Qu'est-ce que Gerber sur une carte de circuit imprimé ?
Gerber est un format de fichier utilisé pour partager des données entre les fabricants et les fournisseurs de cartes de circuit imprimé depuis les années 1980. Il a été développé par Gerber Systems, Inc., une entreprise qui a également produit la première machine CNC utilisée pour la fabrication de cartes de circuit imprimé. Le terme « Gerber » fait référence à l’encodage de réponse graphique, qui est un format de fichier basé sur ASCII pour documenter les données de fabrication d’une carte de circuit imprimé.
Un fichier non numérique d’une carte de circuit imprimé contient beaucoup d’informations sur ses caractéristiques de conception ainsi que sur ses exigences de fabrication et d’autres détails pertinents. Chaque carte de circuit imprimé possède plusieurs couches et chaque couche possède des informations spécifiques à celle-ci : son type, l’épaisseur du cuivre, les données de perçage, les conceptions des composants, les emplacements des trous ou des vias (trous passant, etc.).
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Pourquoi avons-nous besoin de fichiers Gerber pour la fabrication de cartes de circuit imprimé ?
Un circuit imprimé est créé à l’aide d’un logiciel d’assistance à la conception (CAO). Le logiciel CAO est utilisé pour créer un schéma du circuit imprimé et une liste des composants à y placer. Ce schéma et cette liste de composants sont ensuite exportés au format de fichier de schéma soit en Gerber soit en format étendu. Ce fichier doit ensuite être envoyé à un fabricant de circuits imprimés pour produire le circuit imprimé. Le fichier de schéma au format Gerber est envoyé à un fabricant de circuits imprimés et est utilisé plus tard pour produire le circuit imprimé en fabriquant l’empilement des couches, en gravant le cuivre, en plaquant la carte de circuit, en perçant les trous et en soudant les composants sur le circuit imprimé.
Types de fichiers Gerber pour les circuits imprimés
Il existe quatre types différents de fichiers Gerber pour la fabrication de circuits imprimés :
– Fichier étendu : Un fichier étendu est le format de fichier le plus courant pour les données de circuit imprimé. Il s’agit d’un format ASCII et peut être lu par tout logiciel CAO ou fabricant de circuits imprimés.
– Fichier Gerber standard : Les fichiers Gerber standard peuvent afficher des informations supplémentaires telles que l’épaisseur des couches de cuivre et l’épaisseur totale de l’empilement. Les fichiers Gerber standard peuvent également être utilisés pour afficher les données en noir et blanc.
– Fichier ILO : Un fichier ILO peut être utilisé pour envoyer les données des couches en couleur. Cependant, il ne peut être lu que par le logiciel qui l’a créé.
– Fichier G-code : Un fichier G-code ne peut être lu que par la machine qui l’a créé. Il ne peut être créé qu’à l’aide d’un logiciel CAM.
Un exemple de fichier Gerber au format 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*
Fonctions du Gerber dans la fabrication de circuits imprimés
Le fichier Gerber est un fichier lisible par machine qui contient des données sur la conception du circuit imprimé, telles que l’empilement des couches, l’épaisseur du cuivre, les données de perçage, les conceptions des composants, les emplacements des trous ou des vias, etc. Les données sont stockées sous forme séquentielle, ce qui facilite la lecture et la compréhension par les machines. Les machines utilisent ces informations pour fabriquer les couches du circuit imprimé.
Les données dans le fichier ne peuvent être lues qu’une fois la conception du PCB terminée, c’est-à-dire lorsque tous les composants sont soudés, que la carte a été gravée, que la carte a été placquée, etc. Les données peuvent alors être utilisées pour produire la conception du PCB finale au format étendu.
Limitations de Gerber dans la fabrication de PCB
Le principal inconvénient du fichier Gerber est qu’il ne peut pas être modifié ou modifié une fois créé. Si des modifications doivent être apportées à la conception du PCB, un nouveau fichier doit être créé, envoyé au fabricant du PCB, puis utilisé pour créer le nouveau PCB.
Un autre inconvénient du fichier Gerber est qu’il n’est pas lisible par les humains. Cela signifie que s’il y a un problème avec les données, il est difficile de savoir où se trouve l’erreur. Étant donné que les données sont lisibles par machine, l’erreur peut être facilement détectée et corrigée par les machines. Les données dans le fichier doivent être correctes, sinon il peut y avoir des problèmes avec la conception du PCB. Par exemple, si les données ne spécifient pas l’épaisseur des couches ou ne mentionnent pas le type de finition, la fabrication du PCB peut ne pas être effectuée correctement.
comment créer des fichiers Gerber pour un PCB ?
Après la conception de la carte de circuit imprimé (PCB) ou ingénierie inverse est terminée, les concepteurs doivent remettre les fichiers de conception pertinents au fabricant pour la production. Mais parfois, pour des raisons de confidentialité ou d’autres raisons, nous devons convertir le fichier PCB en fichier Gerber, puis le fournir au fabricant pour la production.
Voici un exemple de la façon de convertir un fichier PCB en fichier Gerber à l’aide d’Aulitum Designer 20 :
Comme illustré sur la figure ci-dessous, les vues 2D et 3D du fichier PCB à générer en Gerber sont respectivement.
Afin que le fabricant obtienne un fichier complet d’informations sur la carte de circuit imprimé, nous devons passer par 4 étapes pour définir :
1. sortie du fichier Gerber
2. sortie du fichier de perçage
3. sortie de l’étiquetage IPC des réseaux
4. sortie du fichier de coordonnées des patchs
Enfin, regroupez tous les fichiers produits dans ces 4 étapes et envoyez-les au fabricant pour la production, et vous avez terminé !
Les 4 étapes spécifiques sont décrites ci-dessous :
1. sortie du fichier Gerber
Dans l’interface interactive de la PCB, exécutez la commande « Fichier-Sorties de fabrication-Fichiers Gerber », comme illustré sur la figure suivante :
Après avoir exécuté cette commande, l’interface de configuration Gerber apparaîtra. Il y a 5 colonnes dans cette interface qui doivent être définies.
(1) Les paramètres de la colonne « Général » sont illustrés sur la figure ci-dessous :
(2) La colonne « Couches » est définie comme illustré sur la figure ci-dessous. Il convient de noter que « Couches utilisées » doit être sélectionnée, « Couches miroir » doit être sélectionnée comme Désactivé et « Inclure les pads intermédiaires non connectés » doit également être coché.
(3) La colonne « Drill Drawing » est définie comme indiqué ci-dessous, vérifiez simplement les cases supérieures et inférieures à gauche :
(4) Les paramètres de la colonne « Apertures » sont illustrés dans la figure ci-dessous, conservez les valeurs par défaut :
Après avoir défini les paramètres, cliquez sur OK et le fichier Gerber sera généré dans le dossier où se trouve le PCB, comme illustré dans la figure suivante :
2. output Drilling file
Nous devons également sortir les informations des trous de montage et des vias sur le PCB. À ce moment-là, nous devons sortir le fichier de perçage. Dans l’interface interactive du PCB, exécutez la commande « File-Fabrication Outputs-NC Drill Files », comme illustré dans la figure suivante :
La figure suivante montre l’interface de définition des paramètres de perçage, conservez les valeurs par défaut et cliquez sur OK. De même, les fichiers de données liés au perçage sont générés dans le dossier où se trouve le PCB.
3. output IPC net mark
Lorsque vous soumettez le fichier Gerber au fabricant et générez la liste IPC net pour que le fabricant puisse la vérifier, certains problèmes de circuit ouvert et de court-circuit courants peuvent être vérifiés afin d’éviter certaines pertes. Dans l’interface interactive du PCB, exécutez la commande « File-Assembly Outputs-Test Point Report », comme illustré dans la figure suivante :
Les paramètres de sortie de la liste IPC net sont illustrés dans la figure ci-dessous, cliquez sur OK et les fichiers connexes sont également générés dans le dossier où se trouve le PCB :
4. output patch coordinate file
Une fois la carte terminée, les composants doivent être soudés et patchés. À ce stade, nous devons utiliser les informations de coordonnées de chaque composant. AD produit généralement des fichiers de coordonnées au format txt. Dans l’interface interactive du PCB, exécutez la commande « File-Assembly Outputs-Generate Pick and Place Files », comme illustré dans la figure suivante :
Les paramètres de sortie du fichier de coordonnées du patch sont présentés dans la figure ci-dessous, et vous pouvez conserver les valeurs par défaut.
À ce stade, tous les fichiers Gerber ont été générés. Vous pouvez empaqueter tous les fichiers Gerber générés dans le répertoire où se trouve le PCB et les envoyer au fabricant pour la production.
Conclusion
Le fichier Gerber est un format de fichier basé sur ASCII pour documenter les données de fabrication de la carte de circuit imprimé. Il est utilisé pour partager des données entre les fabricants de PCB et les fournisseurs. Les données dans le fichier ne peuvent être lues qu’une fois la conception du PCB terminée, c’est-à-dire lorsque tous les composants sont soudés, que la carte a été gravée, que la carte a été placquée, etc. Ces données peuvent ensuite être utilisées pour produire la conception du PCB finale au format Excellon. Le principal inconvénient du fichier Gerber est qu’il ne peut pas être modifié ou modifié une fois créé. Si des modifications doivent être apportées à la conception du PCB, un nouveau fichier doit être créé, envoyé au fabricant du PCB et ensuite utilisé pour créer la nouvelle conception du PCB. Un autre inconvénient du fichier Gerber est qu’il n’est pas lisible par l’homme.
