Créer des fichiers Gerber depuis n'importe quel logiciel de conception PCB – Guide complet

Personne n'a besoin d'une commande de circuit imprimé (PCB) retardée. La situation idéale serait d'envoyer votre fichier de conception au fabricant de PCB, qui organiserait ensuite la fabrication des cartes en se basant sur votre fichier et vous livrerait les produits. La réalité, cependant, n'est pas si simple.

Il s'écoule généralement une longue période entre l'envoi de votre fichier de conception et la réception finale de vos cartes. Votre insatisfaction envers votre fabricant de PCB augmente à mesure que le délai de fabrication s'allonge. Pourtant, il y a beaucoup de choses que vous pouvez faire pour réduire ce délai, du point de vue de la conception. Après tout, c'est l'efficacité et l'efficience qui comptent pour vous.

Les fichiers Gerber jouent un rôle crucial en tant que connecteur et traducteur entre les ingénieurs de conception PCB et les fabricants, permettant aux considérations et concepts des ingénieurs d'être compris par les fabricants afin que des produits corrects et fiables puissent être fabriqués de manière efficace et efficiente.

Définition et nécessité des fichiers Gerber

Initialement développés par une entreprise nommée Gerber, le format Gerber désigne aujourd'hui une norme largement acceptée dans l'industrie du PCB, capable de décrire les caractéristiques des images de carte telles que les couches de conducteurs, les couches de masque de soudure, les couches de sérigraphie.

Les circuits imprimés sont conçus dans un système spécialisé d'automatisation de la conception électronique (EDA) ou de conception assistée par ordinateur (CAO) qui génère ensuite les données de fabrication de la carte sur lesquelles la fabrication des circuits imprimés est lancée. Les fabricants de PCB ne comprendront pas pleinement tous les détails d'un fichier de conception PCB à moins qu'un fichier au format Gerber ne soit inclus comme référence et guide. Le format Gerber est utilisé pour décrire les exigences de conception de chaque image d'un circuit imprimé et peut être appliqué à la fois pour la fabrication de cartes nues et l'assemblage PCB.

En ce qui concerne la fabrication de cartes nues, le format Gerber est requis par les photoplotteurs standard et d'autres équipements de fabrication nécessitant des données d'image comme les imprimantes de sérigraphie, les imageurs directs ou les équipements AOI (inspection optique automatisée), etc. En termes simples, les fichiers au format Gerber doivent être utilisés du début à la fin du processus de fabrication PCB.

Pour l'assemblage PCB, une couche de pochoir est incluse dans le format Gerber et les emplacements des composants sont également définis, ce qui servira de données de référence significatives pour l'assemblage CMS (technologie de montage en surface), l'assemblage traversant et leur combinaison.

Versions des fichiers Gerber

Aujourd'hui, trois versions de formats Gerber sont disponibles :

• Gerber X2 – le format Gerber le plus récent contenant des données de stackup et des attributs.
• RS-274-X – une version étendue du format Gerber qui a été largement adoptée.
• RS-274-D – la plus ancienne version du format Gerber, progressivement remplacée par le RS-274-X.

Génération des fichiers Gerber

Les ingénieurs de conception PCB ne devraient jamais être trop paresseux pour générer leurs propres fichiers Gerber pour deux raisons principales.

Vous ne pouvez guère être sûr que le logiciel de conception PCB que vous utilisez est le même que celui utilisé par votre fabricant. Si votre fabricant utilise un logiciel différent, vous devez générer vous-même les fichiers Gerber ; les échanges et confirmations supplémentaires entraîneront inévitablement plus de temps et retarderont le processus de production.

Même si le fabricant utilise le même logiciel que vous, il est toujours conseillé de générer vous-même les fichiers Gerber, car les différences de versions ou de configurations logicielles peuvent également entraîner des erreurs possibles.

Par conséquent, pour garantir le délai de livraison et la fiabilité des produits finis, les ingénieurs de conception PCB devraient apprendre à générer eux-mêmes les fichiers Gerber. Ceux-ci contiennent généralement les données de conception des couches de conducteurs, de masque de soudure et de sérigraphie. De plus, lorsque deux couches ont les mêmes données de conception, des fichiers Gerber doivent tout de même être générés séparément pour éviter tout malentendu.

Différents logiciels de conception PCB ont des étapes différentes pour la génération de fichiers Gerber. Dans la suite de cet article, les méthodes de génération seront présentées pour les principaux logiciels.

Altium Designer

Avec votre fichier .pcb ouvert dans Altium Designer, cliquez successivement sur Fichier > Sorties de fabrication > Fichiers Gerber. La fenêtre de dialogue Configuration Gerber apparaît, dans laquelle cinq onglets permettent de définir les paramètres correspondants : Général, Couches, Plan de perçage, Ouvertures et Avancé.

Onglet Général

Sous l'onglet Général, deux paramètres doivent être déterminés : Unités et Format. Pour les Unités, on peut sélectionner Pouces ou Millimètres. Pour le Format, trois alternatives sont proposées. La résolution la plus élevée est 2:5 alors que la plus faible est 2:3.

Onglet Couches

Dans cet onglet, les couches à tracer et à miroiter doivent être déterminées. Une croix peut être cochée à la fin des couches qui doivent être tracées ou miroitées. Les couches mécaniques à ajouter à tous les tracés peuvent être négligées.

Onglet Plan de perçage

Peu d'actions sont nécessaires dans cet onglet et les symboles de légende n'ont pas grande importance.

Onglet Ouvertures

Comme discuté précédemment, les ouvertures intégrées (RS274X) doivent être cochées, les autres éléments devenant grisés et aucune action supplémentaire n'étant requise.

Onglet Avancé

Les paramètres de Taille de film peuvent être laissés par défaut par Altium Designer ; une erreur peut survenir s'ils sont définis trop petits. Les paramètres de Tolérances d'appariement des ouvertures, tant Plus que Moins, doivent être réglés à 0,005 mil.

Dans l'élément Mode batch, Fichier séparé par couche doit être sélectionné.

Zéros initiaux/finals, Position sur film et Type de plotteur doivent être sélectionnés selon les préférences de l'ingénieur et les exigences du projet. Les Zéros initiaux/finals et la Position sur film déterminés dans les fichiers Gerber doivent être compatibles avec ceux des fichiers de perçage NC.

Parmi les sélections de l'élément Autres, il est suggéré de cocher Optimiser les commandes de changement de position et Générer le fichier d'exportation des règles DRC (.RUL), tandis que les deux autres sélections ne doivent pas l'être.

Une fois tous les paramètres déterminés, appuyez sur le bouton OK pour terminer la génération des fichiers Gerber.

Cadence (Allegro)

Ouvrez votre disposition PCB dans Allegro et cliquez successivement sur Fabrication > Artwork. Le formulaire de contrôle Artwork apparaît.

Il est temps d'ajouter un contour de carte en cliquant avec le bouton droit sur le dossier TOP et en choisissant Ajouter manuel.

Définissez un nom de film, par exemple OUTLINE, et cliquez sur OK.

Dans la fenêtre de sélection de sous-classe, développez GÉOMÉTRIE DE CARTE et cochez devant OUTLINE. Cliquez ensuite sur OK.

De retour dans la fenêtre Formulaire de contrôle Artwork, cochez devant OUTLINE s'il est resté dans la zone des films disponibles.

Une fois ces étapes terminées, appuyez sur le bouton Tout sélectionner avec toutes les couches en sortie. Les fichiers Gerber seront générés lorsque le bouton Créer l'artwork sera cliqué.

EAGLE

Ouvrez votre disposition PCB avec EAGLE et cliquez sur Fichier > Processeur CAM. Une boîte de dialogue contextuelle apparaît.

Dans cette fenêtre, cliquez sur Fichier > Ouvrir > Travail et ouvrez un fichier de conception dans une nouvelle fenêtre comme montré ci-dessous.

Dans cette fenêtre, vous devez définir les fichiers Gerber en termes de Face composants, Face soudure, Sérigraphie CMP, Masque soudure CMP, Masque soudure SOL, Contour, Pâte CMP, Pâte SOL et Sérigraphie SOL. Dès que tous les paramètres sous tous les onglets ont été déterminés, vous pouvez générer les fichiers Gerber en cliquant sur le bouton Traiter le travail.

À mon avis, créer un fichier Gerber dans un logiciel de conception PCB n'est pas difficile tant que vous êtes pleinement conscient de son importance pour les ingénieurs des fabricants PCB. Rappelez-vous : créez un fichier Gerber pour CHAQUE couche de votre PCB ainsi que pour le contour de la carte. Un fichier Gerber clair et complet rendra certainement votre commande efficace et efficiente.