¿Qué es Gerber en PCB?
Gerber es un formato de archivo que se ha utilizado para compartir datos entre fabricantes y proveedores de PCB desde la década de 1980. Fue desarrollado por Gerber Systems, Inc., una empresa que también produjo la primera máquina CNC utilizada para la fabricación de PCB. El término «Gerber» se refiere a la referencia de codificación de la barra de respuesta gráfica, que es un formato de archivo basado en ASCII para documentar los datos de fabricación de placas de circuito impreso.
Un archivo no digital de una placa de circuito impreso contiene mucha información sobre sus características de diseño, así como sus requisitos de fabricación y otros detalles relevantes. Cada placa de circuito impreso tiene varias capas y cada capa contiene información específica sobre ella: su tipo, grosor del cobre, datos de perforación, diseños de componentes, ubicación de los orificios o vías (orificios pasantes), etc.
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¿Por qué necesitamos archivos Gerber para la fabricación de PCB?
El diseño de una placa de circuito impreso se crea utilizando un software de diseño asistido por ordenador (CAD). El software CAD se utiliza para crear un diseño de la PCB y una lista de los componentes que se colocarán en ella. A continuación, este diseño y la lista de componentes se exportan como un archivo de diseño en formato Gerber o Extended. Este archivo debe enviarse a un fabricante de PCB para que produzca la PCB. El archivo de diseño en formato Gerber se envía a un fabricante de PCB y posteriormente se utiliza para producir la PCB mediante la fabricación de la pila de capas, el grabado del cobre, el recubrimiento de la placa de circuito, la perforación de los orificios y la soldadura de los componentes en la PCB.
Tipos de archivos Gerber para PCB
Existen cuatro tipos diferentes de archivos Gerber para la fabricación de PCB:
– Archivo extendido: un archivo extendido es el formato de archivo más común para los datos de PCB. Es un formato ASCII y puede ser leído por cualquier software CAD o fabricante de PCB.
– Archivo Gerber estándar: los archivos Gerber estándar pueden mostrar información adicional, como el grosor de las capas de cobre y el grosor total de la pila. Los archivos Gerber estándar también se pueden utilizar para ver los datos en blanco y negro.
– Archivo ILO: un archivo ILO se puede utilizar para enviar los datos de las capas en color. Sin embargo, solo puede ser leído por el software que lo creó.
– Archivo G-code: un archivo G-code solo puede ser leído por la máquina que lo ha creado. Solo se puede crear utilizando software CAM.
Ejemplo de un archivo Gerber en 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*
Funciones de Gerber en la fabricación de PCB
El archivo Gerber es un archivo legible por máquina que contiene datos sobre el diseño de la placa de circuito, como la pila de capas, el grosor del cobre, los datos de perforación, los diseños de los componentes, la ubicación de los orificios o vías, etc. Los datos se almacenan de forma secuencial, lo que facilita su lectura y comprensión por parte de las máquinas. Las máquinas utilizan esta información para fabricar las capas de la placa de circuito.
Los datos del archivo solo se pueden leer cuando el diseño de la PCB está completamente listo, es decir, cuando todas las piezas están soldadas, la placa ha sido grabada, la placa ha sido chapada, etc. Los datos se pueden utilizar entonces para producir el diseño final de la PCB en formato extendido.
Limitaciones de Gerber en la fabricación de placas de circuito impreso
El principal inconveniente del archivo Gerber es que no se puede editar ni modificar una vez creado. Si es necesario realizar algún cambio en el diseño de la PCB, hay que crear un nuevo archivo, enviarlo al fabricante de la PCB y utilizarlo para crear el nuevo diseño de la PCB.
Otro inconveniente del archivo Gerber es que no es legible para los seres humanos. Esto significa que, si hay un problema con los datos, es difícil saber dónde está el error. Dado que los datos son legibles por máquina, el error puede ser fácilmente detectado y corregido por máquinas. Los datos del archivo deben ser correctos, o podrían surgir problemas con el diseño de la PCB. Por ejemplo, si los datos no especifican el grosor de las capas o no mencionan el tipo de acabado, es posible que la fabricación de la PCB no se realice correctamente.
¿Cómo crear archivos Gerber para PCB?
Una vez completado el diseño de la placa de circuito impreso (PCB) o la ingeniería inversa, los diseñadores deben entregar los archivos de diseño pertinentes al fabricante para su producción. Sin embargo, en ocasiones, por motivos de confidencialidad u otras razones, es necesario convertir el archivo PCB en un archivo Gerber y, a continuación, proporcionarlo al fabricante para su producción.
Un ejemplo de cómo convertir un archivo PCB en un archivo Gerber utilizando Aulitum Designer 20:
Como se muestra en la siguiente figura, la vista 2D y la vista 3D del archivo PCB que necesitan generar Gerber son, respectivamente.
Para que el fabricante obtenga un archivo completo con la información de la placa PCB, debemos seguir cuatro pasos para configurarlo:
1. Generar el archivo Gerber.
2. Generar el archivo de taladrado
3. Generar marca de red IPC
4. Generar el archivo de coordenadas de parches
Por último, empaquete todos los archivos generados en estos cuatro pasos y envíelos al fabricante para su producción, ¡y ya está!
A continuación se describen los cuatro pasos específicos:
1. Generar archivo Gerber.
En la interfaz interactiva de PCB, ejecute el comando «Archivo-Salidas de fabricación-Archivos Gerber», como se muestra en la siguiente figura:
Después de ejecutar este comando, aparecerá la interfaz de configuración de Gerber. Hay 5 columnas en esta interfaz que deben configurarse.
(1) La configuración de la columna «General» es la que se muestra en la siguiente figura:
(2) La columna «Capas» se configura como se muestra en la siguiente figura. Cabe señalar que «Capas de trazado» debe seleccionarse como «Usado en», «Capas espejo» debe seleccionarse como «Todo desactivado» y «Incluir almohadillas de capa intermedia no conectadas» también debe marcarse.
(3) La columna «Dibujo de perforación» se configura como se muestra a continuación, solo hay que marcar las casillas superior e inferior de la izquierda:
(4) Los ajustes de la columna «Aperturas» son los que se muestran en la siguiente figura. Mantenga los valores predeterminados:
Después de configurar, haga clic en Aceptar y el archivo Gerber se generará en la carpeta donde se encuentra la PCB, como se muestra en la siguiente figura:
2. Archivo de perforación de salida
También necesitamos generar la información de los orificios de montaje y las vías en la PCB. En este momento, necesitamos generar el archivo de taladrado. En la interfaz interactiva de la PCB, ejecute el comando «Archivo-Salidas de fabricación-Archivos de taladrado NC», como se muestra en la siguiente figura:
La siguiente figura muestra la interfaz de configuración de los parámetros de perforación. Mantenga los valores predeterminados y haga clic en Aceptar. Del mismo modo, los archivos de datos relacionados con la perforación se generan en la carpeta donde se encuentra el PCB.
3. Salida IPC marca neta
Al enviar el archivo Gerber al fabricante y generar la lista de redes IPC para que el fabricante la verifique, se pueden comprobar algunos problemas convencionales de circuito abierto y cortocircuito para evitar algunas pérdidas. En la interfaz interactiva de PCB, ejecute el comando «Archivo-Salidas de ensamblaje-Informe de puntos de prueba», como se muestra en la siguiente figura:
La configuración de salida de la lista de redes IPC se muestra en la siguiente figura. Haga clic en Aceptar y los archivos relacionados también se generarán en la carpeta donde se encuentra el PCB:
4. Generar archivo de coordenadas del parche de salida
Una vez completada la placa, es necesario soldar y reparar los componentes. En este punto, necesitamos utilizar la información de coordenadas de cada componente. AD suele generar archivos de coordenadas en formato txt. En la interfaz interactiva de PCB, ejecute el comando «Archivo-Salidas de ensamblaje-Generar archivos de selección y colocación», como se muestra en la siguiente figura:
La configuración de salida del archivo de coordenadas del parche es la que se muestra en la siguiente figura, y puede mantener la configuración predeterminada:
En este punto, se han generado todos los archivos Gerber. Puede empaquetar todos los archivos Gerber generados en el directorio donde se encuentra la PCB y enviarlos al fabricante para su producción.
Conclusión
El archivo Gerber es un formato de archivo basado en ASCII para documentar los datos de fabricación de placas de circuito impreso. Se utiliza para compartir datos entre los fabricantes y proveedores de PCB. Los datos del archivo solo se pueden leer cuando el diseño de la PCB está completamente listo, es decir, cuando todas las piezas están soldadas, la placa ha sido grabada, la placa ha sido chapada, etc. Los datos se pueden utilizar para producir el diseño final de la PCB en formato Excellon. El principal inconveniente del archivo Gerber es que no se puede editar ni modificar una vez creado. Si es necesario realizar algún cambio en el diseño de la PCB, hay que crear un nuevo archivo, enviarlo al fabricante de PCB y utilizarlo para crear el nuevo diseño de PCB. Otro inconveniente del archivo Gerber es que no es legible para los seres humanos.
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