Entendendo os arquivos Gerber: um guia completo para design de PCB

Os arquivos Gerber foram e continuam sendo a base de Design PCB e fabricação. Ser capaz de entender a composição de um arquivo Gerber e o que ele traz consigo garantirá uma produção precisa. Este guia deve ajudá-lo a dominar o uso de arquivos Gerber para projetar com sucesso placas de circuito impresso.

O que é Gerber Files?

Os arquivos Gerber são essenciais para Fabricação de PCB, detalhando cada camada de um placa de circuito. Eles incluem vestígios de cobre, máscaras de solda e camadas de serigrafia. Arquivos Gerber precisos garantem uma produção precisa.

O que o arquivo Geber deve conter?

Dimensões do PCB

O dimensionamento em um PCB define o tamanho e o formato da placa para que ela se encaixe corretamente em um instrumento. As dimensões dirão com precisão ao fabricante como produzir a placa. Elas evitam problemas de encaixe e minimizam retrabalhos caros. O dimensionamento adequado agilizará o processo de montagem. A precisão dimensional dá confiabilidade no desempenho.

Traços de cobre

Esses traços de cobre agem como caminhos elétricos roteando os componentes para permitir que os sinais passem. Com um bom design de traço, pode-se garantir um roteamento de sinal confiável. Ele diminui a perda de energia, bem como previne a falha de um circuito. O roteamento preciso do traço melhora o desempenho do circuito geral. Os traços de cobre bem projetados garantirão a funcionalidade elétrica da placa.

Panelização

Um processo de fabricação que permite que vários PCBs sejam feitos juntos em um painel é panelização. Isso torna o uso do material otimizado para economias de escala em custo e tempo. A eficiência da produção se torna melhor porque haverá menos desperdício no processo de panelização. Isso torna o manuseio mais fácil durante a fabricação. A panelização é uma etapa necessária quando a produção em larga escala é necessária.

Conexões de Cobre

As conexões de cobre garantem o fluxo de sinais e energia para vários componentes. Boas conexões não permitem que ocorra falha elétrica ou perda de sinal, aumentando a confiabilidade e a funcionalidade da placa. Conexões corretas garantem eficiência no uso de energia. Conexões de cobre confiáveis melhoram o desempenho geral do seu PCB.

Camadas de máscara de solda (.GTS e .GBS)

As camadas de máscara de solda protegem os traços de cobre, guiando o fluxo de solda. A camada de máscara de solda superior é representada por .GTS, e a camada de máscara de solda inferior em Gerber é representada por .GBS. Ela define qual área deve ser soldada, expõe apenas os pads certos e previne pontes de solda e curtos-circuitos. Elas também previnem a PCB de contaminantes para garantir uma montagem limpa. A máscara de solda adequada melhora a durabilidade, confiabilidade e desempenho geral da placa.

Camadas de serigrafia

Camadas de serigrafia seguram os rótulos impressos úteis em um PCB. Elas ajudam a identificar componentes e pontos de teste. Essa rotulagem clara economiza muito tempo na montagem e correção de erros. Um bom design de serigrafia evita a maioria dos erros de fabricação e, portanto, fornece manutenção mais fácil e testes que economizam tempo.

Diretriz de perfuração de furos

Diretrizes sobre broca furos estipulam onde os componentes devem ter furos. Diretrizes adequadas dão o alinhamento correto e montam os componentes corretamente. Elas permitem que as camadas se conectem eletricamente. A perfuração precisa minimiza erros e atrasos. Furos de perfuração bem posicionados garantem boa funcionalidade da placa.

Tratamento da superfície

A tratamento de superfície previne a oxidação do cobre exposto. Isso fornecerá boa soldabilidade e estenderá a vida útil da placa. O tratamento de superfície adequado aumentará a durabilidade da placa. Também fornece bom desempenho elétrico no geral. Tratamentos confiáveis garantem qualidade em PCBs de longo prazo.

Formatos de dados em arquivos Gerber

GERBER X2

GERBER X2 é um formato estendido para projetos em Placas de Circuito Impresso, oferecendo mais funções de camada de metadados e atributos de peças. Isso permite melhor comunicação entre designers e fabricantes com mais detalhes do que nas versões anteriores. O X2 permite alta complexidade em PCBs, que terão menos chances de interrupção na produção. Sua precisão reduz erros. O GERBER X2 aprimora a precisão geral do projeto.

ODB++

ODB++ é um formato de dados abrangente que contém todos os dados da fabricação em um PCB, desde informações de camada até o posicionamento de componentes e detalhes sobre teste elétrico. O ODB++ reduz o esforço na transferência de muitos tipos de formatos de arquivo ao longo do processo de fabricação. Sua natureza de parada única aumenta a eficiência e reduz erros. Este formato garante uma produção rápida e sem erros.

RS274X

RS274X é uma versão estendida do anterior Formato Gerber. Ele incorpora informações sobre aberturas dentro do mesmo arquivo que contém dados sobre imagens de PCBs. Dessa forma, os fabricantes podem fabricar o PCB sem exigir arquivos de abertura separadamente. O RS274X também suporta requisitos modernos de fabricação de PCB, como múltiplas camadas, design de interconexão complexo. Ele reduz a dor de cabeça para gerar arquivos e aumenta a consistência na fabricação. O amplo uso torna o RS274X compatível com a maioria dos fabricantes.

RS274-D

RS274-D é a primeira geração do formato Gerber. RS274-D requer um arquivo adicional para as aberturas para definir formas e tamanhos. Ele foi substituído por formatos mais avançados, como RS274X e GERBER X2. RS274-D não suporta recursos avançados em PCBs. Nos tempos modernos, ele raramente é usado, pois tem apenas uma funcionalidade mínima. Um formato integrado e mais preciso é preferido por um fabricante para design moderno.

Características essenciais de um visualizador de arquivos Gerber

Um visualizador Gerber desempenha um papel importante na revisão e verificação de projetos de PCB. Ele deve permitir as principais funcionalidades relacionadas à exibição correta, controle de camadas e compatibilidade de formato de arquivo. Garantir tudo isso definitivamente aprimorará seu processo de revisão de projeto e evitará erros no momento da fabricação.

Exibição precisa

É necessária uma exibição correta para revisar seu Layout PCB. Qualquer visualizador Gerber decente deve ser capaz de renderizar cada camada claramente para ajudar você a detectar erros de design logo no início. Ele exibe detalhes finos, como traços e pads, com precisão. Esse recurso garante que erros de produção sejam evitados; a visualização de alta qualidade garante que seu design esteja de acordo com os padrões de fabricação.

Controle de camada

O controle de camadas permite a troca entre diferentes camadas de PCB. Você pode visualizar cobre, máscara de solda e serigrafia entre outras camadas individualmente ou combinadas. Dessa forma, você pode verificar a integridade de cada camada. O controle adequado das camadas garante que todos os elementos de design tenham sido definidos corretamente para aprimorar a solução de problemas conforme você revisa seus designs.

Ferramentas de precisão

Um visualizador Gerber fornece ferramentas de precisão que ajudam você a fazer medições de distâncias, larguras de traços e tamanhos de furos. Isso garantirá que seu projeto esteja dentro das tolerâncias de fabricação. Fornecendo as medições com precisão, eles reduzem muito as chances de erros de produção. Eles também podem ser úteis para verificar se seu PCB atende aos padrões de desempenho. Ferramentas de precisão são essenciais na validação do projeto.

Recursos de anotação

Esses recursos de anotação permitem comentários e notas diretamente no design do PCB. É muito útil para documentar alterações, apontar áreas de preocupação ou para se comunicar com sua equipe. As anotações são uma maneira rápida de fazer o processo de revisão do design. Elas melhoram as interações entre designers e fabricantes. Anotações boas e claras evitam mal-entendidos durante a fabricação.

Compatibilidade de arquivos

Um bom visualizador Gerber deve suportar vários formatos de arquivo, como RS274X, ODB++ e Gerber X2. Dessa forma, você pode facilmente garantir uma ampla gama de formatos de arquivo compatíveis para trabalhar com designs abertos criados em outros Software CAD. Isso significa que torna a vida muito mais fácil ao colaborar com fabricantes ou designers que podem estar operando ferramentas diferentes. A compatibilidade de arquivos garante flexibilidade dentro do seu fluxo de trabalho.

Interface Fácil de Usar

Uma interface fácil de navegar tornará mais fácil navegar em designs complexos. Controles intuitivos e recursos facilmente acessíveis minimizam a curva de aprendizado na operação. A clareza da interface permitirá que você se concentre na revisão do design sem distrações técnicas. Os usuários preferem softwares que permitem produtividade para revisar designs de forma eficiente e precisa.

Opções de exportação

As opções de exportação são projetadas para salvar ou compartilhar sua análise de arquivo Gerber. Uma exportação de determinado formato é crucial, como PDFs ou arquivos de imagem, na comunicação. Nesse sentido, o arquivo exportado pode ser distribuído para outros colegas de equipe para feedback ou talvez diretamente com o fabricante. Nesse sentido, permite colaboração e documentação. É aqui que a opção de exportação torna as revisões de design mais eficientes.

Suporte para os formatos de arquivo mais recentes

Ele suportará os formatos de arquivo mais recentes, incluindo, mas não se limitando a Gerber X2 e ODB++ versões mais recentes, para manter seu visualizador atualizado com os requisitos mais recentes em design de PCB. Este recurso garante compatibilidade com os designs de PCB mais recentes e avançados. Também será de grande ajuda para estar atualizado com os padrões industriais. O suporte atualizado para formatos de arquivo evita problemas de produção que resultam do suporte a formatos desatualizados.

Compatibilidade de Impressora

A compatibilidade da impressora permite que você imprima seu design de PCB ou camadas selecionadas para revisão física, o que é útil para inspeções ou apresentações detalhadas. Ajuda a encontrar erros que você provavelmente deixaria passar em uma tela. Isso melhora a verificação geral do design. Os visualizadores amigáveis à impressora oferecem suporte a saída clara e de alta resolução.

Erros comuns a evitar ao criar arquivos Gerber

Mesmo erros mínimos na criação de arquivos Gerber podem levar a enormes problemas de produção. Identificar esses erros e como evitá-los é crucial para um produto absolutamente fabricável. A seguir estão alguns erros comuns e maneiras de preveni-los.

Arquivos de camadas estão ausentes ou são inválidos.

Erro: Quando um ou mais arquivos de camada-chave estão ausentes ou incorretos, isso resultará em placas incompletas ou defeituosas.
Como evitar: Verifique novamente se todas as camadas necessárias estão presentes, incluindo, mas não se limitando a, cobre, máscara de solda e arquivos de perfuração. Sempre revise todas as camadas usando um visualizador Gerber antes do envio.

Camadas desalinhadas

Erro: O desalinhamento entre as camadas do PCB pode levar a problemas de conectividade e circuitos defeituosos.
Como evitar: As verificações de regras de design determinarão se há alguma camada que não esteja alinhada corretamente. Ele também é capaz de visualizar seu design com um visualizador Gerber gratuito. Sempre certifique-se de que as marcas de alinhamento estejam definidas corretamente dentro do processo de design.

Formatos de arquivo de perfuração incorretos

Enviar arquivos de perfuração no formato errado ou usar dimensões incorretas resulta no posicionamento incorreto do furo.
Como evitar: Verifique novamente o formato do arquivo de perfuração em relação aos requisitos especificados pelo fabricante. Use o sistema de unidade correto e verifique novamente o tamanho e o posicionamento do furo de perfuração no seu programa CAD.

Arquivos de abertura ausentes no formato RS274-D

O formato RS274-D requer um arquivo de abertura separadamente. Sem ele, os detalhes do design ficam incompletos.
Como evitar: Se estiver usando RS274-D, o arquivo de abertura deve sempre ser criado e incluído. Considere atualizar para o formato RS274X que incorpora as informações de abertura.

Os elementos de design sobrepostos

A sobreposição de trilhas, pads ou vias de cobre leva a um curto-circuito e defeito de fabricação.
Como evitar: O software pode fazer a verificação de regras de design, conhecida como DRCs, para descobrir sobreposições e fazer as correções necessárias. Além disso, uma revisão manual do design em um visualizador Gerber deve ser feita para garantir que nenhum elemento esteja em sobreposição de outros.

Unidades entre arquivos não são consistentes

Ter unidades métricas e imperiais no seu arquivo Gerber pode causar dimensionamento durante a produção.
Como evitar: Todos os arquivos devem ter a mesma unidade aplicada em métrica, as coisas em imperial. Note que isso pode ser feito diretamente nas configurações do seu software de design, como um meio de manter todas as camadas e arquivos em uniformidade.

Incorreção no esboço do quadro

Definir mal o contorno da placa pode causar erros de fabricação, como imprecisões de corte ou dimensionamento.
Como evitar: Nunca negligencie a inclusão de uma camada de contorno de placa clara e correta em seu arquivo Gerber. Você só pode confirmar um contorno com as especificações do seu fabricante contra quaisquer problemas de dimensão.

Nenhuma verificação de regras de design (DRCs)

Evitar DRCs às vezes faz com que falhas críticas de projeto não sejam detectadas, as quais vão para a produção.
Como evitar: A única maneira é executar o DRC abrangente antes de exportar os arquivos Gerber. Dessa forma, ele identificará violações de largura de traço, problemas de espaçamento e tamanhos de broca incorretos.

Ao ser informado sobre erros comuns e tomar as medidas necessárias para preveni-los, seu arquivo Gerber estará apto e correto para entrar em uma fase de produção sem erros menos demorados e caros.

Como gerar arquivo Gerber de acordo com o design do PCB?

Arquivos Gerber gerados com precisão são as chaves para o sucesso em qualquer fabricação de PCB. Aqui estão os passos para gerar arquivos corretos e completos.

Projete seu PCB

Comece a projetar o layout do seu PCB por meio do software CAD, posicionando corretamente todos os elementos de design, componentes, traços e vias. O próximo passo será verificar as violações das regras de design e alterá-las quando necessário.

Definir camadas e atributos

Certifique-se de que as camadas, como camadas de cobre, máscara de solda, silk screen e contorno da placa, estejam todas definidas corretamente. A largura do traço, o tamanho do pad e as dimensões da via são exemplos de atributos que devem ter valores atribuídos para cada camada. Definições corretas de camadas garantem que os arquivos Gerber representem corretamente o design.

Criar arquivos Gerber

Use o recurso de exportação do seu programa CAD para criar os arquivos Gerber. Na maioria dos casos, você vai querer exportar arquivos no formato RS274X, que tem dados de abertura incorporados descrevendo detalhes em cada camada. Certifique-se de exportar todos os arquivos necessários, incluindo um para cada camada, arquivos de perfuração e qualquer outra informação necessária.

Verifique com um visualizador Gerber

Carregue seus arquivos Gerber em um visualizador Gerber para inspecionar visualmente cada camada. Verifique o alinhamento, a integridade das camadas e a precisão no design. Com o visualizador, certifique-se de que não haja erros ou elementos ausentes nos arquivos, por exemplo, traços sobrepostos ou pads que não sejam do tamanho correto.

Incluir arquivos de perfuração e abertura

Gere e inclua arquivos de perfuração que indiquem os locais e tamanhos dos furos no PCB. Se estiver usando o formato RS274-D, você também deve fornecer um arquivo de abertura separado. Nota: Os dados de abertura são incluídos em formatos RS274X ou mais recentes, então esta etapa é geralmente mais simples.

Verifique e envie

Faça a verificação final de todos os arquivos Gerber para precisão. Confirme se eles estão de acordo com as especificações e requisitos do seu fabricante. Distribua um conjunto completo de arquivos para o seu Fabricante de PCB para produção: camadas Gerber, arquivos de perfuração e documentação.

Seguindo essas etapas, você será orientado a criar arquivos Gerber corretos e evitar armadilhas comuns para uma experiência de fabricação tranquila e PCBs de qualidade.

FAQs

Que tipos de camadas os arquivos Gerber incluem?

As principais camadas dos formatos Gerber incluem, mas não estão limitadas a, camadas de cobre, máscara de solda, serigrafia e broca. Camadas de cobre definem os traços elétricos e pads. Camadas de máscara de solda evitam a formação de pontes de solda e protegem os traços de cobre. Camadas de serigrafia fornecem rótulos para componentes e marcações.

O que acontece se meus arquivos Gerber estiverem incorretos?

Arquivos Gerber ruins levam a problemas de fabricação, como traços mal posicionados ou furos omitidos, o que pode resultar em PCBs defeituosos com falhas funcionais ou de montagem. As consequências também podem incluir atrasos dispendiosos e retrabalho. Sempre revise e verifique a precisão dos arquivos antes do envio.

Qual é o formato Gerber mais popular entre os fabricantes: RS-274X e RS-274D?

O RS-274X tem maior suporte da fraternidade de fabricação do que o RS-274D. O RS-274X tem os dados de abertura incorporados, tornando o manuseio de arquivos mais fácil e com menos chances de erro. Ele permite designs modernos com PCBs multicamadas. O RS-274D requer que os arquivos de abertura sejam separados, prática que há muito tempo está obsoleta.

Que software posso usar para visualizar arquivos Gerber?

GerbEx

GerbEx é um visualizador do Windows para arquivos no formato Gerber que permite aos usuários visualizar e analisar rapidamente designs de sistemas de placas de circuito impresso. Ele permite que o usuário visualize, controle e meça camadas e, portanto, é muito útil em processos de verificação de correção do design.

Visualização

Viewplot é um visualizador universal de arquivos Gerber que suporta a maioria dos formatos. Este utilitário permite que os usuários realizem operações de gerenciamento de camadas e conduzam inspeções detalhadas; é altamente adequado para atividades como revisão de projetos para posterior fabricação do produto.

ZofzPCB

ZofzPCB: Este visualizador Gerber gratuito de 3D permite que o usuário visualize seu design de PCB em 3D. Ele fornece a facilidade para inspecionar posicionamentos de componentes e recursos de design de vários ângulos.

GerberLogixGenericName

GerberLogix: A ferramenta vem com diversas opções de visualização e edições para os arquivos Gerber, incluindo controle de camadas e anotações para auxiliar em revisões detalhadas de projeto e verificação de erros.

GC-Prevue

GC Prevue é um visualizador Gerber fácil de usar com recursos de medição e manuseio de camadas. Ele suporta vários formatos Gerber, portanto, muito útil para checagem e verificação antes que seus projetos de PCB entrem em produção.

GerbMagicGenericName

GerbMagic é um visualizador para arquivos Gerber que oferece visualização aprimorada em 3D, como verificações de regras de design. Ele oferece visualizações e análises necessárias ao lidar com designs complexos de PCBs para precisão antes da produção.

Visualizador Gerber EDA fácil

O EasyEDA Gerber Viewer é um visualizador e compartilhador online para arquivos Gerber. Ele tem controles básicos sobre camadas e visualização para seu uso conveniente em revisões rápidas de design.

GerbV

GerbV – Este é um visualizador Gerber de código aberto gratuito com suporte para uma grande variedade de formatos de arquivo. Com recursos de inspeção e medição de camadas, é altamente aplicável para verificação de designs e preparação de arquivos antes da fabricação.

DFM agora

O DFM Now serve tanto como uma ferramenta de visualização Gerber quanto como uma ferramenta de verificação DFM, identificando problemas com o design de uma perspectiva de fabricação e garantindo que os designs estejam em condições de serem produzidos.

Garra de Gerber

Gerber Grab é um visualizador Gerber leve que permite que você visualize e inspecione arquivos Gerber. O controle básico de camadas e a funcionalidade de medição o tornam bom para verificações rápidas e validação básica de design.

Como converter “.Gbr para arquivo .Pcb?

Há várias maneiras de converter um arquivo .Gbr ou Gerber para um arquivo .Pcb. Aqui está uma delas:

Abra o arquivo Gerber – Qualquer software que visualize arquivos Gerber ou qualquer software de design de PCB que suporte arquivo(s) .Gbr pode ser aberto. Você pode importar o arquivo .Gbr naquele software específico.
Verifique o design – Após a importação, verifique se o design está correto. Todas as camadas, traços e componentes devem ser mostrados pelo software corretamente.
Criar novo design de PCB – Crie um novo projeto ou layout de PCB em qualquer software de design de PCB. Configure os parâmetros do projeto de acordo com seus requisitos de design.
Importar dados Gerber – Usando a funcionalidade de importação do software, importe os dados Gerber para o software. Mapeie as camadas importadas para os componentes corretos no seu design de PCB.
Salvar como formato PCB – Após importar os dados para o programa, verifique e edite-os, salve o projeto em um arquivo .Pcb. Todos os elementos de design são bem traduzidos.
Revise e finalize – Por fim, revise o arquivo .Pcb, o que significa certificar-se de que tudo está correto. Faça alguns ajustes, se necessário, e finalize o arquivo para uso em seu fluxo de trabalho em design de PCB.

Conclusão

Entender os arquivos Gerber é muito crucial para o design e a fabricação precisos de um PCB. Eles darão instruções detalhadas sobre cada camada em sua placa de circuito. Arquivos Gerber preparados corretamente permitem uma produção confiável e eficaz de produtos. O domínio perfeito deles evita erros e, portanto, fornece PCBs de qualidade.