Gerber-bestanden maken vanuit elke PCB-ontwerpsoftware – Een complete gids

Niemand wacht graag op een vertraagde PCB-bestelling. Het ideale scenario is dat u uw ontwerpbestand naar de PCB-fabrikant stuurt, waarna deze de printplaten fabriceert en levert. De praktijk is echter vaak complexer.

Er vergeet meestal veel tijd tussen het verzenden van uw ontwerp en de levering van de printplaten. Uw ontevredenheid over de fabrikant neemt toe naarmate de levertijd stijgt. Gelukkig kunt u veel doen om deze periode te verkorten. Uiteindelijk gaan het om effectiviteit en efficiëntie.

Gerber-bestanden spelen een cruciale rol als verbindingsglied en vertaler tussen PCB-ontwerpers en fabrikanten. Ze maken het mogelijk dat de overwegingen en concepten van ontwerpers begrepen worden door fabrikanten, zodat correcte en betrouwbare producten efficiënt geproduceerd kunnen worden.

Definitie en noodzaak van Gerber-bestanden

Oorspronkelijk ontwikkeld door het bedrijf Gerber, verwijst het Gerber-formaat nu naar een breed geaccepteerde industriestandaard die in staat is printplaatafbeeldingen te beschrijven, zoals geleiderlagen, soldeermaskerlagen en legendelagen.

Printplaten worden ontworpen in gespecialiseerde EDA- (Electronic Design Automation) of CAD- (Computer-Aided Design) systemen, die vervolgens productiegegevens genereren waarop de fabricage wordt gebaseerd. PCB-fabrikanten begrijpen niet alle details van een ontwerpbestand tenzij een Gerber-formaatbestand als referentie en richtlijn is opgenomen. Het Gerber-formaat beschrijft de ontwerpvereisten voor elke afbeelding van een printplaat en kan gebruikt worden voor zowel kaartfabricage als PCB-assemblage.

Voor kaartfabricage wordt het Gerber-formaat vereist door zowel standaard fotoplotters als andere productieapparatuur die afbeeldingsgegevens nodig heeft, zoals legendaprinters, directe imagers of AOI-apparatuur (Automated Optical Inspection). Kortom, Gerber-bestanden zijn onmisbaar van begin tot einde van het PCB-fabricageproces.

Bij PCB-assemblage is een steellaag opgenomen in het Gerber-formaat en worden componentlocaties gereguleerd, wat dient als belangrijke referentiegegevens voor SMT- (Surface Mount Technology), doorboor- en gemengde assemblage.

Versies van Gerber-bestanden

Op dit moment zijn er drie versies van het Gerber-formaat beschikbaar:

• Gerber X2 – het nieuwste formaat met stackup-gegevens en attributen.
• RS-274-X – een uitgebreide versie die breed wordt toegepast.
• RS-274-D – de oudste versie, die geleidelijk wordt vervangen door RS-274-X.

Genereren van Gerber-bestanden

PCB-ontwerpers zouden nooit te lui mogen zijn om hun eigen Gerber-bestanden te genereren, om twee redenen:

U kunt zelden verzekerd zijn dat de PCB-software die u gebruikt, identiek is aan die van uw fabrikant. Als er verschillende software wordt gebruikt, moet u zelf Gerber-bestanden genereren; extra communicatie en bevestiging veroorzaken meer tijd en vertraging.

Zelfs als de fabrikant dezelfde software gebruikt, wordt aangeraden om zelf Gerber-bestanden te genereren, omdat verschillen in softwareversies of instellingen nog steeds fouten kunnen veroorzaken.

Om levertijd en betrouwbaarheid te garanderen, moeten ontwerpers leren hun eigen Gerber-bestanden te genereren. Deze bevatten doorgaans ontwerpgegevens voor geleiderlagen, soldeermaskerlagen en silk-screenlagen. Voor twee lagen met identieke gegevens moeten toch afzonderlijke Gerber-bestanden worden gegenereerd om misverstanden te voorkomen.

Verschillende PCB-softwarepakketten hebben verschillende stappen voor het genereren van Gerber-bestanden. Hieronder volgen methoden voor de meest voorkomende pakketten.

Altium Designer

Met uw .pcb-bestand geopend in Altium Designer, klik achtereenvolgens op File > Fabrication Outputs > Gerber Files. Het venster Gerber Setup opent, waarin u parameters instelt in vijf tabbladen: General, Layers, Drill Drawing, Apertures en Advanced.

General

Onder General bepaalt u Units (Inches of Millimeters) en Format (drie opties, hoogste resolutie 2:5, laagste 2:3).

Layers

In dit tabblad selecteert u welke lagen geplott en/of gemirrord moeten worden. Vink de gewenste lagen aan. Mechanische lagen die aan alle plots worden toegevoegd, kunnen genegeerd worden.

Drill Drawing

In dit tabblad is weinig actie vereist; Legend symbols zijn niet cruciaal.

Apertures

Volgens eerdere discussie moet Embedded apertures (RS274X) aangevinkt worden; andere opties worden grijs en vereisen geen verdere actie.

Advanced

Film Size kan op standaardwaarden blijven; te kleine waarden veroorzaken fouten. Aperture Matching Tolerances (Plus en Minus) stelt u in op 0.005 mil.

Bij Batch Mode kiest u Separate file per layer.

Leading/Trailing Zeroes, Position on Film en Plotter Type kiest u op basis van voorkeur en projecteisen. Deze instellingen moeten compatibel zijn met die in de NC Drill-bestanden.

Bij Other vinkt u aan: Optimize change location commands en Generate DRC Rules export file (.RUL); de andere twee opties laat u uit.

Na alle instellingen klikt u op OK om de Gerber-bestanden te genereren.

Cadence (Allegro)

Open uw PCB-layout in Allegro en klik achtereenvolgens op Manufacture > Artwork. Het Artwork Control Form verschijnt.

Voeg een printplaatcontour toe door rechts te klikken op de TOP-map en Add Manual te kiezen. Geef een filmnaam op, bijvoorbeeld OUTLINE, en klik op OK.

In het Subclass Selection-venster vouwt u BOARD GEOMETRY open, vinkt OUTLINE aan en klikt op OK.

Terug in het Artwork Control Form vinkt u OUTLINE aan als het in Available films staat.

Druk op Select all voor alle lagen en klik op Create Artwork om de Gerber-bestanden te genereren.

EAGLE

Open uw PCB-layout in EAGLE en klik op File > CAM Processor. Er opent een dialoogvenster.

Klik in dit venster op File > Open > Job en open een ontwerpbestand in een nieuw venster.

Definieer de Gerber-bestanden voor: Component side, Solder side, Silk screen CMP, Solder stop mask CMP, Solder stop mask SOL, Border, Paste CMP, Paste SOL, Silk Screen SOL. Nadat alle parameters onder alle knoppen zijn ingesteld, klikt u op Process Job om de Gerber-bestanden te genereren.

Het maken van een Gerber-bestand in PCB-software is niet moeilijk, mits u zich bewust bent van het belang voor de fabrikant. Onthoud: genereer een Gerber-bestand voor ELKE laag van uw PCB, inclusief de printplaatrand. Een helder, compleet Gerber-bestand zorgt voor een effectieve en efficiënte bestelverwerking.