Создание Gerber-файлов из любого ПО для проектирования печатных плат — полное руководство

Никто не хочет задержки заказа печатной платы (PCB). Идеально: вы отправляете файл проекта производителю, он организует производство по вашему файлу и доставляет изделия. На практике всё сложнее.

Обычно проходит много времени от отправки файла до получения плат. Недовольство производителем растет с увеличением лид-тайма. На самом деле, вы можете сделать многое, чтобы сократить этот период. В конце концов, эффективность и результативность — за вами.

Gerber-файлы играют ключевую роль как коннектор и переводчик между инженерами проектирования PCB и производителями, позволяя понять соображения и концепции проектировщиков для эффективного и надежного производства.

Определение и необходимость Gerber-файлов

Изначально разработанные компанией Gerber, формат Gerber сейчас — широко принятый стандарт PCB-индустрии, описывающий образы плат: проводящие слои, слои паяльной маски, легенд (силькскрина).

Печатные платы проектируются в специализированных EDA (Electronic Design Automation) или CAD (Computer-Aided Design) системах, которые генерируют производственные данные для начала фабрикации. Производители PCB не полностью поймут все детали файла проекта, если в нем нет Gerber-файла как референса и руководства. Gerber описывает требования дизайна к каждому образу платы и применяется как для производства голой платы, так и для PCB-ассемблирования.

Для производства голой платы формат Gerber требуется как стандартными фотоплоттерами, так и другим оборудованием, нуждающимся в образных данных: принтерах легенд, директ-вобразовании, АОИ (автоматическом оптическом контроле) и др. Просто: Gerber-файлы нужны от начала до конца процесса фабрикации PCB.

Для PCB-ассемблирования в Gerber включается слой трафарета и регулируются положения компонентов — значимые референс-данные для SMT (поверхностный монтаж), THT (отверсточный монтаж) и их смеси.

Версии Gerber-файлов

На данный момент доступны три версии форматов Gerber:

• Gerber X2 — новейший формат со стекап-данными и атрибутами.
• RS-274-X — расширенная версия, широко применяемая.
• RS-274-D — старейшая версия, постепенно замещается RS-274-X.

Генерация Gerber-файлов

Инженерам по проектированию PCB никогда не стоит лениться генерировать свои Gerber-файлы по двум причинам.

Вы не можете быть уверены, что ПО для проектирования PCB, которое используете вы, совпадает с тем, что у вашего производителя. Если производитель использует другое ПО — вы должны сгенерировать Gerber сами, дальнейшие переговоры и подтверждения точно задержат производство.

Даже если производитель использует то же ПО, вы все равно должны генерировать Gerber сами, так как различия в версиях/настройках ПО могут привести к ошибкам.

Поэтому для обеспечения сроков поставки и надежности изделий инженеры должны уметь генерировать Gerber-файлы самостоятельно. Gerber-файлы обычно содержат данные дизайна проводящего слоя, паяльной маски, силькскрина. Кроме того, при двух слоях с одинаковыми данными Gerber-файлы должны генерироваться отдельно для избежания недопонимания.

Разные ПО имеют разные шаги генерации. Далее — методы для популярных систем.

Altium Designer

С открытым .pcb файлом в Altium Designer: File → Fabrication Outputs → Gerber Files. Откроется диалог Gerber Setup с 5 вкладками: General, Layers, Drill Drawing, Apertures, Advanced.

General

Два параметра: Units (Inches или Millimeters) и Format (три варианта, макс. разрешение 2:5, мин. 2:3).

Layers

Определяют слои для плоттинга и зеркалирования. Галочки в конце слоев для плоттинга/зеркалирования. Механические слои для добавления ко всем плоттам — можно игнорировать.

Drill Drawing

Мало действий. Символы легенды не критичны.

Apertures

На основе обсуждения: Embedded apertures (RS274X) — галочка, остальное серое, дальнейших действий не требуется.

Advanced

Film Size — оставить по умолчанию Altium (ошибка, если слишком мало). Aperture Matching Tolerances (Plus и Minus) — 0.005 mil. Batch Mode — Separate file per layer. Leading/Trailing Zeroes, Position on Film, Plotter Type — по предпочтению и требованиям проекта. Leading/Trailing Zeroes и Position on Film в Gerber должны совпадать с NC Drill. В Other: галочки на Optimize change location commands и Generate DRC Rules export file (.RUL), остальные две — нет.

После установки всех параметров — OK для завершения генерации.

Cadence (Allegro)

Открыть PCB layout в Allegro → Manufacture → Artwork. Откроется Artwork Control Form.

Добавить контур платы: правый клик на папку TOP → Add Manual.

Задать имя фильма, например OUTLINE → OK.

В окне Subclass Selection: раскрыть BOARD GEOMETRY → галочка перед OUTLINE → OK.

Вернуться в Artwork Control Form → галочка перед OUTLINE, если в Available films → нажать Select all для всех слоев → Create Artwork для генерации Gerber.

EAGLE

Открыть PCB layout в EAGLE → File → CAM Processor. Встретится всплывающий диалог.

В диалоге: File → Open → Job → открыть файл дизайна в новом окне.

В этом окне определить Gerber-файлы по: Component side, Solder side, Silk screen CMP, Solder stop mask CMP, Solder stop mask SOL, Border, Paste CMP, Paste SOL, Silk Screen SOL. После определения всех параметров под всеми кнопками — Process Job для генерации.

На мой взгляд, создание Gerber-файла в ПО для PCB не сложно, если вы полностью осознаете его значение для инженеров производителя. Помните: создавайте Gerber-файл для КАЖДОГО слоя вашей ПП вместе с контуром платы. Четкий и интегрированный Gerber-файл точно сделает ваш заказ эффективным и результативным.