Qu'est-ce qu'un fichier Gerber ?

Vous êtes-vous déjà demandé comment tous les détails de votre conception de PCB sont transférés sur une carte en cuivre tangible ? Lisez la suite pour découvrir le rôle essentiel des fichiers Gerber dans la fabrication de PCB !

(Vue 3D d'une conception PCB en attente de fabrication dans KiCad 3D Viewer)

En tant qu'ingénieur concepteur de circuits imprimés, tous les efforts que vous déployez pour réussir votre conception (Contrôle des règles de conception, Contrôle des règles électriques, Analyse de l'intégrité du signal, et même Conception pour la fabrication, etc.) visent à garantir le parfait fonctionnement de votre circuit. Cependant, pour que votre conception soit fabriquée, des instructions de fabrication efficaces sont nécessaires, ce qui nécessite la génération du format de fichier Gerber approprié.

Un fichier Gerber est à un circuit imprimé (PCB) fini ce qu'un scénario est à une pièce de théâtre. Tout comme un scénario fournit aux acteurs des répliques, des indications et des indications scéniques, un fichier Gerber fournit aux machines de fabrication de PCB des instructions précises pour produire le design exact créé par un ingénieur concepteur de PCB.

(Vue avant en cuivre d'un PCB conçu ouvert avec une visionneuse Gerber)

Bien que le fichier Gerber ne soit pas le seul fichier de sortie utilisé dans la fabrication de circuits imprimés, il en existe d'autres, comme ODB++ et IPC-2581. Cependant, il est difficile de l'interpréter. Le format Gerber reste le plus populaire. Cet article vous expliquera le format Gerber, son rôle unique dans la fabrication de circuits imprimés et comment utiliser un visualiseur de fichiers Gerber.

Qu'est-ce qu'un fichier Gerber ?

Les fichiers Gerber stockent principalement toutes les informations sur la disposition de la conception du PCB sous une forme qui peut être interprétée par le logiciel de fabrication assistée par ordinateur (FAO).Les données du fichier Gerber incluent la coordonnée XY pour la commande de dessin et de flash, la définition d'ouverture et le code de commande de dessin et de flash (paramètre de configuration).

En termes simples, le fichier Gerber est la transcription d'une conception de circuit imprimé, facilement compréhensible par les machines de fabrication. Pour visualiser ou modifier ces fichiers, les ingénieurs utilisent des visualiseurs et des éditeurs de fichiers Gerber.

Le format Gerber et ses extensions

Évolution du format Gerber

Le format de fichier Gerber a été développé dans les années 1960 par Gerber Systems Corporation, une société fondée par Joseph Gerber. À cette époque, plusieurs entreprises du secteur électronique adoptaient rapidement le concept de circuit imprimé pour leurs produits électroniques, contribuant ainsi à la renommée du format de fichier Gerber. Depuis sa première version jusqu'à aujourd'hui, le format Gerber a considérablement évolué, chaque mise à jour apportant aux fabricants une sophistication, une précision et une facilité de transfert de données toujours plus grandes.

L'évolution du format Gerber comprend :

1. RSD-274-D

2. RS-274X

3. Format Gerber X2

4. ODB++

Aperçu des différents formats Gerber

1. RSD-274-D : Gerber Systems Corporation créée tLe format de fichier Gerber RS-274-D, utilisé dans les années 1960, servait essentiellement à contrôler les phototraceurs pour la génération de films utilisés dans la production de circuits imprimés. Ce format primitif utilisait les coordonnées XY, ainsi que les commandes de dessin et de flash pour définir les formes. Cependant, les ingénieurs devaient attribuer manuellement des codes d'ouverture spécifiques à cette définition lors de la création du fichier.

2. RS-274X : Plus tard dans les années 1980, le format de fichier Gerber RS-274X a été introduit pour pallier de nombreuses limitations du format RS-274-D. Une amélioration significative de cette version ultérieure résidait dans la possibilité de gérer directement les informations d'ouverture au sein d'un même fichier. Ainsi, il n'est plus nécessaire de définir des ouvertures distinctes. Malgré cette amélioration, le format Gerber RS-274X nécessite toujours l'inclusion de plusieurs autres fichiers pour représenter les différentes couches de circuits imprimés et les données de perçage.

3. Format Gerber X2 : La L'introduction du format Gerber X2 constitue une avancée majeure dans l'industrie électronique. Bien que conçu pour être compatible avec les visualiseurs de fichiers Gerber RS-274X et les logiciels Gerber existants, il offre des attributs et fonctionnalités supplémentaires qui fluidifient le processus de conception à la fabrication. Parmi les principales caractéristiques du fichier Gerber, on peut citer :

•  Définitions de la pile de couches

•  Données de forage

•  Données de composant tels que les numéros de pièces, les valeurs et les empreintes

•  Contrôle d'impédance

•  Données de la liste d'interconnexion

Compatibilité descendante (cela implique X2 maintient la compatibilité avec les visualiseurs RS-274X existants et le logiciel Gerber)

4. ODB++ : Le format ODB++ intègre toutes les données nécessaires à la production de PCB, y compris les structures de couches, les données de perçage, l'empilement des matériaux, la liste des réseaux avec points de test, la nomenclature des composants (BOM), le placement des composants et les données de fabrication, dans une seule archive.

Extension de fichier Gerber

Tout comme les fichiers .mp3 désignent les fichiers audio, les différentes extensions de fichiers Gerber décrivent les différentes couches et fonctions d'un circuit imprimé. Voici quelques types de fichiers Gerber courants :

    • APTE: Fichier Aperture

    • AVR: Fichier Aperture

    • DRL : Données de forage

    • RRC : Taille de l'outil de forage

    • EXTREP: Rapport d'extension des fichiers Gerber

    • GBL : Couche inférieure Gerber

    • SGB ​​: Masque de soudure inférieur

    • GBP: Coller le bas

    • GBO : Superposition inférieure

    • GPB : Pad Master Bottom

    • G1, G2, etc. : Couche intermédiaire 1, 2, etc.

    • GD1, .GD2, etc. : Dessin de forage

    • GG1, .GG2, etc. : Guide de forage

    • GM1, .GM2, etc. : Couche mécanique 1, 2, etc.

    • GP1, .GP2, etc. : Couche de plan interne 1, 2, etc.

    • GKO : Tenir à l'écart de la couche

    • GTL: Couche supérieure Gerber

    • GTP : Pâte supérieure

    • Google Publisher Tag : Pad Master Top

    • GTO : Superposition supérieure

    • GTS : Masque de soudure supérieur

    • PLD : Fichier d'exportation de paires de couches pour PCB

    • P01,. P02, etc.: Panneaux Gerber

    • REP: Rapport sur la liste des ouvertures utilisées par couche individuelle

    • RUL: Règles DRC (Design Rule Check)

    • SMS: Position de forage

Données dans les fichiers Gerber

Littéralement, à l'ouverture d'un fichier Gerber, on voit une séquence de caractères connus, comprenant des lettres, des chiffres et des caractères spéciaux. La question demeure : quel type de données sont représentées par ces données ASCII ? La réponse est simple : les données codées ainsi visualisées contiennent des informations essentielles sur chacune des couches du circuit imprimé. Ces couches comprennent :

    • Cuivre supérieur (couche supérieure)

    • Masque de soudure supérieur

    • Couche de pâte supérieure

    • Sérigraphie

    • Données de forage

• Aperçu du conseil d'administration

(Vue multicouche d'un fichier Gerber)

Comment ouvrir les fichiers Gerber ?

En tant qu'ingénieur, vous pouvez avoir besoin d'ouvrir votre fichier Gerber pour plusieurs raisons. Cela peut être pour vérifier les erreurs, analyser la conception ou même partager des informations avec votre équipe. Avec un visualiseur de fichiers Gerber adapté, ouvrir un fichier Gerber est simple. De nombreux visualiseurs existants font également office d'éditeurs de fichiers Gerber, vous permettant d'effectuer les ajustements nécessaires. Voici quelques visualiseurs Gerber recommandés que vous pouvez explorer en tant qu'ingénieur :

·     Gerbv

·     KiCad

·     Concepteur avancé

·     Concepteur de PCB OrCAD

·     GerberViewer.org

·     Visionneuse Gerber en ligne PCBWay

(Logiciel de visualisation Gerber dans KiCad)

Application pratique : création et exportation de fichiers Gerber

Utilisation de logiciels de conception de circuits imprimés populaires

Voici un guide d'application pratique pour créer et exporter des fichiers Gerber à l'aide d'Eagle, d'Altium Designer et d'EasyEDA :

1. Aigle :

1. Ouvrez le projet PCB dans AIGLE.

2. Exécutez le Vérification des règles de conception (RDC) pour garantir que la mise en page passe tous les contrôles.

3. Allez à la Fichier menu et sélectionnez Processeur CAM.

4. Sélectionnez le travail CAM préconfiguré ou chargez-en un approprié si nécessaire.

5. Cliquez sur le Processus de travail bouton pour générer les fichiers de sortie.

6. Spécifiez un répertoire de sortie lorsque vous y êtes invité.

7. Consultez le résumé final et cliquez sur OK pour confirmer.

8. Les fichiers Gerber sont générés dans le dossier de sortie défini.

9. Un rapport de travail est également créé détaillant les sorties du fichier.

2. Altium Designer :

1. Ouvrez votre projet PCB dans Altium Designer.

2. Accédez à filet > Sorties de fabrication > Fichiers Gerber.

3. Dans le Configuration Gerber boîte de dialogue, sélectionnez les calques à tracer en cliquant Couches de tracé et alors Sélectionner Utilisé.

4. Allez à la Avancé onglet, configurez les paramètres selon vos besoins, puis cliquez sur Appliquer.

5. Fermez la fenêtre contextuelle—Projet Cam fenêtre sans enregistrer.

6.   Aller au fichier > Sorties de fabrication > Fichiers de perçage NC

7. pour générer les fichiers de forage.

8. Configurez les paramètres de perçage dans la boîte de dialogue Configuration du perçage NC et cliquez sur OK.

9. Le Importer des données de forage une fenêtre s'ouvrira, conservez les paramètres par défaut et cliquez sur OK.

10. Les fichiers Gerber et drill sont maintenant exportés et disponibles dans le dossier de sortie spécifié.

3. EasyEDA :

1. Ouvrez votre projet dans FacileEDA.

2. Cliquez sur Documents et sélectionnez Générer un fichier de fabrication (Gerber).

3. Si vous y êtes invité, cliquez sur Non, générer Gerber procéder.

4. Cliquez sur Générer Gerber.

5. Enregistrez le fichier à l’emplacement de votre choix avec un nom de fichier choisi.

6. Le logiciel générera un .zip fichier contenant tous les fichiers Gerber nécessaires.

7. Ceci .zip le fichier peut être téléchargé sur des plateformes telles que Circuits du Lion lors de la passation d'une commande.

Dépannage des problèmes courants

Les erreurs de fichier Gerber peuvent survenir pour diverses raisons. Dans la plupart des cas, la fabrication du circuit imprimé est entravée. Voici quelques-unes des erreurs possibles que vous pourriez rencontrer lors de l'ouverture d'un fichier Gerber :

    1. Fichiers de forage manquants.

    2. Erreurs de contour pouvant entraîner des dimensions de carte incorrectes.

    3. Taille du PCB et trou de perçage non adaptés.

    4. Erreurs d'étiquetage des couches et de disposition des composants.

    5. Listes d'ouvertures multiples

Comparaison : fichiers Gerber et fichiers CAO

Les fichiers Gerber et CAO ont des objectifs différents et diffèrent dans leurs formats de sortie et leur utilisation. Les fichiers Gerber sont des fichiers standards conçus principalement pour la fabrication de circuits imprimés. Le fichier Gerber contient des données détaillées pour chaque couche de la carte, notamment les pistes de cuivre, les perçages et les masques de soudure. En revanche, les fichiers CAO sont utilisés pour la conception de circuits imprimés et contiennent des informations plus complètes, telles que les schémas, le placement des composants et le routage électrique. Les fichiers CAO sont généralement propriétaires du logiciel utilisé pour la conception. En revanche, les fichiers Gerber sont universels et visent à transmettre les instructions de fabrication de manière interprétable par tous les outils de fabrication.

Pour la génération, les fichiers CAO sont généralement créés par des logiciels de conception comme Altium Designer, KiCad ou Eagle. Ces logiciels sont très sophistiqués et offrent de nombreuses fonctionnalités, notamment la simulation, la gestion des composants et d'autres. Une fois la conception terminée, le logiciel CAO exporte généralement les fichiers Gerber spécifiquement pour la fabrication. Des outils tels que le processeur FAO d'Eagle ou le générateur de fichiers Gerber d'Altium sont couramment utilisés à cette fin.

Conclusion

Tout circuit imprimé conçu avec succès repose sur un fichier Gerber bien structuré contenant toutes les données Gerber nécessaires, telles que les traces de cuivre, les données de perçage et les masques de soudure. Le format de fichier Gerber est la norme universelle pour la fabrication de circuits imprimés, garantissant précision et fiabilité dans l'ensemble du secteur.

Comprendre ce qu'est un fichier Gerber, savoir comment l'ouvrir et utiliser un visualiseur ou un logiciel Gerber sont des étapes cruciales pour les ingénieurs. En suivant les bonnes pratiques, vous pouvez garantir que vos fichiers Gerber sont impeccables et prêts à être fabriqués.