O que é Gerber em PCB?
Gerber é um formato de arquivo usado para compartilhar dados entre fabricantes e fornecedores de PCB desde a década de 1980. Ele foi desenvolvido pela Gerber Systems, Inc., uma empresa que também produziu a primeira máquina CNC usada para fabricação de PCB. O termo "Gerber" refere-se à referência de codificação da barra de resposta gráfica, que é um formato de arquivo baseado em ASCII para documentar dados de fabricação de placas de circuito impresso.
Um arquivo não digital de uma placa de circuito impresso contém muitas informações sobre suas características de design, bem como seus requisitos de fabricação e outros detalhes relevantes. Cada placa de circuito impresso tem várias camadas e cada camada tem informações específicas sobre ela — seu tipo, espessura do cobre, dados de perfuração, designs de componentes, localização de orifícios ou vias (orifícios de passagem), etc.
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Por que precisamos dos arquivos Gerber para a fabricação de placas de circuito impresso?
O design de uma placa de circuito impresso é criado usando um software de design assistido por computador (CAD). O software CAD é usado para criar um layout da PCB e uma lista de componentes a serem colocados nela. Este layout e lista de componentes são então exportados como um ficheiro de layout no formato Gerber ou Extended. Este ficheiro deve então ser enviado a um fabricante de PCB para produzir a PCB. O ficheiro de layout no formato Gerber é enviado a um fabricante de PCB e é posteriormente utilizado para produzir a PCB, fabricando a pilha de camadas, gravando o cobre, revestindo a placa de circuito, perfurando os orifícios e soldando os componentes na PCB.
Tipos de arquivos Gerber para PCB
Existem quatro tipos diferentes de arquivos Gerber para a fabricação de PCB:
– Arquivo estendido: um arquivo estendido é o formato de arquivo mais comum para dados de PCB. É um formato ASCII e pode ser lido por qualquer software CAD ou fabricante de PCB.
– Arquivo Gerber padrão: os arquivos Gerber padrão podem mostrar informações adicionais, como a espessura das camadas de cobre e a espessura total da pilha. Os arquivos Gerber padrão também podem ser usados para visualizar os dados em preto e branco.
– Arquivo ILO: um arquivo ILO pode ser usado para enviar os dados das camadas em cores. No entanto, ele só pode ser lido pelo software que o criou.
– Arquivo G-code: um arquivo G-code só pode ser lido pela máquina que o criou. Ele só pode ser criado usando um software CAM.
Um exemplo de um arquivo Gerber no 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*
Funções da Gerber na fabricação de placas de circuito impresso
O arquivo Gerber é um arquivo legível por máquina que contém dados sobre o projeto da placa de circuito, como a pilha de camadas, espessura do cobre, dados de perfuração, projetos de componentes, localização de orifícios ou vias, etc. Os dados são armazenados de forma sequencial, o que facilita a leitura e compreensão pelas máquinas. As máquinas usam essas informações para fabricar as camadas da placa de circuito.
Os dados no arquivo só podem ser lidos quando o projeto da PCB estiver completamente pronto, ou seja, quando todas as peças estiverem soldadas, a placa tiver sido gravada, a placa tiver sido revestida, etc. Os dados podem então ser usados para produzir o projeto final da PCB no formato Extended.
Limitações da Gerber na fabricação de placas de circuito impresso
A principal desvantagem do arquivo Gerber é que ele não pode ser editado ou alterado depois de criado. Se for necessário fazer alguma alteração no projeto da placa de circuito impresso, é preciso criar um novo arquivo, enviá-lo ao fabricante da placa e, então, usá-lo para criar o novo projeto da placa.
Outra desvantagem do arquivo Gerber é que ele não pode ser lido por humanos. Isso significa que, se houver um problema com os dados, é difícil saber onde está o erro. Como os dados são legíveis por máquina, o erro pode ser facilmente detectado e corrigido por máquinas. Os dados no arquivo devem estar corretos, ou poderá haver problemas com o design da PCB. Por exemplo, se os dados não especificarem a espessura das camadas ou não mencionarem o tipo de acabamento, a fabricação da PCB pode não ser feita corretamente.
Como criar arquivos Gerber para PCB?
Após a conclusão do projeto da placa de circuito impresso (PCB) ou da engenharia reversa, os projetistas precisam entregar os arquivos de projeto relevantes ao fabricante para produção. Mas, às vezes, por motivos de confidencialidade ou outros, precisamos converter o arquivo PCB em um arquivo Gerber e, em seguida, fornecê-lo ao fabricante para produção.
Um exemplo de como converter um arquivo PCB em um arquivo Gerber usando o Aulitum Designer 20:
Conforme mostrado na figura abaixo, as vistas 2D e 3D do arquivo PCB que precisam gerar o Gerber são, respectivamente.
Para que o fabricante obtenha um arquivo completo com as informações da placa PCB, precisamos seguir quatro etapas para configurar:
1. gerar o arquivo Gerber
2. saída do arquivo de perfuração
3. saída da marca de rede IPC
4. gerar arquivo de coordenadas de patch
Por fim, empacote todos os arquivos gerados nessas quatro etapas e envie-os ao fabricante para produção. Pronto!
As quatro etapas específicas são descritas abaixo:
1. arquivo Gerber de saída
Na interface interativa do PCB, execute o comando "Arquivo-Saídas de fabricação-Arquivos Gerber", conforme mostrado na figura a seguir:
Após executar este comando, a interface de configuração do Gerber será exibida. Existem 5 colunas nesta interface que precisam ser configuradas.
(1) As configurações da coluna "Geral" são mostradas na figura abaixo:
(2) A coluna "Layers" (Camadas) é definida conforme mostrado na figura abaixo. Deve-se observar que "Plot Layers" (Camadas de plotagem) deve ser selecionado como UsedOn (Usado), "MirrorLayers" (Camadas espelhadas) deve ser selecionado como All Off (Tudo desativado) e "Include Unconnected mid-layer pads" (Incluir almofadas de camada intermediária não conectadas) também deve ser marcado.
(3) A coluna "Desenho de perfuração" está configurada conforme mostrado abaixo, basta marcar as caixas superior e inferior à esquerda:
(4) As configurações da coluna "Aberturas" são as mostradas na figura abaixo, mantenha o padrão:
Após definir, clique em OK e o arquivo Gerber será gerado na pasta onde o PCB está localizado, conforme mostrado na figura a seguir:
2. saída Arquivo de perfuração
Também precisamos gerar as informações dos orifícios de montagem e vias na placa de circuito impresso. Nesse momento, precisamos gerar o arquivo de perfuração. Na interface interativa da placa de circuito impresso, execute o comando "Arquivo-Saídas de fabricação-Arquivos de perfuração NC", conforme mostrado na figura a seguir:
A figura a seguir mostra a interface de configuração dos parâmetros de perfuração. Mantenha as configurações padrão e clique em OK. Da mesma forma, os arquivos de dados relacionados à perfuração são gerados na pasta onde o PCB está localizado.
3. saída IPC marca líquida
Ao enviar o arquivo Gerber ao fabricante e gerar a lista de redes IPC para verificação pelo fabricante, alguns problemas convencionais de circuito aberto e curto-circuito podem ser verificados para evitar algumas perdas. Na interface interativa da PCB, execute o comando "Arquivo-Saídas de montagem-Relatório de pontos de teste", conforme mostrado na figura a seguir:
As configurações de saída da lista de redes IPC são mostradas na figura abaixo. Clique em OK e os arquivos relacionados também serão gerados na pasta onde o PCB está localizado:
4. arquivo de coordenadas do patch de saída
Depois que a placa estiver pronta, os componentes precisam ser soldados e remendados. Nesse ponto, precisamos usar as informações de coordenadas de cada componente. O AD geralmente gera arquivos de coordenadas no formato txt. Na interface interativa do PCB, execute o comando "Arquivo-Saídas de montagem-Gerar arquivos de seleção e colocação", conforme mostrado na figura a seguir:
As configurações de saída do arquivo de coordenadas do patch são mostradas na figura abaixo, e você pode manter as configurações padrão:
Neste ponto, todos os arquivos Gerber foram gerados. Você pode empacotar todos os arquivos Gerber gerados no diretório onde o PCB está localizado e enviá-los ao fabricante para produção.
Conclusão
O arquivo Gerber é um formato de arquivo baseado em ASCII para documentar dados de fabricação de placas de circuito impresso. Ele é usado para compartilhar dados entre fabricantes e fornecedores de PCB. Os dados no arquivo só podem ser lidos quando o projeto da PCB estiver completamente pronto, ou seja, quando todas as peças estiverem soldadas, a placa tiver sido gravada, a placa tiver sido revestida, etc. Os dados podem então ser usados para produzir o projeto final da PCB no formato Excellon. A principal desvantagem do arquivo Gerber é que ele não pode ser editado ou alterado depois de criado. Se for necessário fazer alguma alteração no projeto da PCB, é necessário criar um novo arquivo, enviá-lo ao fabricante da PCB e, em seguida, usá-lo para criar o novo projeto da PCB. Outra desvantagem do arquivo Gerber é que ele não é legível por humanos.
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