Kako pripraviti Gerber datoteke za izdelavo tiskanega vezja

Gerber datoteke so univerzalni jezik med načrtovalcem in proizvajalcem tiskanih vezij. Ne glede na to, ali vezje rišete v KiCadu, Altiumu ali EasyEDA, bo proizvajalec na koncu potreboval nabor Gerber in vrtalnih datotek, iz katerih izdela fotomaske, program za vrtanje in profil za rezkanje. Napake v tem koraku so eden najpogostejših razlogov za zamude, dodatna vprašanja proizvajalca ali, v najslabšem primeru, neuporabno vezje.

V tem vodiču razložimo, katere datoteke potrebujete, kako jih izvozite iz najpogostejših orodij, na kaj paziti in kaj proizvajalec pri pregledu dejansko preveri.

Kaj so Gerber datoteke in kateri format uporabiti

Gerber je vektorski format, ki opisuje vsako plast vezja posebej: bakrene plasti, spajkalno masko, sitotisk (silkscreen), plast za pasto in obris vezja. Vsaka plast je svoja datoteka.

Danes sta relevantna dva standarda:

• RS-274X (Extended Gerber) je dolgoletni industrijski standard, ki ga sprejme vsak proizvajalec. Aperture (oblike) so vgrajene v datoteko, zato ni ločene aperture datoteke.
• Gerber X2 je novejša razširitev, ki datotekam doda metapodatke (funkcija plasti, funkcija pada, ime projekta). Proizvajalcu olajša samodejno prepoznavanje plasti. Večina sodobnih tovarn ga podpira.

Starega formata RS-274D ne uporabljajte več. Zahteva ločeno aperture datoteko in je stalen vir nesporazumov.

Poleg Gerberjev potrebujete še vrtalno datoteko v formatu Excellon (običajno .drl, .xln ali .txt), ki opisuje položaje in premere lukenj. Pri večplastnih vezjih s slepimi ali zakopanimi viami je potrebna ločena vrtalna datoteka za vsak par plasti.

Katere plasti mora vsebovati paket

Za standardno dvoplastno vezje proizvajalec potrebuje naslednje datoteke:

Pri štiri- ali šestplastnih vezjih dodate še notranje bakrene plasti (.G1, .G2 oziroma In1_Cu, In2_Cu). Plasti za pasto (.GTP / F_Paste) proizvajalec vezja ne potrebuje, jo pa nujno potrebuje tisti, ki bo izdelal šablono za nanos spajkalne paste in polagal komponente.

Izvoz iz KiCad

KiCad (verziji 7 in 8) ima izvoz v meniju File → Plot:

1. Izberite format Gerber in ciljno mapo (npr. "gerber").
2. Označite plasti: F.Cu, B.Cu, notranje plasti, F.Mask, B.Mask, F.Silkscreen, B.Silkscreen in Edge.Cuts. Če boste naročali tudi šablono, dodajte F.Paste in B.Paste.
3. V splošnih nastavitvah vključite Use Protel filename extensions (proizvajalci jih najlažje prepoznajo) in Subtract soldermask from silkscreen, da sitotisk ne pade na pade.
4. Pri možnostih Gerber pustite Use extended X2 format vključeno, razen če proizvajalec izrecno zahteva klasični RS-274X.
5. Kliknite Plot, nato Generate Drill Files. Izberite format Excellon, enote v milimetrih in ločeni datoteki za PTH in NPTH luknje.

Pomembno: pred izvozom poženite DRC (Design Rules Check) in odpravite vse napake. Gerber izvoz jih ne bo popravil.

Izvoz iz Altium Designer

V Altiumu je postopek prek File → Fabrication Outputs → Gerber Files ali, še bolje, prek datoteke Output Job, ki jo lahko ponovno uporabite pri vsaki reviziji:

• Enote: milimetri, format 4:4 (štiri decimalke) je danes standard in preprečuje napake zaokroževanja.
• Na zavihku Layers izberite vse uporabljene plasti in mehansko plast, ki definira obris.
• Pod Advanced pustite vgrajene aperture (RS-274X).
• Vrtalno datoteko izvozite z NC Drill Files, z enakimi enotami in enakim formatom kot Gerber, sicer se luknje ne bodo poravnale.

Preverite še, da je za obris definirana samo ena mehanska plast in da se v Gerberjih ne pojavijo pomožne mehanske plasti z dimenzijami ali komentarji.

Izvoz iz EasyEDA

EasyEDA je pogosta izbira za hobiste in hitre prototipe. Izvoz je preprost: Fabrication → PCB Fabrication File (Gerber). Orodje najprej zažene DRC in nato ponudi ZIP paket z vsemi plastmi in vrtalno datoteko. Ta paket lahko naložite neposredno v obrazec za naročilo.

Najpogostejše napake

Pri pregledu podatkov strank se napake ponavljajo:

• Manjkajoč obris vezja. Brez plasti Edge Cuts proizvajalec ne ve, kje rezati. Obris mora biti sklenjen, ena sama zaprta linija.
• Neujemanje enot med Gerberji in vrtalno datoteko (palci proti milimetrom). Luknje končajo zamaknjene ali napačno skalirane.
• Zrcaljena spodnja plast. Gerberje vedno izvozite gledano od zgoraj, brez zrcaljenja. Proizvajalec sam poskrbi za orientacijo.
• Sitotisk čez pade. Besedilo na padih pokvari omočenje spajke.
• Napačni premeri lukenj. Preverite, da premeri ustrezajo nožicam konektorjev in vijakom (za vijak M3 potrebujete luknjo 3,2 mm).
• Odprtine v maski brez pada, torej izpostavljen baker, ki je tam po pomoti.
• Ostanki starih datotek v ZIP-u. Če arhiv vsebuje dve verziji istega vezja, proizvajalec ne ve, katera je prava.
• Manjkajoča vrtalna datoteka ali neprehodne luknje (NPTH), ki so pomotoma označene kot prehodne.

Kaj proizvajalec preveri pri CAM pregledu

Ko naložite datoteke, jih CAM inženir odpre v programu, kot je CAM350 ali Genesis, in preveri:

• ali se plasti pravilno poravnajo,
• ali obstaja sklenjen obris in ali so notranji izrezi jasno definirani,
• minimalne širine povezav in razmike glede na izbrano tehnologijo (npr. 0,127 mm oziroma 5 mil),
• obročke lukenj (annular ring) in razdaljo bakra do roba vezja,
• da je spajkalna maska prisotna med padi finih ohišij,
• skladnost lukenj z vrtalno datoteko,
• ali se podatki iz naročila (število plasti, debelina, površinska obdelava) ujemajo z datotekami.

Ta pregled ni popravljanje dizajna. Če so napake funkcionalne (kratek stik, manjkajoča povezava, napačen footprint), jih proizvajalec ne bo opazil. Zato Gerberje pred pošiljanjem preverite sami.

Preverite Gerberje pred oddajo

Nikoli ne pošljite datotek, ne da bi jih pogledali v neodvisnem pregledovalniku:

• KiCad Gerber Viewer (gerbview), vključen v KiCad,
• Gerbv, odprtokodni pregledovalnik,
• spletni pregledovalniki za hitro preverjanje v brskalniku.

V pregledovalniku naložite vse plasti hkrati in preverite poravnavo, orientacijo besedila na sitotisku ter usklajenost lukenj s padi. Pet minut pregleda prihrani teden zamude.

Kontrolni seznam pred pošiljanjem

• DRC brez napak in brez opozoril, ki jih niste zavestno sprejeli.
• Vse bakrene plasti, obe maski, sitotisk, obris in vrtalna datoteka so v ZIP-u.
• Enote in format so enaki v Gerberjih in Excellonu.
• Obris je sklenjen; izrezi in zaobljeni vogali so definirani.
• Plast za pasto je priložena, če naročate šablono ali polaganje.
• V ZIP-u je samo ena, končna verzija.
• V naročilu so navedeni: število plasti, debelina, teža bakra, barva maske in površinska obdelava.

Potrebujete pomoč?

Če niste prepričani, ali so vaši Gerberji pripravljeni za proizvodnjo, jih pri Selektroniku pregledamo in vas opozorimo na težave, ki bi sicer pomenile dodatno iteracijo vezja. Na strani selektronik.si/pcb lahko datoteke naložite in v nekaj minutah dobite ponudbo za izdelavo, s slovenskim računom in obračunanim DDV. Če potrebujete pomoč tudi pri shemi ali PCB layoutu, si oglejte naše storitve razvoja elektronike.