Hur man genererar Gerber-filer för PCB-tillverkning

Gerberfiler är lager-för-lager-data som en tillverkare använder för att bygga ditt kort, och att generera dem korrekt är steget mellan en färdig design och en tillverkningsbar order. Processen är likartad för alla EDA-verktyg – producera en Gerber per lager plus en NC-borrfil, verifiera dem sedan – men detaljerna och standardvärdena skiljer sig åt, och små misstag här orsakar verkliga förseningar. Den här guiden går igenom hur man genererar en komplett, korrekt Gerber-uppsättning, vad man ska kontrollera innan man skickar in den och hur Highleap Electronics granskar dina data innan de bygger.

1. Vilka filer utgör ett komplett Gerber-paket?

Ett komplett Gerber-paket är en Gerber-fil per lager – varje koppar-, lödmask- och silkscreen-lager, plus kortets kontur- och pastalager – tillsammans med en NC-borrfil som definierar varje hål. Utan hela uppsättningen kan tillverkaren inte bygga ditt kort, och ett saknat lager (oftast en lödmask- eller pastafil) är en av de vanligaste anledningarna till att en offert stannar.

För ett kort som också ska monteras sammanfogas Gerbers- och borrfilen av monteringsdata: en materialförteckning med tillverkarens artikelnummer, en pick-and-place-fil (centroid) och en monteringsritning. Många fabriker accepterar nu även ODB++ , en enda intelligent datauppsättning som samlar all lager- och borrinformation och tar bort mycket av den oklarhet kring lagernamn som vanliga Gerbers kan medföra. Den fullständiga bilden av vad en tillverkare behöver täcks i denna översikt över kretskortsdesignfiler.

2. Hur man genererar Gerber-filer i Altium, KiCad och EAGLE

För att generera Gerbers, använd ditt EDA-verktygs funktion för tillverkningsutdata — Fabrication Outputs i Altium, Plot i KiCad eller CAM-processorn i EAGLE — välj de lager som ska exporteras och generera sedan NC-borrfilen separat. Flödet är detsamma i anda för alla verktyg; menynamnen och standardinställningarna skiljer sig åt:

• Altium-designer. Öppna kretskortet, sedan Arkiv → Tillverkningsutgångar → Gerber-filer; välj enheter och precision, välj lager och generera NC-borren separat.
• KiCad. I PCB-redigeraren, Arkiv → Diagram för att mata ut Gerber-diagram för de valda lagren, och välj sedan ”Generera borrfiler”. KiCad har också en inbyggd visningsprogramvara (GerbView) för att kontrollera resultatet.
• ÖRN. Använd CAM-processorn med ett vanligt RS-274X CAM-jobb; observera att som standard exporteras endast den övre silkscreen-bilden, så lägg till den nedre silkscreen-bilden om ditt kort behöver det.

Oavsett vilket verktyg du använder är principen identisk: exportera alla nödvändiga lager plus drillfilen, i ett modernt format, med konsekventa inställningar. Samma standardfiler är det som låter alla tillverkare bygga ett kort oavsett designverktyg – och den bredare rollen för CAM-ingenjören som matar in dina data är värd att förstå, eftersom deras jobb är att omvandla just dessa filer till en build.

3. Gerber-exportinställningar som förhindrar tillverkningsfel

Exportinställningarna som förhindrar fel är: använd RS-274X (eller X2) format, ange konsekventa enheter och tillräcklig decimalprecision, inkludera alla nödvändiga lager och håll borrfilen justerad till samma origo som Gerbers. De flesta problem med "fel bräda" kan spåras tillbaka till en av dessa inställningar snarare än själva designen. Gör dessa rätt:

• Format. Använd moderna RS-274X (eller den nyare X2), som bäddar in bländardata, snarare än föråldrade format som behöver separata bländarfiler.
• Enheter och precision. Välj tum eller millimeter konsekvent över alla filer, med tillräcklig decimalprecision för dina finaste funktioner – en enhetsmatchning kan skala hela tavlan.
• Komplett lageruppsättning. Exportera alla koppar-, mask-, silkscreen-, pasta- och konturlager; bekräfta att inget är avstängt som standard.
• Borrjustering. Generera NC-borren från samma origo så att hålen passar in med kopparn.

Föredra ODB++ där din fabrik stöder det, eftersom hopsamling av data i en datauppsättning undviker en hel klass av lagernamn och justeringsfel som lösa Gerber-filer medför.

4. Hur du kontrollerar dina Gerber-filer innan du skickar dem

Öppna alltid dina genererade Gerber-diagram i en oberoende granskare innan du skickar dem, och bekräfta att alla lager finns, att ingenting är speglat, att borren är i linje med dynorna och att kortet är korrekt konturerat. Ditt EDA-verktygs interna förhandsgranskning är inte densamma som vad fabriken faktiskt tar emot, så en snabb extern kontroll är den billigaste försäkringen i hela arbetsflödet. Verifiera:

• Alla lager finns — varje koppar-, mask- och silkscreen-lager exporterades som förväntat.
• Inga speglade lager — övre silkscreen-bilden läses korrekt uppifrån.
• Borrjustering — hål landar på sina dynor med rimliga storlekar.
• Korrekt disposition och skala — brädan har rätt storlek med urskärningar där det är avsett.

Att upptäcka ett speglat lager eller en saknad mask här förvandlar en kasserad batch till en tvåminuterslösning. Detaljerna om varför detta är viktigt, och en djupare titt på själva formatet, finns i den kompletta guiden till Gerber-filer.

5. Vanliga Gerber-filfel och hur man åtgärdar dem

De vanligaste Gerber-felen är ett saknat lager, ett speglat lager, en felmatchning mellan enheter eller skalor, en feljusterad borrfil och saknade öppningar från ett föråldrat format – och nästan alla av dessa är exportinställningsfel, inte designfel. Eftersom de är osynliga inuti ditt CAD-verktyg och bara visas i en visningsprogramvara eller på fabriken, sparar det en omvändning att känna till korrigeringen för varje fel:

Den enda vanan som förhindrar nästan allt detta är att öppna den exporterade uppsättningen i ett oberoende visningsprogram och bekräfta lager, spegling, borrjustering och kontur innan de skickas. Genom att byta till ODB++ tas kategorierna för saknad bländare och lagernamn bort helt, eftersom data samlas i en intelligent datauppsättning. De återstående problemen – och många som Gerbers inte kan visa, som marginalavstånd – upptäcks av en tillverkares DFM-kontroller innan kortet byggs.

6. Hur Highleap granskar dina Gerber-golv innan de bygger

Highleap öppnas och kontrollerar dina Gerber- och borrdata innan byggnation – bekräftar att alla lager finns, att ingenting är speglat, att borren är justerade och att designen är tillverkningsbar – och flaggar sedan allt som skulle kunna orsaka en stopp. Detta är ett andra skyddsnät utöver din egen granskning, och för konfidentiella designer är det en privat intern granskning snarare än en offentlig uppladdning.

Därifrån styr samma verifierade filer tillverkningen och, vid behov, monteringen, så båda fungerar från en revision. En tillverkningsbarhetsgranskning före byggnation upptäcker de problem som Gerbers ensamma inte avslöjar, såsom marginellt avstånd eller ett fotavtryck som inte monteras bra. Skicka en ren, granskad Gerber-uppsättning (eller ODB++) med borrfilen, kortkonturen, staplingen och kvantiteten, så fortsätter offerten och byggnationen utan fram och tillbaka genom nyckelfärdig montering.

7. Vanliga frågor om att generera Gerber-filer

Hur öppnar och visar jag Gerber-filer?

Ladda in hela uppsättningen i en Gerber-visare – många EDA-verktyg inkluderar en sådan (KiCad har GerbView), och det finns fristående och online-visare. Lägg över alla lager plus drillfilen i registreringen, växla sedan mellan lager och växla mellan topp-/nedrevyer för att inspektera.

Vad betyder RS-274X, och hur skiljer det sig från RS-274D?

RS-274X är det moderna "utökade" Gerber-formatet som bäddar in bländardefinitioner i varje fil. Den äldre RS-274D krävde en separat bländarlista, vilket var en vanlig källa till fel, så RS-274D är föråldrad och bör inte användas.

Ska jag zippa mina Gerber-filer innan jag skickar dem?

Ja — paketera hela lageruppsättningen och borrfilen tillsammans i ett komprimerat arkiv så att inget går förlorat eller separeras under transporten. Behåll verktygets standardfilnamn och inkludera en kort lagerkarta om några namn inte är uppenbara.

Är borrfilen en del av Gerbers eller separat?

Det är en separat NC-borrfil (Excellon), inte ett Gerber-lager, men den är en del av det kompletta tillverkningspaketet. Den måste ha samma ursprung som Gerber-bitarna så att hålen passar korrekt ihop med kopparn.

Kan jag generera Gerber-filer med gratis programvara?

Ja — KiCad är gratis, har öppen källkod och exporterar standardfiler för Gerbers och borr, liksom de kostnadsfria nivåerna av flera andra verktyg. Eftersom utdata är standardiserat kan ett kort designat i fri programvara byggas av vilken tillverkare som helst.

Behöver jag generera Gerbers om jag skickar ODB++?

Nej — ODB++ är en komplett tillverkningsdatauppsättning i sig, som samlar alla lager och borrdata, så du behöver inte heller separata Gerber-filer. Skicka ODB++ där din fabrik stöder det; annars skicka en fullständig Gerber-uppsättning plus borrfilen.