Cum se generează fișiere Gerber pentru fabricarea PCB-urilor

Fișierele Gerber sunt datele strat cu strat pe care un producător le folosește pentru a construi placa, iar generarea lor corectă este pasul dintre un design finalizat și o comandă fabricabilă. Procesul este similar pentru toate instrumentele EDA - producerea unui Gerber pe strat plus un fișier de găurire NC, apoi verificarea acestora - dar detaliile și valorile implicite diferă, iar micile greșeli de aici cauzează întârzieri reale. Acest ghid explică cum să generați un set Gerber complet și corect, ce trebuie verificat înainte de a-l trimite și cum analizează Highleap Electronics datele înainte de construire.

1. Ce fișiere alcătuiesc un pachet Gerber complet?

Un pachet Gerber complet este format dintr-un fișier Gerber per strat — fiecare strat de cupru, mască de lipire și serigrafie, plus straturile de contur și pastă de lipire a plăcii — împreună cu un fișier de găurire NC care definește fiecare gaură. Fără setul complet, fabrica nu poate construi placa, iar un strat lipsă (cel mai adesea un fișier cu mască de lipire sau pastă de lipire) este unul dintre cele mai frecvente motive pentru care o ofertă stagnează.

Pentru o placă care va fi, de asemenea, asamblată, fișierul Gerber și fișierul de găurire sunt unite de datele de asamblare: o listă de materiale cu numerele de piese ale producătorului, un fișier de tip „pick-and-place” (centroid) și un desen de asamblare. Multe fabrici acceptă acum și ODB++ , un set de date inteligent unic care grupează toate informațiile despre straturi și găurire și elimină o mare parte din ambiguitatea denumirii straturilor pe care o pot introduce fișierele Gerber simple. Imaginea completă a ceea ce are nevoie un producător este prezentată în această prezentare generală a fișierelor de proiectare PCB.

2. Cum se generează fișiere Gerber în Altium, KiCad și EAGLE

Pentru a genera Gerberi, utilizați funcția de ieșire a producției a instrumentului EDA - Fabrication Outputs în Altium, Plot în KiCad sau CAM Processor în EAGLE - selectați straturile de exportat, apoi generați separat fișierul de găurire NC. Fluxul este același în spirit pentru toate instrumentele; numele meniurilor și valorile implicite diferă:

• Designer Altium. Deschideți PCB-ul, apoi File → Fabrication Outputs → Gerber Files; alegeți unitățile și precizia, selectați straturile și generați separat mașina de găurit NC.
• KiCad. În editorul PCB, selectați Fișier → Plot pentru a afișa reprezentări Gerber pentru straturile selectate, apoi „Generare fișiere de găurire”. KiCad include și un vizualizator încorporat (GerbView) pentru a verifica rezultatul.
• VULTUR. Folosește procesorul CAM cu o lucrare CAM RS-274X standard; reține că, în mod implicit, se exportă doar serigrafia de sus, așa că adaugă serigrafia de jos dacă placa ta are nevoie de ea.

Indiferent de instrumentul folosit, principiul este identic: exportați fiecare strat necesar plus fișierul de găurire, într-un format modern, cu setări consistente. Aceleași fișiere standard sunt cele care permit oricărui producător să construiască o placă, indiferent de instrumentul de proiectare - iar rolul mai larg al inginerului CAM care preia datele dvs. merită înțeles, deoarece sarcina sa este de a transforma exact aceste fișiere într-o construcție.

3. Setări de export Gerber care previn erorile de fabricație

Setările de export care previn erorile sunt: ​​utilizarea formatului RS-274X (sau X2), setarea unităților consecvente și a unei precizii zecimale adecvate, includerea tuturor straturilor necesare și menținerea fișierului de găurire aliniat la aceeași origine ca și plăcile Gerber. Majoritatea problemelor legate de „placa greșită” se datorează uneia dintre aceste setări, mai degrabă decât designului în sine. Realizați-le corect:

• Format. Folosește modelul modern RS-274X (sau noul X2), care încorporează date despre diafragmă, în loc de formate învechite care necesită fișiere separate pentru diafragmă.
• Unități și precizie. Alegeți inch sau milimetru în mod consecvent în toate fișierele, cu suficientă precizie zecimală pentru cele mai bune caracteristici - o nepotrivire a unităților poate scala întreaga tablă.
• Set complet de straturi. Exportă fiecare strat de cupru, mască, serigrafie, pastă și contur; confirmă că niciunul nu este dezactivat implicit.
• Alinierea burghiului. Generați burghiul NC de la aceeași origine, astfel încât găurile să se alinieze cu cuprul.

Preferă ODB++ acolo unde fab-ul tău îl acceptă, deoarece gruparea datelor într-un singur set de date evită o întreagă clasă de greșeli de denumire și aliniere a straturilor pe care le provoacă fișierele Gerber pierdute.

4. Cum să verificați fișierele Gerber înainte de a le trimite

Deschideți întotdeauna imaginile Gerber generate într-un vizualizator independent înainte de a le trimite și confirmați că toate straturile sunt prezente, că nimic nu este oglindit, că burghiul se aliniază cu plăcuțele și că conturul plăcii este corect. Previzualizarea internă a instrumentului EDA nu este aceeași cu ceea ce primește de fapt fabrica, așa că o verificare externă rapidă este cea mai ieftină asigurare din întregul flux de lucru. Verificați:

• Toate straturile sunt prezente — fiecare strat de cupru, mască și serigrafie exportat conform așteptărilor.
• Fără straturi oglindite — serigrafia superioară se citește corect de sus în jos.
• Alinierea burghiului — găuri cu dimensiuni rezonabile aterizează pe plăcuțele lor.
• Contur și scară corecte — placa are dimensiunea potrivită, cu decupaje acolo unde este prevăzut.

Depistarea unui strat oglindit sau a unei măști lipsă transformă un lot abandonat într-o rezolvare de două minute. Detaliile despre importanța acestui lucru și o analiză mai detaliată a formatului în sine se găsesc în ghidul complet al fișierelor Gerber.

5. Erori frecvente ale fișierelor Gerber și cum se pot remedia

Cele mai frecvente erori Gerber sunt un strat lipsă, un strat oglindit, o nepotrivire de unități sau scală, un fișier de găurire nealiniat și aperturi lipsă dintr-un format învechit - și aproape toate sunt greșeli de setare a exportului, nu defecte de proiectare. Deoarece sunt invizibile în interiorul instrumentului CAD și apar doar într-un vizualizator sau în fabrică, cunoașterea remedierii pentru fiecare economisește o nouă rotire:

Singurul obicei care previne aproape toate acestea este deschiderea setului exportat într-un vizualizator independent și confirmarea straturilor, oglindirii, alinierii găuririlor și conturului înainte de trimitere. Trecerea la ODB++ elimină complet categoriile de diafragmă lipsă și denumire a straturilor, deoarece datele sunt grupate într-un singur set de date inteligent. Problemele rămase - și multe pe care Gerbers nu le poate afișa, cum ar fi spațierea marginală - sunt detectate de verificările DFM ale unui fabricator înainte de construirea plăcii.

6. Cum verifică Highleap Gerber-ele înainte de construire

Highleap deschide și verifică datele Gerber și de găurire înainte de construire — confirmând că sunt prezente toate straturile, că nu este oglindit nimic, că găurile se aliniază și că designul este fabricabil — apoi semnalează orice ar putea cauza o blocare. Aceasta este o a doua plasă de siguranță pe lângă propria verificare a vizualizatorului, iar pentru designurile confidențiale este o revizuire internă privată, mai degrabă decât o încărcare publică.

De acolo, aceleași fișiere verificate conduc fabricația și, acolo unde este necesar, asamblarea, astfel încât ambele funcționează dintr-o singură revizie. O revizuire a fabricabilității înainte de construcție identifică problemele pe care Gerbers singur nu le dezvăluie, cum ar fi spațierea marginală sau o amprentă care nu se va asambla bine. Trimiteți un set Gerber (sau ODB++) curat, verificat de către spectator, împreună cu fișierul de găurire, conturul plăcii, stivuirea și cantitatea, iar cotația și construcția continuă fără întreruperi prin asamblarea la cheie.

7. Întrebări frecvente despre generarea fișierelor Gerber

Cum deschid și vizualizez fișiere Gerber?

Încărcați setul complet într-un vizualizator Gerber — multe instrumente EDA includ unul (KiCad are GerbView), și există și vizualizatoare independente și online. Suprapuneți toate straturile plus fișierul de drill în înregistrare, apoi comutați straturile și comutați vizualizările de sus/jos pentru a inspecta.

Ce înseamnă RS-274X și cum diferă de RS-274D?

RS-274X este formatul Gerber „extins” modern care încorporează definiții ale diafragmei în fiecare fișier. RS-274D, versiunea mai veche, necesita o listă separată de diafragme, ceea ce reprezenta o sursă frecventă de erori, așadar RS-274D este învechit și nu ar trebui utilizat.

Ar trebui să comprim fișierele Gerber înainte de a le trimite?

Da — împachetați setul complet de straturi și fișierul de găurire într-o singură arhivă comprimată, astfel încât nimic să nu se piardă sau să se separe în timpul transportului. Păstrați numele standard ale fișierelor instrumentului și includeți o hartă scurtă a straturilor dacă există nume care nu sunt evidente.

Pila de burghiu face parte din Gerber sau este separată?

Este un fișier separat de găurire NC (Excellon), nu un strat Gerber, dar face parte din pachetul complet de fabricație. Trebuie să aibă aceeași origine ca straturile Gerber, astfel încât găurile să se înregistreze corect cu cuprul.

Pot genera fișiere Gerber cu software gratuit?

Da — KiCad este gratuit, open source și exportă fișiere Gerber și de găurire standard, la fel ca și nivelurile gratuite ale altor instrumente. Deoarece rezultatul este standardizat, o placă proiectată cu software gratuit poate fi construită de orice producător.

Trebuie să generez Gerberi dacă trimit ODB++?

Nu — ODB++ este un set complet de date de fabricație, care include toate straturile și datele de găurire, deci nu aveți nevoie și de fișiere Gerber separate. Trimiteți ODB++ acolo unde fabrica dvs. îl acceptă; altfel, trimiteți un set complet de Gerber plus fișierul de găurire.