¿Qué es un archivo Gerber?

¿Alguna vez te has preguntado cómo se transfieren todos los detalles de tu diseño de PCB a una placa de cobre tangible? ¡Sigue leyendo para descubrir la importancia de los archivos Gerber en la fabricación de PCB!

(Vista 3D de un diseño de PCB en espera de fabricación en KiCad 3D Viewer)

Como ingeniero de diseño de PCB, el esfuerzo final que dedica a su diseño para que supere la Verificación de Reglas de Diseño (DRC), la Verificación de Reglas Eléctricas (ERC), el Análisis de Integridad de Señal (SI) e incluso el Diseño para Fabricación (DFM) es lograr que su circuito funcione a la perfección. Sin embargo, para que su diseño se fabrique, necesita instrucciones de fabricación eficaces, lo que implica generar el formato de archivo Gerber adecuado para la fabricación.

Un archivo Gerber es a una placa de circuito impreso (PCB) terminada, lo que un guion es a una obra de teatro. Así como un guion proporciona a los actores diálogos, indicaciones y acotaciones, un archivo Gerber proporciona a las máquinas de fabricación de PCB instrucciones precisas para producir el diseño exacto creado por un ingeniero de diseño de PCB.

(Vista frontal de cobre de una PCB diseñada abierta con un visor Gerber)

Aunque el archivo Gerber no es el único archivo de salida utilizado en la fabricación de PCB, existen otros como ODB++ e IPC-2581. Sin embargo, para interpretarlo, el formato de archivo Gerber sigue siendo el más popular. En este artículo, comprenderá el formato de archivo Gerber, su función única en la fabricación de PCB y cómo usar un visor de archivos Gerber.

¿Qué es un archivo Gerber?

Los archivos Gerber almacenan principalmente toda la información sobre el diseño de PCB en un formato que puede ser interpretado por el software de fabricación asistida por computadora (CAM).Los datos del archivo Gerber incluyen la coordenada XY para el comando de dibujo y flash, la definición de apertura y el código del comando de dibujo y flash (parámetro de configuración).

En pocas palabras, el archivo Gerber es la transcripción de un diseño de PCB que las máquinas de fabricación pueden comprender fácilmente. Para ver o editar estos archivos, los ingenieros utilizan visores y editores de archivos Gerber.

El formato Gerber y sus extensiones

Evolución del formato Gerber

El formato de archivo Gerber fue desarrollado en la década de 1960 por Corporación de sistemas Gerber, empresa fundada por Joseph Gerber. En aquel entonces, varias empresas de la industria electrónica adoptaban rápidamente el diseño de PCB para sus productos, lo que hizo que el formato de archivo Gerber se hiciera famoso en el mundo de la electrónica. Desde su primera versión hasta la fecha, ha evolucionado significativamente, y cada actualización aporta mayor sofisticación, precisión y facilidad de transferencia de datos, tanto para diseñadores como para fabricantes.

La evolución del formato Gerber incluye:

1. RSD-274-D

2. RS-274X

3. Formato Gerber X2

4. ODB++

Descripción general de los diferentes formatos Gerber

1. RSD-274-D: Corporación de sistemas Gerber creado tEl formato de archivo Gerber RS-274-D de la década de 1960 se utilizaba básicamente para controlar fotoplotters y generar películas utilizadas en la producción de PCB. Este formato inicial utilizaba las coordenadas XY junto con los comandos de dibujo y flash para definir formas. Sin embargo, los ingenieros debían asignar manualmente códigos de apertura específicos para la definición de la apertura durante la creación del archivo.

2. RS-274X: Más tarde, en la década de 1980, se introdujo el formato de archivo Gerber RS-274X para abordar muchas de las limitaciones del anterior formato RS-274-D. Una mejora significativa de esta versión fue su capacidad para gestionar la información de apertura directamente dentro del mismo archivo. Esto elimina la necesidad de definiciones de apertura independientes. A pesar de esta mejora, el formato Gerber RS-274X aún requiere la inclusión de varios archivos adicionales para representar diferentes capas de PCB y datos de perforación.

3. Formato Gerber X2: El La introducción del formato Gerber X2 supone un avance significativo en la industria electrónica. Si bien está diseñado para ser compatible con los visores de archivos Gerber RS-274X y el software Gerber existentes, incorpora atributos y funciones adicionales que facilitan el proceso de diseño a fabricación. Las características clave del archivo Gerber incluyen:

•  Definiciones de pila de capas

•  Datos de perforación

•  Datos de componentes como números de piezas, valores y huellas

•  Control de impedancia

•  Datos de la lista de conexiones

Compatibilidad con versiones anteriores (esto implica X2 mantiene la compatibilidad con los visores RS-274X existentes y el software Gerber)

4. ODB++: El formato ODB++ integra todos los datos necesarios para la producción de PCB (incluidas estructuras de capas, datos de perforación, apilamiento de materiales, lista de conexiones con puntos de prueba, lista de materiales (BOM) de componentes, ubicación de componentes y datos de fabricación) en un solo archivo.

Extensión de archivo Gerber

Al igual que los archivos .mp3 indican archivos de audio, las diferentes extensiones de archivo Gerber describen distintas capas y funciones en un diseño de PCB. Estos son algunos tipos comunes de archivos Gerber:

    • APTO: Archivo de apertura

    • ABR: Archivo de apertura

    • DRL: Datos de perforación

    • RRD: Tamaño de la herramienta de perforación

    • EXTREP: Informe de extensión de archivos Gerber

    • GBL: Capa inferior de Gerber

    • Síndrome de Guillain-Barré: Máscara de soldadura inferior

    • GBP: Pasta de fondo

    • GBO: Superposición inferior

    • GPB: Pad Master Inferior

    • G1, G2, etc.: Capa intermedia 1, 2, etc.

    • GD1, .GD2, etc.: Dibujo de taladro

    • GG1, .GG2, etc.: Guía de taladro

    • GM1, .GM2, etc.: Capa mecánica 1, 2, etc.

    • GP1, .GP2, etc.: Capa del plano interno 1, 2, etc.

    • GKO: Mantener la capa

    • GTL: Capa superior de Gerber

    • GTP: Pasta superior

    • GPT: Pad Master Top

    • GTO: Superposición superior

    • GTS: Máscara de soldadura superior

    • PLD: Archivo de exportación de pares de capas para PCB

    • P01, P02, etc.: Paneles Gerber

    • REPS: Informe de la lista de aperturas utilizadas en capas individuales

    • REGLA: Reglas de DRC (Verificación de reglas de diseño)

    • TXT: Posición del taladro

Datos en archivos Gerber

Literalmente, al abrir un archivo Gerber, se ve una secuencia de caracteres conocidos, que incluyen letras, números y caracteres especiales. La pregunta sigue siendo: ¿qué tipo de datos representan esos datos ASCII? Una respuesta sencilla es que los datos codificados que se ven contienen información crucial sobre cada capa del diseño de la PCB. Estas capas incluyen:

    • Cobre superior (capa superior)

    • Máscara de soldadura superior

    • Capa de pasta superior

    • Serigrafía

    • Datos de perforación

• Esquema del tablero

(Vista de múltiples capas de un archivo Gerber)

¿Cómo abrir archivos Gerber?

Como ingeniero, puede que necesite abrir su archivo Gerber por varias razones. Puede ser para comprobar errores, analizar diseños o incluso compartir información con su equipo. Con un visor de archivos Gerber adecuado, abrir un archivo Gerber es muy sencillo. De hecho, muchos de los visores existentes también funcionan como editores de archivos Gerber, lo que le permite realizar los ajustes necesarios. Aquí tiene algunos visores Gerber recomendados que puede explorar como ingeniero:

·     Gerbv

·     KiCad

·     Altium Designer

·     Diseñador de PCB de OrCAD

·     GerberViewer.org

·     Visor Gerber en línea de PCBWay

(Software de visualización de Gerber en KiCad)

Aplicación práctica: creación y exportación de archivos Gerber

Uso de software de diseño de PCB popular

Aquí hay una guía de aplicación práctica para crear y exportar archivos Gerber utilizando Eagle, Altium Designer y EasyEDA:

1. Águila:

1. Abra el proyecto de PCB en EAGLE.

2. Ejecutar el Comprobación de reglas de diseño (RDC) para garantizar que el diseño pase todas las comprobaciones.

3. Vaya a la Archive menú y seleccionar Procesador CAM.

4. Seleccione el trabajo CAM preconfigurado o cargue uno adecuado si es necesario.

5. Haga clic en el Trabajo de proceso Botón para generar los archivos de salida.

6. Especifique un directorio de salida cuando se le solicite.

7. Revise el resumen final y haga clic OK Para confirmar.

8. Los archivos Gerber se generan en la carpeta de salida definida.

9. También se crea un informe de trabajo que detalla las salidas del archivo.

2. Altium Designer:

1. Abra su proyecto de PCB en Diseñador de Altium.

2. Navegar a presentar > Salidas de fabricación > Archivos Gerber.

3. En el Configuración de Gerber diálogo, seleccione las capas que desea trazar haciendo clic Capas de la trama y luego Seleccionar Usado.

4. Vaya a la pestaña, configure los ajustes según sea necesario y haga clic en Aplicar.

5. Cerrar la ventana emergente—Proyecto de cámara ventana sin guardar.

6.   Ir al archivo > Salidas de fabricación > Archivos de taladro NC

7. para generar los archivos de perforación.

8. Configure los ajustes del taladro en el cuadro de diálogo Configuración de taladro NC y haga clic en OK.

9. El Importar datos de perforación Aparecerá una ventana, mantenga la configuración predeterminada y haga clic en OK.

10. Los archivos Gerber y de perforación ahora se exportan y están disponibles en la carpeta de salida especificada.

3. EasyEDA:

1. Abra su proyecto en FácilEDA.

2. Haga clic en Comparación de y seleccione Generar archivo de fabricación (Gerber).

3. Si se le solicita, haga clic en No, generar Gerber para proceder.

4. Haga clic en Generar Gerber.

5. Guarde el archivo en la ubicación que prefiera con el nombre de archivo elegido.

6. El software generará un .zip archivo que contiene todos los archivos Gerber necesarios.

7. Este .zip El archivo se puede cargar a plataformas como Circuitos de leones Al realizar un pedido.

Solución de problemas comunes

Los errores de archivos Gerber pueden ocurrir por diversas razones. En la mayoría de los casos, la PCB no se fabrica correctamente. Algunos de los posibles errores que podría encontrar al intentar abrir un archivo Gerber incluyen:

    1. Faltan archivos de ejercicios.

    2. Errores de contorno que pueden dar lugar a dimensiones incorrectas del tablero.

    3. Tamaño de PCB y orificio de perforación no coincidentes.

    4. Errores de etiquetado de capas y disposición de componentes.

    5. Listas de aperturas múltiples

Comparación: archivos Gerber vs. archivos CAD

Los archivos Gerber y CAD tienen diferentes propósitos y difieren en sus formatos de salida y uso. Los archivos Gerber son salidas estándar diseñadas principalmente para la fabricación de PCB. El archivo Gerber contiene datos detallados de cada capa de la placa, incluyendo trazas de cobre, orificios de perforación y máscaras de soldadura. Por otro lado, los archivos CAD se utilizan para el diseño de PCB y contienen información más completa, como esquemas, ubicación de componentes y enrutamiento eléctrico. Los archivos CAD generalmente son propiedad del software utilizado únicamente para el diseño. En cambio, los archivos Gerber son universales y se centran en transmitir instrucciones de fabricación de forma que todas las herramientas de fabricación puedan interpretarlas.

En cuanto al proceso de generación, los archivos CAD suelen crearse mediante software de diseño como Altium Designer, KiCad o Eagle. Estos programas son bastante sofisticados y permiten realizar diversas funciones, como simulación, gestión de componentes y otras. Una vez finalizado el proceso de diseño, el software CAD suele exportar archivos Gerber específicamente para la fabricación. Herramientas como el procesador CAM de Eagle o el generador de archivos Gerber de Altium se utilizan habitualmente para este fin.

Conclusión

Toda PCB diseñada correctamente se basa en un archivo Gerber bien estructurado que contiene todos los datos Gerber necesarios, como trazas de cobre, datos de perforación y máscaras de soldadura. El formato de archivo Gerber es el estándar universal para la fabricación de PCB, lo que garantiza precisión y fiabilidad en toda la industria.

Comprender qué es un archivo Gerber, saber cómo abrirlo y utilizar un visor o software de Gerber son pasos cruciales para los ingenieros. Siguiendo las mejores prácticas, puede garantizar que sus archivos Gerber estén impecables y listos para la fabricación.