Cos'è Gerber in PCB?
Gerber è un formato di file utilizzato per condividere dati tra produttori e fornitori di PCB dal 1980. È stato sviluppato da Gerber Systems, Inc., una società che ha prodotto anche la prima macchina CNC utilizzata per la fabbricazione di PCB. Il termine “Gerber” si riferisce alla codifica di riferimento a barra di risposta grafica, che è un formato di file basato su ASCII per la documentazione dei dati di fabbricazione di circuiti stampati.
Un file non digitale di una scheda a circuito stampato contiene molte informazioni sulle sue caratteristiche di progettazione nonché sui suoi requisiti di fabbricazione e altri dettagli pertinenti. Ogni scheda a circuito stampato ha più livelli e ogni livello ha informazioni specifiche al riguardo: il suo tipo, lo spessore del rame, i dati di foratura, i progetti dei componenti, le posizioni di fori o via (fori passanti), ecc.
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Perché abbiamo bisogno di file Gerber per la produzione di PCB?
Un progetto di circuito stampato viene creato utilizzando un software di progettazione assistita da computer (CAD). Il software CAD viene utilizzato per creare un layout del PCB e un elenco dei componenti da posizionare su di esso. Questo layout e l’elenco dei componenti vengono quindi esportati come file di layout in formato Gerber o Esteso. Questo file deve quindi essere inviato a un produttore di PCB per produrre il PCB. Il file di layout in formato Gerber viene inviato a un produttore di PCB e viene successivamente utilizzato per produrre il PCB fabbricando lo stack di livelli, incidendo il rame, placcando la scheda a circuito stampato, forando i fori e saldando i componenti sul PCB.
Tipi di file Gerber per PCB
Ci sono quattro tipi diversi di file Gerber per la produzione di PCB:
– File esteso: un file esteso è il formato di file più comune per i dati PCB. È un formato ASCII e può essere letto da qualsiasi software CAD o produttore di PCB.
– File Gerber standard: i file Gerber standard possono mostrare informazioni aggiuntive come lo spessore degli strati di rame e lo spessore totale dello stack. I file Gerber standard possono anche essere utilizzati per visualizzare i dati in bianco e nero.
– File ILO: un file ILO può essere utilizzato per inviare i dati dei livelli a colori. Tuttavia, può essere letto solo dal software che lo ha creato.
– File G-code: un file G-code può essere letto solo dalla macchina che lo ha creato. Può essere creato solo utilizzando un software CAM.
Un esempio di un file Gerber in formato ASCII:
G04 Film Name：paste_top*
G04 Origin Date：Thu Sep 20 15:54:22 2007*
G04 Layer：PIN/PASTEMASK_TOP*
%FSLAX26Y26*MOIN*%
%IPPOS*%
%ADD28R，.11X.043*%
%ADD39O，.07X.022*%
%AMACRO19*
21，1，.0512，.0512，0.0，0.0，45.*%
%ADD19MACRO19*%
%LPD*%
G75*
D10*
X1762513Y1175000D03*
Y1374634D03*
Y1637506D03*
D39*
X4962513Y1425000D02*
Y1375000D01*
Y1325000D01*
Y1275000D01*
M02*
Funzioni di Gerber nella produzione di PCB
Il file Gerber è un file leggibile dalla macchina che contiene dati sul progetto del circuito stampato, come lo stack di livelli, lo spessore del rame, i dati di foratura, i progetti dei componenti, le posizioni di fori o via, ecc. I dati sono memorizzati in forma sequenziale, il che li rende facili da leggere e comprendere per le macchine. Le macchine utilizzano queste informazioni per fabbricare gli strati del circuito stampato.
I dati nel file possono essere letti solo quando il progetto PCB è completamente pronto, ovvero quando tutte le parti sono saldate, la scheda è stata incisa, la scheda è stata placcata, ecc. I dati possono quindi essere utilizzati per produrre il progetto PCB finito in formato Esteso.
Limitazioni di Gerber nella produzione di PCB
Lo svantaggio principale del file Gerber è che non può essere modificato o cambiato una volta creato. Se è necessario apportare modifiche al progetto PCB, è necessario creare un nuovo file, inviarlo al produttore di PCB e quindi utilizzarlo per creare il nuovo progetto PCB.
Un altro svantaggio del file Gerber è che non è leggibile dagli esseri umani. Ciò significa che se c’è un problema con i dati, è difficile sapere dove si trova l’errore. Poiché i dati sono leggibili dalla macchina, l’errore può essere facilmente rilevato e corretto dalle macchine. I dati nel file devono essere corretti, altrimenti potrebbero esserci problemi con il progetto PCB. Ad esempio, se i dati non specificano lo spessore degli strati o non menzionano il tipo di finitura, la fabbricazione del PCB potrebbe non essere eseguita correttamente.
come creare file gerber PCB?
Dopo che la progettazione della scheda di circuito stampato (PCB) o reverse engineering è completata, i progettisti devono consegnare i file di progettazione pertinenti al produttore per la produzione. Ma a volte per motivi di riservatezza o altri motivi, dobbiamo convertire il file PCB in un file gerber e quindi fornirlo al produttore per la produzione.
Un esempio di come convertire un file pcb in un file gerber utilizzando Aulitum Designer 20:
Come mostrato nella figura seguente, sono rispettivamente la vista 2D e la vista 3D del file pcb che devono generare gerber.
Per consentire al produttore di ottenere un file di informazioni completo sulla scheda PCB, dobbiamo eseguire 4 passaggi per impostare:
1. output file gerber
2. output file di foratura
3. output marcatura di rete IPC
4. output file di coordinate patch
Infine, impacchetta tutti i file emessi in questi 4 passaggi e inviali al produttore per la produzione e il gioco è fatto!
I 4 passaggi specifici sono descritti di seguito:
1. output file gerber
Nell’interfaccia interattiva del PCB, esegui il comando “File-Fabrication Outputs-Gerber Files”, come mostrato nella figura seguente:
Dopo aver eseguito questo comando, apparirà l’interfaccia di impostazione gerber. Ci sono 5 colonne in questa interfaccia che devono essere impostate.
(1) Le impostazioni della colonna “Generale” sono mostrate nella figura seguente:
(2) La colonna “Layers” è impostata come mostrato nella figura seguente. Si noti che “Plot Layers” deve essere selezionato come UsedOn, “MirrorLayers” deve essere selezionato come All Off e “Include Unconnected mid-layer pads” deve essere anch’esso selezionato.
(3) La colonna “Drill Drawing” è impostata come mostrato di seguito, seleziona semplicemente le caselle superiore e inferiore a sinistra:
(4) Le impostazioni della colonna “Apertures” sono mostrate nella figura seguente, mantieni l’impostazione predefinita:
Dopo l’impostazione, fai clic su ok e il file gerber verrà generato nella cartella in cui si trova il PCB, come mostrato nella figura seguente:
2. output file di foratura
Dobbiamo anche emettere le informazioni sui fori di montaggio e sulle vie sul PCB. A questo punto, dobbiamo emettere il file di foratura. Nell’interfaccia interattiva del PCB, esegui il comando “File-Fabrication Outputs-NC Drill Files”, come mostrato nella figura seguente:
La figura seguente mostra l’interfaccia di impostazione dei parametri di foratura, mantieni l’impostazione predefinita e fai clic su ok. Allo stesso modo, i file di dati relativi alla foratura vengono generati nella cartella in cui si trova il PCB.
3. output marcatura di rete IPC
Quando si invia il file Gerber al produttore e si genera la netlist IPC per la verifica da parte del produttore, alcuni problemi convenzionali di circuito aperto e cortocircuito possono essere controllati per evitare alcune perdite. Nell’interfaccia interattiva del PCB, eseguire il comando “File-Assembly Outputs-Test Point Report”, come mostrato nella figura seguente:
Le impostazioni di output della netlist IPC sono mostrate nella figura seguente, fare clic su ok e i file correlati verranno generati anche nella cartella in cui si trova il PCB:
4. file di coordinate patch di output
Dopo che la scheda è stata completata, i componenti devono essere saldati e applicati. A questo punto, è necessario utilizzare le informazioni di coordinate di ciascun componente. AD in genere produce file di coordinate in formato txt. Nell’interfaccia interattiva del PCB, eseguire il comando “File-Assembly Outputs-Generate Pick and Place Files”, come mostrato nella figura seguente:
Le impostazioni di output del file di coordinate patch sono mostrate come nella figura seguente e puoi mantenere le impostazioni predefinite:
A questo punto, tutti i file Gerber sono stati prodotti. Puoi impacchettare tutti i file Gerber generati nella directory in cui si trova il PCB e inviarli al produttore per la produzione.
Conclusione
Il file Gerber è un formato di file basato su ASCII per la documentazione dei dati di produzione di circuiti stampati. Viene utilizzato per condividere i dati tra i produttori e i fornitori di PCB. I dati nel file possono essere letti solo quando il progetto PCB è completamente pronto, ovvero quando tutte le parti sono saldate, la scheda è stata incisa, la scheda è stata placcata, ecc. I dati possono quindi essere utilizzati per produrre il progetto PCB finito nel formato Excellon. Lo svantaggio principale del file Gerber è che non può essere modificato o modificato una volta creato. Se è necessario apportare modifiche al progetto PCB, è necessario creare un nuovo file, inviarlo al produttore di PCB e quindi utilizzarlo per creare il nuovo progetto PCB. Un altro svantaggio del file Gerber è che non è leggibile dall’uomo.
