisez le RS-274X moderne (ou le plus récent X2), qui intègre les données d'ouverture, plutôt que les formats obsolètes qui nécessitent des fichiers d'ouverture séparés.
• Unités et précision. Choisissez systématiquement les pouces ou les millimètres pour tous vos fichiers, avec une précision décimale suffisante pour vos détails les plus fins ; une incohérence d’unités peut fausser l’échelle de toute la carte.
• Ensemble complet de calques. Exportez chaque calque de cuivre, de masque, de sérigraphie, de pâte et de contour ; vérifiez qu’aucun n’est désactivé par défaut.
• Alignement des forets. Générez le perçage NC à partir de la même origine afin que les trous s'alignent avec le cuivre.

Privilégiez ODB++ lorsque votre imprimante le prend en charge, car le regroupement des données dans un seul jeu de données évite toute une série d'erreurs de dénomination et d'alignement des couches que les fichiers Gerber non structurés peuvent engendrer.

4. Comment vérifier vos fichiers Gerber avant de les envoyer

Ouvrez toujours vos fichiers Gerber générés dans un visualiseur indépendant avant de les envoyer et vérifiez que toutes les couches sont présentes, qu'aucun élément n'est inversé, que le perçage est aligné avec les pastilles et que le contour du circuit imprimé est correct. L'aperçu interne de votre outil de CAO n'est pas identique à ce que reçoit l'usine ; une vérification externe rapide est donc la meilleure garantie, et la plus économique, de tout le processus. Vérifiez :

• Toutes les couches sont présentes — Chaque couche de cuivre, de masque et de sérigraphie a été exportée comme prévu.
• Pas de calques en miroir — La sérigraphie supérieure est lisible correctement depuis le haut.
• Alignement des forets — les trous atterrissent sur leurs coussinets avec des dimensions raisonnables.
• Contour et échelle corrects — la planche est de la bonne taille, avec des découpes aux endroits prévus.

Repérer ici une couche symétrique ou un masque manquant permet de corriger en deux minutes un lot voué à la casse. Le guide complet des fichiers Gerber explique en détail pourquoi c'est important et présente une analyse plus approfondie du format.

5. Erreurs courantes des fichiers Gerber et comment les corriger

Les erreurs Gerber les plus fréquentes sont l'absence d'un calque, l'inversion d'un calque, une incompatibilité d'unités ou d'échelle, un fichier de perçage mal aligné et l'absence d'ouvertures dues à un format obsolète. Presque toutes ces erreurs sont des erreurs de paramétrage à l'exportation, et non des défauts de conception. Comme elles sont invisibles dans votre logiciel de CAO et n'apparaissent que dans une visionneuse ou en usine, connaître la solution à chaque problème permet d'éviter de recommencer la production.

La seule habitude qui permet d'éviter la quasi-totalité de ces problèmes est d'ouvrir le fichier exporté dans un visualiseur indépendant et de vérifier les calques, la symétrie, l'alignement des perçages et le contour avant l'envoi. Le passage à ODB++ élimine complètement les problèmes d'ouverture manquante et de nommage des calques, car les données sont regroupées dans un seul fichier intelligent. Les problèmes restants — dont beaucoup ne sont pas visibles dans les fichiers Gerber, comme l'espacement marginal — sont détectés par les contrôles DFM du fabricant avant la fabrication de la carte.

6. Comment Highleap examine vos fichiers Gerber avant la construction

Highleap ouvre et vérifie vos fichiers Gerber et vos données de perçage avant la génération : il s’assure que toutes les couches sont présentes, qu’aucun élément n’est inversé, que les perçages sont alignés et que la conception est fabricable. Highleap signale ensuite tout élément susceptible d’entraîner un blocage. Il s’agit d’une seconde sécurité, en plus de votre propre vérification, et pour les conceptions confidentielles, cette vérification est effectuée en interne plutôt que par un utilisateur public.

À partir de là, les mêmes fichiers validés pilotent la fabrication et, le cas échéant, l'assemblage, garantissant ainsi une seule et même révision. Une analyse de fabricabilité avant fabrication permet de déceler les problèmes que les fichiers Gerber seuls ne révèlent pas, comme un espacement insuffisant ou une empreinte incompatible avec un assemblage correct. Envoyez un jeu de fichiers Gerber (ou ODB++) propre et vérifié par un visualiseur, accompagné du fichier de perçage, du contour de la carte, de l'empilage et de la quantité. Le devis et la fabrication pourront alors se dérouler sans aller-retour grâce à un assemblage clé en main.

7. FAQ sur la génération de fichiers Gerber

Comment ouvrir et visualiser des fichiers Gerber ?

Chargez l'ensemble des calques dans un visualiseur Gerber ; ​​de nombreux logiciels de CAO électronique en intègrent un (KiCad propose GerbView), et il existe également des visualiseurs autonomes et en ligne. Superposez tous les calques, y compris le fichier de perçage, en respectant l'alignement, puis basculez entre les vues de dessus et de dessous pour les examiner.

Que signifie RS-274X et en quoi diffère-t-il de RS-274D ?

Le format RS-274X est le format Gerber « étendu » moderne qui intègre les définitions d'ouverture dans chaque fichier. L'ancien format RS-274D nécessitait une liste d'ouvertures séparée, source fréquente d'erreurs ; il est donc obsolète et ne doit plus être utilisé.

Dois-je compresser mes fichiers Gerber avant de les envoyer ?

Oui, compressez l'ensemble des couches et le fichier de forage dans une seule archive afin d'éviter toute perte ou séparation de données lors du transfert. Conservez les noms de fichiers standard de votre outil et incluez une brève liste des couches si certains noms ne sont pas explicites.

La lime de perçage fait-elle partie des fichiers Gerber ou est-elle séparée ?

Il s'agit d'un fichier de perçage CN (Excellon) distinct, et non d'un calque Gerber, mais il fait partie intégrante du package de fabrication. Il doit avoir la même origine que les fichiers Gerber afin que les trous soient correctement alignés avec le cuivre.

Puis-je générer des fichiers Gerber avec un logiciel gratuit ?

Oui, KiCad est gratuit, open source et exporte des fichiers Gerber et de perçage standard, tout comme les versions gratuites de plusieurs autres logiciels. Grâce à cette standardisation, n'importe quel fabricant peut réaliser une carte conçue avec ce logiciel libre.

Dois-je générer des fichiers Gerber si j'envoie un ODB++ ?

Non — le fichier ODB++ est un jeu de données de fabrication complet qui regroupe toutes les couches et les données de perçage ; vous n’avez donc pas besoin de fichiers Gerber séparés. Envoyez le fichier ODB++ si votre usine le prend en charge ; sinon, envoyez un jeu Gerber complet ainsi que le fichier de perçage.