L'évolution des fichiers Gerber marque un changement crucial dans le paysage de la production de circuits imprimés. Avant leur adoption, l’absence de lignes directrices standardisées conduisait à un labyrinthe de formats de contenu diversifiés – du graphique au textuel, du bitmap au vectoriel – chacun présentant son propre ensemble de défis. Les incompatibilités de mesures, de dimensions et de positionnement ont souvent favorisé la confusion et les malentendus entre les clients et les sociétés de production. Cependant, avec l'adoption du format Gerber, une nouvelle ère de compatibilité universelle est apparue, permettant une collaboration transparente entre les concepteurs et les fabricants de PCB. Désormais, armés d'un format de fichier indépendant des logiciels d'IAO/CAO, les fabricants gèrent la production avec une clarté et une précision inédites, rationalisant les processus et garantissant une communication transparente tout au long du parcours de production des PCB.
Qu'est-ce qu'un fichier PCB Gerber
Un fichier PCB Gerber est un format de fichier standard utilisé dans l'industrie électronique pour transmettre les informations de conception nécessaires à la fabrication de cartes de circuits imprimés. Développé par Gerber Scientific, le format de fichier Gerber se compose d'un ensemble de fichiers texte ASCII, chacun représentant une couche différente de la conception du PCB. Ces couches comprennent généralement :
Couche de cuivre supérieure : contient les traces et les plots sur la face supérieure du PCB.
Couche de cuivre inférieure : contient les traces et les plots sur la face inférieure du PCB.
Couches de masque de soudure : ces couches définissent l'endroit où le masque de soudure doit être appliqué pour protéger les traces de cuivre pendant le soudage.
Calques de sérigraphie : ces calques définissent où les désignateurs de composants, les logos et autres marquages doivent être appliqués.
Fichier de perçage : ce fichier spécifie les emplacements et les tailles de tous les trous à percer dans le PCB.
Plutôt qu'un seul document, le format englobe un ensemble de fichiers, définissant collectivement le plan de production des PCB. Ces fichiers détaillent les connexions électriques, les pistes, les vias et les plots, présentant des instructions vectorielles sous forme d'objets graphiques. De plus, ils fournissent des directives précises pour le placement des trous sur le PCB, garantissant ainsi une reproduction précise de la conception prévue lors de la fabrication.
(la source:Altium)
Aujourd'hui, les fabricants de PCB exigent uniquement cette documentation de la part de leurs clients. Les principaux logiciels de conception électronique offrent la possibilité d'exporter des conceptions dans ce format, ce qui rend essentiel pour les concepteurs électroniques de vérifier sa disponibilité dans leur logiciel IAO. RS-274X, le format standard actuel, consolide les paramètres de configuration, les ouvertures, les coordonnées XY, les commandes de dessin et de flash dans un seul document, offrant ainsi une solution puissante et complète pour la fabrication de PCB.
Formats de fichiers Gerber
Les formats de fichiers Gerber font référence aux différentes normes et versions de fichiers Gerber utilisées dans l'industrie de fabrication de PCB. Au fil du temps, les formats de fichiers Gerber ont évolué pour s'adapter aux progrès technologiques et à la complexité croissante des conceptions de PCB. Certains formats de fichiers Gerber courants incluent :
RS-274-D
RS-274-D, un des premiers formats de fichiers Gerber, standardise les données de conception de circuits imprimés pour la fabrication. Les fichiers texte ASCII représentent les couches de PCB, détaillant des éléments tels que des traces et des trous de cuivre. Bien qu'il soit largement utilisé pour des conceptions plus simples, il lui manque les fonctionnalités des formats plus récents, telles que les définitions d'ouverture. La transition vers des formats plus récents, tels que RS-274-X ou Gerber X2, offre des capacités améliorées pour les conceptions complexes.
RS-274-X
RS-274-X, également connu sous le nom de Extended Gerber, est un format de fichier Gerber avancé utilisé dans la fabrication de PCB. Il s'appuie sur le RS-274-D et introduit des fonctionnalités telles que les définitions d'ouverture et les ouvertures intégrées. Cela permet une représentation plus précise des conceptions de PCB, en particulier pour les configurations complexes. Les fichiers RS-274-X sont des documents texte ASCII qui décrivent les formes, les tailles et les positions des éléments sur chaque couche du PCB. Ils offrent une compatibilité améliorée avec les logiciels CAO/FAO modernes et sont largement utilisés dans l'industrie pour créer des PCB de haute qualité.
Gerber X2
Gerber X2 est une extension du format de fichier Gerber RS-274-X, introduisant des améliorations pour une meilleure communication des intentions de conception dans la fabrication de PCB. Il comprend des informations supplémentaires telles que les données de stackup, le placement des composants et les informations sur la netlist. Gerber X2 vise à améliorer la collaboration entre les concepteurs et les fabricants de PCB en fournissant un ensemble de données plus complet, facilitant des processus de production plus fluides et garantissant une plus grande précision dans la fabrication des PCB.
ODB++
ODB++ est un format complet de fabrication de PCB qui s'étend au-delà des fichiers Gerber. Il comprend non seulement les données Gerber, mais également des informations supplémentaires telles que le placement des composants, les netlists, les règles de conception et les instructions de fabrication. ODB++ vise à rationaliser le processus de fabrication des PCB en fournissant un format unique et unifié pour toutes les données nécessaires, en améliorant la communication entre les concepteurs et les fabricants et en réduisant le risque d'erreurs pendant la production.
CIB-2581
IPC-2581 est un format complet de fabrication de PCB développé par l'Institut pour l'interconnexion et l'emballage des circuits électroniques (IPC). Il vise à standardiser l'échange de données de conception et de fabrication de PCB entre les concepteurs, les fabricants et les maisons d'assemblage. IPC-2581 englobe non seulement les données Gerber, mais également des informations supplémentaires telles que le placement des composants, les netlists, les règles de conception, les informations d'empilement et les instructions d'assemblage. En fournissant un format unifié pour toutes les données nécessaires, l'IPC-2581 rationalise le processus de fabrication des PCB, améliore la communication, réduit les erreurs et améliore l'efficacité globale de l'industrie.
Génération de fichiers Gerber
L'un des systèmes de CAO les plus populaires comprend un moteur SAP pratique qui vous permet de télécharger un fichier SAP et de générer rapidement des fichiers pour votre projet.
Dans notre exemple, nous téléchargerons un fichier SAP Gerber RS-274X, et à partir de là, nous obtiendrons cinq fichiers Gerber distincts pour le projet LED Flasher que nous avons réalisé dans la série PCB Design Basics.
Voici comment nous allons procéder :
Ouvrez le fichier de conception PCB (.brd) dans le panneau de configuration CAO ;
Sélectionnez l'outil Processeur CAM en haut de la fenêtre ou sélectionnez Fichier>> Processeur CAM pour ouvrir la boîte de dialogue Processeur CAM ;
Aucune tâche SAP n'a encore été chargée, ajoutons-en donc une. Sélectionnez Fichier >> Ouvrir >> Travail (Fichier >> Ouvrir >> Tâche). Accédez ensuite au dossier du projet par défaut et sélectionnez le gerb274x. Fichier Cam et cliquez sur Ouvrir.
Comme vous pouvez le constater, de nouveaux onglets pour chaque fichier SAP seront désormais générés à la suite de cette tâche. Cliquez sur le bouton Traiter le travail pour créer tous les fichiers Gerber.
Et c'est tout! D'un simple clic sur un bouton, vous générez tous les fichiers Gerber dont vous avez besoin, que vous pouvez ensuite envoyer au fabricant de PCB. Si vous revenez au panneau de configuration CAO, vous verrez les fichiers Gerber nouvellement créés répertoriés à côté des fichiers de projet existants.
Formation de lime à trous
Étant donné que les fichiers Gerber que vous venez de générer contiennent toutes les informations nécessaires dont un fabricant a besoin pour produire chaque couche de PCB, ils ne contiennent pas d'informations sur les trous à percer. Vous avez besoin d'un fichier qui répertorie l'emplacement et la taille de chaque trou.
Heureusement, générer un tel fichier dans la CAO moderne est aussi simple que de créer des fichiers Gerber.
La procédure est la suivante:
Sélectionnez l'outil Processeur CAM en haut de la fenêtre ou sélectionnez Fichier>> Processeur CAM pour ouvrir la boîte de dialogue Processeur CAM.
Tout d'abord, vous devez télécharger la tâche SAP pour percer des trous. Sélectionnez Fichier >> Ouvrir >> Travail (Fichier >> Ouvrir >> Tâche). Accédez ensuite au dossier du projet par défaut et sélectionnez l'excellent. Fichier Cam et cliquez sur Ouvrir.
Il n'y aura désormais qu'un seul onglet, Générer des données de forage (Générer des données sur les trous), dans lequel les données des couches 44 Forets (44 Trous avec placage) et 45 Trous (45 Trous sans placage) seront résumées - exactement ce que vous besoin. Cliquez sur le bouton Traiter le travail pour créer ce fichier.
Comment le logiciel d'ingénierie CAM utilise les fichiers Gerber pour créer des conceptions de PCB
Les logiciels d'ingénierie FAO sont indispensables à la création de conceptions de cartes de circuits imprimés, exploitant les données de fabrication extraites des fichiers Gerber pour générer des représentations complexes en deux ou trois dimensions. Ces systèmes logiciels constituent l'épine dorsale de la fabrication des PCB, orchestrant des processus cruciaux tels que la gravure de couches de cuivre, la création de plots de composants et de traces de connexion, le perçage des trous requis et le profilage de la carte selon des spécifications précises. Les fichiers Gerber constituent le principal canal de transmission des informations de conception aux systèmes CAM, fournissant les instructions complètes nécessaires à chaque étape de la production de PCB.
Lors de l'importation de données Gerber dans les systèmes CAM, les fichiers sont méticuleusement organisés et étiquetés, garantissant ainsi l'alignement et l'archivage dans leur format d'origine. Les ingénieurs entreprennent ensuite des tâches de manipulation cruciales pour affiner les conceptions afin d'obtenir des configurations prêtes pour la production, qu'elles soient simples ou au sein d'une configuration en réseau. Les processus de nettoyage jouent un rôle central pour garantir une production sans erreur, les ingénieurs effectuant des procédures de nettoyage manuelles et automatisées sur chaque couche de la conception du PCB. Tout au long de ces tâches méticuleuses, les vérifications des règles de conception sont méticuleusement calibrées sur des paramètres adaptés au type spécifique de PCB évalué, garantissant ainsi une protection contre les écarts potentiels de fabrication.
Les ingénieurs s'appuient sur des directives et des références intégrées dans les fichiers Gerber lorsqu'ils manipulent les données dans le logiciel CAM. Ces fichiers servent de guides complets tout au long du cycle de vie du développement du produit, détaillant les exigences à chaque étape de la fabrication et de l'assemblage des PCB. Grâce à leur intégration transparente dans les logiciels d'ingénierie de FAO, les fichiers Gerber rationalisent non seulement le processus de conception de PCB, mais servent également d'outils indispensables pour garantir la précision, l'exactitude et le respect des spécifications de conception dans les processus de fabrication et d'assemblage.
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