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¿Qué es un archivo PCB Gerber? Su guía esencial sobre los conceptos básicos del diseño de PCB

Vistas: 1038 Escrito por: Editor del sitio Hora de publicación: 2024-02-18 Origen: Planta

La evolución de los archivos Gerber marca un cambio fundamental en el panorama de la producción de PCB. Antes de su adopción, la ausencia de una directriz estandarizada dio lugar a un laberinto de formatos de contenido diversificados (desde gráficos hasta textos, desde mapas de bits hasta vectores), cada uno con su propio conjunto de desafíos. Las incompatibilidades en medidas, dimensiones y posicionamiento a menudo fomentaban confusión y malentendidos entre clientes y empresas de producción. Sin embargo, con la adopción del formato Gerber, surgió una nueva era de compatibilidad universal, que permitió una colaboración perfecta entre diseñadores y fabricantes de PCB. Ahora, armados con un formato de archivo independiente del software CAE/CAD, los fabricantes navegan por la producción con nueva claridad y precisión, agilizando los procesos y garantizando una comunicación fluida durante todo el proceso de producción de PCB.

¿Qué es un archivo PCB Gerber?

Un archivo PCB Gerber es un formato de archivo estándar utilizado en la industria electrónica para transmitir la información de diseño necesaria para la fabricación de placas de circuito impreso. Desarrollado por Gerber Scientific, el formato de archivo Gerber consta de un conjunto de archivos de texto ASCII, cada uno de los cuales representa una capa diferente del diseño de PCB. Estas capas suelen incluir:

  • Capa superior de cobre: ​​contiene las pistas y las almohadillas en la parte superior de la PCB.

  • Capa inferior de cobre: ​​contiene las pistas y las almohadillas en la parte inferior de la PCB.

  • Capas de máscara de soldadura: estas capas definen dónde se debe aplicar la máscara de soldadura para proteger los rastros de cobre durante la soldadura.

  • Capas de serigrafía: estas capas definen dónde se deben aplicar los designadores de componentes, logotipos y otras marcas.

  • Archivo de perforación: este archivo especifica las ubicaciones y tamaños de todos los orificios que se perforarán en la PCB.

En lugar de un solo documento, el formato abarca una colección de archivos que definen colectivamente el plan para la producción de PCB. Estos archivos detallan conexiones eléctricas, pistas, vías y pads, y presentan instrucciones basadas en vectores en forma de objetos gráficos. Además, proporcionan pautas precisas para la ubicación de los orificios en la PCB, lo que garantiza una reproducción precisa del diseño previsto durante la fabricación.

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(fuente:altura)

Hoy en día, los fabricantes de PCB únicamente exigen esta documentación a los clientes. Los principales software de diseño electrónico ofrecen la capacidad de exportar diseños en este formato, por lo que es esencial que los diseñadores electrónicos verifiquen su disponibilidad en su software CAE. RS-274X, el formato estándar actual, consolida parámetros de configuración, aperturas, coordenadas XY, comandos de dibujo y flash en un solo documento, proporcionando una solución potente e integral para la fabricación de PCB.

Formatos de archivos Gerber

Formatos de archivos Gerber

Los formatos de archivos Gerber se refieren a los diversos estándares y versiones de archivos Gerber utilizados en la industria de fabricación de PCB. Con el tiempo, los formatos de archivos Gerber han evolucionado para adaptarse a los avances tecnológicos y la creciente complejidad de los diseños de PCB. Algunos formatos de archivos Gerber comunes incluyen:

RS-274-D

RS-274-D, uno de los primeros formatos de archivo de Gerber, datos de diseño de PCB estandarizados para fabricación. Los archivos de texto ASCII representan capas de PCB y detallan elementos como rastros y agujeros de cobre. Si bien se usa ampliamente para diseños más simples, carece de características de formatos más nuevos, como definiciones de apertura. La transición a formatos más nuevos, como RS-274-X o Gerber X2, ofrece capacidades mejoradas para diseños complejos.

RS-274-X

RS-274-X, también conocido como Gerber extendido, es un formato de archivo Gerber avanzado utilizado en la fabricación de PCB. Se basa en RS-274-D e introduce características como definiciones de apertura y aperturas integradas. Esto permite una representación más precisa de los diseños de PCB, especialmente para diseños complejos. Los archivos RS-274-X son documentos de texto ASCII que describen las formas, tamaños y posiciones de los elementos en cada capa de la PCB. Ofrecen compatibilidad mejorada con el software CAD/CAM moderno y se utilizan ampliamente en la industria para crear PCB de alta calidad.

Gerber X2

Gerber X2 es una extensión del formato de archivo RS-274-X Gerber, que introduce mejoras para una mejor comunicación de la intención del diseño en la fabricación de PCB. Incluye información adicional, como datos de acumulación, ubicación de componentes e información de lista de conexiones. Gerber X2 tiene como objetivo mejorar la colaboración entre diseñadores y fabricantes de PCB proporcionando un conjunto de datos más completo, facilitando procesos de producción más fluidos y garantizando una mayor precisión en la fabricación de PCB.

ODB++

ODB++ es un formato integral de fabricación de PCB que va más allá de los archivos Gerber. Incluye no sólo los datos de Gerber sino también información adicional como la ubicación de los componentes, listas de conexiones, reglas de diseño e instrucciones de fabricación. ODB++ tiene como objetivo agilizar el proceso de fabricación de PCB proporcionando un formato único y unificado para todos los datos necesarios, mejorando la comunicación entre diseñadores y fabricantes y reduciendo la posibilidad de errores durante la producción.

CIP-2581

IPC-2581 es un formato integral de fabricación de PCB desarrollado por el Instituto de Interconexión y Empaquetado de Circuitos Electrónicos (IPC). Su objetivo es estandarizar el intercambio de datos de diseño y fabricación de PCB entre diseñadores, fabricantes y empresas de montaje. IPC-2581 abarca no solo datos de Gerber sino también información adicional como ubicación de componentes, listas de conexiones, reglas de diseño, información de apilamiento e instrucciones de ensamblaje. Al proporcionar un formato unificado para todos los datos necesarios, IPC-2581 agiliza el proceso de fabricación de PCB, mejora la comunicación, reduce los errores y mejora la eficiencia general en la industria.

Generación de archivos Gerber

Uno de los sistemas CAD populares incluye un práctico motor SAP que le permite cargar un archivo SAP y generar rápidamente archivos para su proyecto.

En nuestro ejemplo, cargaremos un archivo SAP Gerber RS-274X y, a partir de ahí, obtendremos cinco archivos Gerber separados para el proyecto LED Flasher que completamos en la serie Conceptos básicos de diseño de PCB.

Así es como lo haremos:

  • Abra el archivo de diseño de PCB (.brd) en el panel de control CAD;

  • Seleccione la herramienta Procesador CAM en la parte superior de la ventana, o seleccione Archivo>> Procesador CAM para abrir el cuadro de diálogo del Procesador CAM;

  • Aún no se ha cargado ninguna tarea de SAP, así que agreguemos una. Seleccione Archivo >> Abrir >> Trabajo (Archivo >> Abrir >> Tarea). Luego navegue hasta la carpeta del proyecto predeterminada y seleccione gerb274x. Cam y haga clic en Abrir.

  • Como puede ver, ahora se generarán nuevas pestañas para cada archivo SAP como resultado de esta tarea. Haga clic en el botón Procesar trabajo para crear todos los archivos Gerber.

¡Y eso es! Con solo hacer clic en un botón, genera todos los archivos Gerber que necesita, que luego puede enviar al fabricante de PCB. Si regresa al panel de control de CAD, verá los archivos Gerber recién creados junto a los archivos de proyecto existentes.

Formación de archivos de agujeros

Dado que los archivos Gerber que acaba de generar contienen toda la información necesaria que un fabricante necesita para producir cada capa de PCB, no contienen información sobre los orificios que se perforarán. Necesita un archivo que enumere la ubicación y el tamaño de cada agujero.

Afortunadamente, generar un archivo de este tipo en CAD moderno es tan simple como crear archivos Gerber.

El procedimiento es el siguiente:

  • Seleccione la herramienta Procesador CAM en la parte superior de la ventana, o seleccione Archivo>> Procesador CAM para abrir el cuadro de diálogo del Procesador CAM.

  • Primero, debe descargar la tarea de SAP para perforar agujeros. Seleccione Archivo >> Abrir >> Trabajo (Archivo >> Abrir >> Tarea). Luego navegue hasta la carpeta del proyecto predeterminada y seleccione Excelente. Cam y haga clic en Abrir.

  • Ahora solo habrá una pestaña, Generar datos de perforación (Generar datos sobre los orificios), en la que se resumirán los datos de las capas 44 Taladros (44 orificios con revestimiento) y 45 orificios (45 orificios sin revestimiento): exactamente lo que necesidad. Haga clic en el botón Procesar trabajo para crear este archivo.

Cómo el software de ingeniería CAM utiliza archivos Gerber para crear diseños de PCB

El software de ingeniería CAM es indispensable en la creación de diseños de placas de circuito impreso, aprovechando los datos de fabricación extraídos de archivos Gerber para generar intrincadas representaciones bidimensionales o tridimensionales. Estos sistemas de software sirven como columna vertebral de la fabricación de PCB, orquestando procesos cruciales como el grabado de capas de cobre, la creación de almohadillas de componentes y pistas de conexión, la perforación de los orificios necesarios y el perfilado de la placa según especificaciones precisas. Los archivos Gerber actúan como conducto principal para transmitir información de diseño a sistemas CAM, proporcionando instrucciones completas necesarias para cada etapa de la producción de PCB.

Al importar datos de Gerber a sistemas CAM, los archivos se organizan y etiquetan meticulosamente, lo que garantiza la alineación y el archivo en su formato original. Luego, los ingenieros emprenden tareas de manipulación cruciales para refinar los diseños y lograr diseños listos para producción, ya sea en configuraciones individuales o dentro de una matriz. Los procesos de limpieza desempeñan un papel fundamental para garantizar una producción sin errores, y los ingenieros llevan a cabo procedimientos de limpieza tanto manuales como automatizados en cada capa del diseño de PCB. A lo largo de estas meticulosas tareas, las comprobaciones de las reglas de diseño se calibran meticulosamente con parámetros adaptados al tipo específico de PCB que se evalúa, lo que protege contra posibles discrepancias de fabricación.

Los ingenieros se basan en pautas y referencias integradas en los archivos Gerber mientras manipulan los datos dentro del software CAM. Estos archivos sirven como guías completas durante todo el ciclo de vida del desarrollo del producto y detallan los requisitos en cada etapa de la fabricación y el ensamblaje de PCB. Con su perfecta integración en el software de ingeniería CAM, los archivos Gerber no solo agilizan el proceso de diseño de PCB, sino que también sirven como herramientas indispensables para garantizar la precisión, la exactitud y el cumplimiento de las especificaciones de diseño tanto en los procesos de fabricación como en los de ensamblaje.

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Sobre el Autor

Soy el supervisor de ingeniería y ventas que trabaja en Victorypcb desde 2015. Durante los últimos años, he sido responsable de todas las exposiciones en el extranjero como EE. UU. (IPC Apex Expo), Europa (Munich Electronica) y Japón (Nepcon), etc. Nuestra fábrica fundada en 2005, ahora tenemos 1521 clientes en todo el mundo y ocupamos muy buena reputación entre ellos.

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