Расширение гербер файлов altium designer

Обновлено: 06.07.2024

В качестве примера возьмем мою первую ПП, вот такую:

Для получения Gerber-файлов необходимо выполнить некоторую, для кого-то уже известную, последовательность действий. Выбираем File -> Fabrication Outputs -> Gerber Files, в открывшемся окне устанавливаем требуемые параметры, проходясь по всем вкладкам. Стоит напомнить, что указанные в самом начале единицы измерения «Units» и «точность формата» выходных файлов «Format» необходимо выставлять точно такие же в дальнейшем, по мере требования. На кладке «Layers» отмечаем слои «Top Layer, Bottom Layer, Top Solder, Bottom Solder» и слой, на котором определена граница ПП. У меня для этого задействовано два слоя «Outline» и «Cutting». Слой «Cutting» используется для грубой механической обрезки, а слой «Outline» для точного подгона размеров и форм. При этом зеркальное отражения для нижних сигнального «Bottom Layer» и защитной маски «Bottom Solder» не отмечаем. После нажатия на ОК попадаем во встроенный в Altium Designer CAM-редактор. Здесь для удобства я переименовываю полученные слои. ВАЖНО! При переименовании не забывайте добавлять расширения в именах слоев!
Теперь необходимо получить файл сверловки. Выполняем Files -> Fabrication Outputs -> NC Drill Files. Отмечаем нужные параметры, не забывая про соответствие значений для «Units» и «Format». Экспортируем в нужный формат, выбрав File -> Export -> Save Drill. Здесь также выставляем правильные значения для «Units». Задаем имя и сохраняем. Временный CAM-документ со сверловкой можно закрывать без сохранения. Переходим в главный CAM-документ с основными слоями и импортируем файл сверловки, выполнив File -> Import -> Drill. В итоге получается вот так:

Следующим этапом будет получение «составных» (Composite Layers) слоев, а также негативных «фотошаблонов» (Films). Для получения «составных» слоев выполняем Edit -> Composite Layers -> Build composite. В открывшемся окне задаем имя для нового слоя и добавляем верхний сигнальный слой «Top Layer». Здесь я добавляю еще один слой, определяющий границу для грубой мех. обрезки ПП – «Cutting». Для этих слоев поляризация «Polarity» устанавливается как «Dark». Не забываем добавить слой сверловки и установить поляризацию как «Clear».

В результате получается новый слой:

Тоже самое проделываем и для нижнего слоя «Bottom Layer».

Результат:

Теперь создаем составные слои для защитных паяльных масок. В этом случае используется только сам защитный слой и слой, определяющий точный контур ПП – слой «Outline». Слой сверловки не нужен. В результате получается еще два составных слоя:

Настало время создать негативные «фотошаблоны». Для этого в окне САМ-редактора отмечаем только один составной слой, для начала верхний. Выполняем Tools -> Film Wizard и в появившемся окне устанавливаем размер фотошаблона. Значения выбирается немного большим размера ПП – устанавливаются строго целые числа в дюймах. В полях «Array Numder» устанавливаем значения «1». По нажатию кнопки «Neg./Mirror. » в первой вкладке «Negative Layers» отмечаем только тот слой, с которым работаем на данный момент. Во второй вкладке ничего не трогаем. Нажимаем ОК, отказываемся от предложения удалить «старые» объекты и получаем результат:

Тоже самое проделываем для нижнего слоя, за исключение того, что теперь в "Film Wizard'е" по нажатию кнопки «Neg./Mirror. » и во второй вкладке «Mirror Layers» отмечаем слой, с которым работаем на данный момент. Получаем зеркальный вариант:

Для слоев защитных паяльных масок нет необходимости делать негативные «фотошаблоны» с помощью «Film Wizard'a». Хотя с его помощью можно отзеркалить паяльную маску для нижнего слоя. В таком случае действия аналогичные как для сигнального нижнего слоя, за исключением того, что только во второй вкладке «Mirror Layers» отмечаем нужный слой. Результат зеркального преобразования:

На этом этапе можно экспортировать Gerber-файлы для дальнейших манипуляций с ними. Выполняем «File -> Export -> Gerber», ВАЖНО!, ставим галочку на «Separate Composite layers to individual Files», выбираем выходной формат RS-274-X, жмем ОК и в появившемся окне выбираем нужные слои для экспорта (негативные фотошаблоны для сигнальных, паяльную маску верхнего и отзеркаленную паяльную маску нижнего):

Преобразования Gerber-файлов в векторный формат

Для этого используется бесплатная утилита Gerbv (gEDA's Gerber Viewer). Выполняем File -> Open layer(s) и выбираем созданный выше набор Gerber-файлов. В окне списка слоев можно наблюдать следующее:

Здесь нам необходимо расположить слои в определенном порядке, наложив их друг на друга, иначе при преобразовании в векторный формат один слой окажется под другим и не будет виден. Начнем с негативного фотошаблона верхнего слоя. Для этого снимем галочки со всех остальных и расположим нужные слои в правильной последовательности. Последовательность идет сверху-вниз: слой сверловки, сигнальный слой, граница ПП и подложка «фотопленки». Тоже самое применимо и для нижнего сигнального слоя. Слои с защитной паяльной маской можно не перемещать. В тоже время изменим цвета слоев на черно-белые. Для удобства можно изменить и фон в главном окне программы (на белый). Ниже приведен пример правильного расположения слоев и их цветов:

Теперь, последовательно отмечая только группу слоев, формирующую необходимый «фотошаблон», можно экспортировать Gerber-файлы в векторный формат. Выполним File -> Export -> SVG, зададим имя и обязательно расширение *.svg, сохраним.
После чего в Inkscape можно создавать новый файл формата А4, импортировать в документ полученные *.svg файлы и подготавливить их к печати (трансформировать, продублировать, подкорректировать, разместить на листе и т.п.). на виртуальном PDF-принтере.
Пример для оценки разрешения получившихся PDF-ок:

PS: просьба не обращать внимание на мелкие пропуски, недочеты в ПП и т.п.

Перед выводом печатной платы в формат Gerber необходимо настроить некоторые опции в диалоге Gerber Setup, который доступен в меню File -> Fabrication Outputs -> Gerber Files.

[Диалог Gerber Setup]

Каждый файл Gerber соответствует одному слою на физической печатной плате – шелкография компонентов Top Overlay (TO), Bottom Overlay (BO), верхний сигнальный слой Top Layer (TL), нижний сигнальный слой Bottom Layer (BL), слои защитной маски Top Solder (TS), Bottom Solder (BS) и так далее. Желательно проконсультироваться с Вашим производителем печатных плат, чтобы учесть его требования производства прежде чем отправите ему документацию для изготовления разработанной Вами платы.

Диалог настройки вывода в Gerber (Gerber Setup) предоставляет Вам инструменты для полного конфигурирования опций вывода в файлы Gerber. Этот диалог имеет закладки, которые рассмотрим по отдельности.

Gerber Setup -> General

Используйте эту закладку, чтобы указать единицы измерения (units) и формат, используемый для выходных файлов Gerber. Единицы могут быть дюймами (inches) или миллиметрами (millimeters).

Формат указывает точность данных координат, которая должна быть выбрана в соответствии с точностью размещения объектов на печатной плате (PCB). Например, формат 2:3 дает разрешение 1 mil (1/1000 дюйма). Если Ваш дизайн имеет объекты, размещаемые по решетке, которая имеет шаг доли мила (что бывает не часто), то этот формат уже не подойдет, но для обычных разработок 2:3 подойдет вполне. С другой стороны, более высокая точность может быть более сложной и дорогой в производстве при получении и использовании фотошаблона.

Gerber Setup -> Layers

Закладка Layers (см. рис. 1) показывает стеки для встроенных массивов плат (панелизация). Здесь любые нарушения показаны красным цветом.

Рис. 1. Закладка Layers диалога Gerber Setup.

Используйте эту закладку чтобы разрешить генерацию файла Gerber для каждого слоя. Для каждого слоя можно также указать - выводить его зеркально или нет.

Вы можете также назначить, какой механический слой (или слои, mechanical layers) будут добавлены ко всем построениям Gerber.

Когда генерируется Gerber из дизайна PCB, который содержит массивы плат (embedded board arrays), или панелизацию (как показано на рис. 1), дизайн будет автоматически проанализирован на предмет нарушений layer stackup.

Встроенные платы, которые перевернуты, показывают свои стеки слоев перевернутыми.
Внутренние сигнальные и экранирующие слои, которые в реальности различные, могут все равно быть показаны в той же самой панели среднего слоя.
Внутренние сигнальные и экранирующие слои могут быть перевернуты относительно друг друга.

Gerber Setup -> Drill Drawing

Используйте эту закладку, чтобы указать, для каких пар слоев требуется графика для сверления (drill drawing), при этом также можно выводить данные зеркально. Вы также можете указать тип и размер символов графики, которыми будут кодироваться различные диаметры сверл.

Используйте также эту закладку, чтобы задать, для какой пары слоев будет использоваться файл сверления (drill guide file), тут также можно задать зеркалирование при выводе в файл. Файл сверления (drill guide) является указателем мест сверления на PCB, где каждое место сверления промаркировано маленьким крестиком.

Совет: для добавления таблицы сверления (Drill Table) в файл Gerber, Вы должны поместить строку ".LEGEND" на слой сверления (Drill Drawing Layer). Подробнее см. раздел строк [1].

Gerber Setup -> Apertures

Используйте эту закладку для разрешения / настройки требуемой информации для апертур дизайна.

Когда Вы разрешили опцию встроенных апертур (Embedded apertures, RS274X), автоматически создается список апертур при каждой генерации файлов Gerber. Затем апертуры встраиваются в файлы Gerber, в соответствии со стандартом RS274X. Эта фича означает, что Вам не надо беспокоиться о том, включает ли текущий список апертур все необходимые апертуры.

Если Вы не разрешили эту опцию, то главный регион апертур закладки Apertures становится разрешенным, где Вы может загрузить, создать, редактировать и сохранять таблицу апертур в соответствии с Вашими требованиями.

Когда создаются новые апертуры, появляется диалог DCode. Вы можете указать максимум до 1000 различных draft-кодов в диапазоне D00-D9999, хотя некоторые из этих кодов (обычно D00-D09) могут быть "зарезервированы" при использовании некоторых плоттеров, так что использование этих кодов не рекомендуется. Не добавляйте символ "D" в любой вводимый Вами draft-код.

После ввода нового кода, Вы будете переведены в режим редактирования и появится диалог Aperture, где Вы можете отредактировать свойства апертуры, как это необходимо.

Любые сделанные изменения прикладываются к файлу апертуры, который в настоящий момент загружен в память. Эти изменения не станут постоянными, пока Вы не задействуете кнопку Save (на закладке Apertures диалога Gerber Setup).

Gerber Setup -> Advanced

Используйте эту закладку для того, чтобы указать такие опции, как размер виртуального фильма (virtual film size), используемый при генерации Gerber, допуски соответствия апертуры и использования подавления нуля (zero suppression).

Данные Gerber могут автоматически центрироваться на указанном фильме, если разрешить опцию Center on film. Используйте эту закладку также для указания типа используемого плоттера - векторный либо растровый.

[Генерируемые файлы Gerber]

В следующей таблице перечислены все файлы Gerber, которые могут быть сгенерированы из документа печатной платы (PCB document). В каждом случае генерируемый файл Gerber получит имя, составленное из имени документа PCB - например PCBDesignName.GerberExtension, где GerberExtension расширение файла, представленное в таблице, в столбце Gerber Extension. Жирным шрифтом показаны расширения файлов Gerber для слоев, которые чаще всего используют в производстве печатных плат.

Дополнительно также генерируются следующие файлы:

Когда встроенные апертуры (RS274X) не используются, будет сгенерирован файл апертур в текстовом формате для каждого слоя Gerber. Например, GBL будет иметь связанный файл апертур с расширением ABL. Каждый из этих файлов будет идентичен другому по содержанию. Действительный файл апертур Gerber в этом случае можно отделить от других по расширению .apt.

[Дополнительные указания]

Используйте фичу диалога "What's This Help" для получения подробной информации по каждой доступной опции. Кликните кнопку Click '?' в правом верхнем углу диалога, после чего поверх поля или опции будут всплывать окна с соответствующими подсказками.

Выходные файлы Gerber могут быть сгенерированы двумя способами:

Использование правильно сконфигурированного выходного генератора, заданного в файле Output Job Configuration (*.OutJob). Выходные данные будут сгенерированы при запуске сконфигурированного генератора вывода.

Прямая генерация их активного документа PCB с использованием команды меню File -> Fabrication Outputs -> Gerber Files. Выходные данные будут сразу сгенерированы после клика на кнопке OK диалога Gerber Setup.

Примечание: настройки, заданные в диалоге Gerber Setup, когда происходит генерация напрямую из PCB, отличаются и задаются отдельно для вывода Gerber через файл Output Job Configuration. В случае генерации из PCB настройки сохраняются в файле проекта, а в случае отдельного выходного генератора настройки сохраняются в файле Output Job Configuration.

Когда производится вывод в Gerber, Вы можете указать, что вывод должен быть автоматически открыт в новом документе CAM. Способ, как это может быть достигнуто, зависит от того, как Вы генерируете Gerber:

Из файла Output Job Configuration - разрешите опцию Gerber Output auto-load в диалоге Output Job Options (меню Tools -> Output Job Options редактора OutputJob Editor).
Напрямую из PCB - убедитесь, что стоит галочка Open outputs after compile на закладке Options диалога Options For Project (меню Project -> Project).

Всегда рекомендуется использовать встроенные апертуры Embedded apertures (RS274X), за исключением случаев (сейчас уже так почти никогда не бывает), когда производитель PCB не поддерживает встроенные апертуры. Большинство современных фотоплоттеров являются растровыми, которые могут принять любой размер апертуры. И обычно они также понимают файлы Gerber со встроенными апертурами.

Если Ваш производитель печатных плат не использует встроенные апертуры, то вместе с файлами Gerber должен поставляться файл апертур (*.apt).

Специальная апертура должна быть предоставлена для любого файла, когда в файле PCB заданы дырки (holes) для любых контактных площадок (pad) или переходных отверстий (via). Причина в том, что PCB Editor должен предоставить апертуру для сопровождения символов сверления (Drill Drawing) и/или текста. Апертура нужна, даже если Вы не генерируете графику Drill Drawing. Если в файле нет отверстий (например, отсутствуют via, все дырки для pad определены как 0), то апертура не нужна.

Когда Вы используете имеющийся файл апертуры, PCB Editor сканирует примитивы (треки, контактные площадки pad и т. п.) в документе PCB, и ставит им в соответствие описания апертуры из загруженного файла *.apt. Если нет полного соответствия апертуры примитивам, то PCB Editor автоматически "нарисует" примитив с подходящей маленькой апертурой. Если нельзя подобрать подходящую "рисуемую" апертуру, то будет сгенерирован файл *.MAT (сокращение от match, что переводится как "соответствие"), в котором будут перечислены отсутствующие апертуры, и генерация файла Gerber будет прервана.

Если используется автоматическая генерация апертуры, то требуемые апертуры для символов Drill Drawing и другого текста автоматически предоставляется толщиной линии, пропорциональной высоте текста. Например, символ Drill Drawing размером 50 mil унаследует апертуру 7 mil для рисования символов. Высота текста 60 mil унаследует толщину линии 8 mil. Имейте это в виду при определении текста для слоев шелкографии (слои Top Overlay и Bottom Overlay), так как очень тонкие линии на плате не могут быть успешно нарисованы.

Система именования файлов Gerber соответствует общепринятой практике производства. Проконсультируйтесь с производителем, может ли он напрямую использовать файлы PCB. Некоторые производители могут изготовить плату напрямую из предоставленного исходного файла PCB, так что Вам не нужно в этом случае генерировать файлы Gerber. Если Gerber используется, то контактируйте с бюро фотоплоттера перед генерированием фотошаблонов. Согласование доступных опций для вывода на плоттер на уровне редактирования настроек может сохранить Вам время и деньги.

Выходной путь для генерируемых файлов устанавливается на закладке Options диалога Options for Project. По умолчанию выходной путь назначается на подпапку файла проекта, и эта подпапка носит имя Project Outputs for ProjectName (ProjectName - имя Вашего проекта). Выходной путь можно изменить, если это необходимо. Если на закладке Options стоит галочка использовать отдельную папку для каждого выходного типа, то файлы Gerber будут записаны в дополнительную подпапку с названием Gerber Output.

Когда файлы сгенерированы, то вывод будет добавлен к проекту и будет виден в панели Projects, в папке Generated, в соответствующим образом именованной подпапке. Если Вы использовали отдельную папку для каждого выходного типа, то соответствующие (отдельные) папки Generated будут добавлены в панель Projects, например Generated (Gerber Output).

[Словарик]

RS-274X (из Википедии) расширенный формат Gerber, включает в себя ряд дополнительных возможностей, таких как заливка полигонов, комбинирование негативных и позитивных изображений, задание пользовательских апертур. Кроме того, файл в формате RS-274X содержит в своём заголовке список используемых апертур, что даёт пользователям возможность обмениваться данными без необходимости отдельного описания используемых инструментов. Формат RS-274X является надмножеством формата EIA Standard RS-274D. Он поддерживает как коды параметрических данных (G-коды) и коды апертур (D-коды), так и массивы параметров. Массивы параметров представляют собой наборы данных, описывающих или проект целиком, или его части, называемые слоями, что значительно расширяет возможности стандартного формата Gerber. Отметим также, что формат RS-274X был изначально разработан корпорацией Gerber Systems, признанным производителем CAD/CAM систем, устройств широкоформатной печати и оборудования прецизионной резки.

апертура форма светового пера для построения фотошаблона. При изготовлении фотошаблонов рисование на светочувствительной плёнке производится световым пятном заданной формы — апертурой.

После создания принципиальной электрической схемы и разводки печатной платы логичным продолжением является непосредственно изготовление платы, и тут есть два основных пути 🙂 Первый заключается в домашнем изготовлении, тогда в силу вступают такие технологии как, например, ЛУТ. А второй путь состоит в том, чтобы заказать изготовление платы на заводе. И сегодня мы поговорим как раз-таки о втором способе!

Давайте перейдем сразу к сути, которая заключается в том, что в сегодняшней статье мы научимся создавать Gerber-файлы при работе в Altium Designer. Но для начала пара слов о том, что это вообще за формат.

в каком-нибудь слое рисуем контур платы обычными линиями. Я лично использую для этого слой Mechanical 1. Выбираем этот слой:

С этим моментом разобрались, переходим непосредственно к созданию Gerber-файлов. Для этого нам нужно зайти в File -> Fabrication Outputs -> Gerber Files. Открывается новое окно:

Вот, к примеру, у меня есть двухслойная плата. Компоненты на ней устанавливаются только на верхней стороне, соответственно на верхней стороне нужна маркировка и контуры элементов. Кроме того, нужна паяльная маска на обеих сторонах платы. Не забываем также и про контур платы и в итоге получаем такие настройки:

Разобрались со слоями, открываем окно Drill Drawing. Здесь нам ничего не надо менять и настраивать, просто переходим дальше.

В окне Apertures убеждаемся, что стоит галочка Embedded Apertures (RS274X), а если она не стоит, то ставим и идем в окно Advanced. По большому счету и в этом окне почти никогда не приходится ничего менять, так что жмем на Ok и на этом заканчиваем!

На этом мы и закончим сегодняшнюю статью, спасибо за внимание и до скорого!

В данной статье хочу описать порядок вывода файлов платы из Altium Designer (далее AD) для заводского изготовления.

При выводе необходимых для изготовления платы файлов из любого CAD для создания печатных плат для избегания недопонимания между заказчиком и производителем, а также ошибок на производстве необходимо использовать стандартные форматы представления информации. По сути, необходимы файлы управления фотоплоттером для изготовления комплекта фотошаблонов, а также файлы управления сверлильным станком для сверловки всех необходимых на плате отверстий. Во всем мире, в том числе в России и странах СНГ, такими стандартами де-факто являются языки управления фотоплоттером компании Gerber Scientific (далее – формат Gerber) и сверлильным оборудованием компании Excellon Automation Company.

Gerber-файл по своей сути представляет текстовое описание последовательности команд, направленных на прорисовку различных элементов топологии (контактных площадок, переходных отверстий, линий, дуг, текстовых надписей) с помощью графопостроителя. Фактически данные в формате Gerber представляют собой программный код, управляющий выбором инструмента рисования, перемещением его в точку с заданными координатами и выполнением самой операции рисования. При изготовлении фотошаблонов производится рисование на светочувствительной плёнке световым пятном заданной формы – апертурой.

Excellon – файловый формат, представляющий собой описание данных о диаметрах и координатах отверстий на печатной плате в виде текста.

То есть, говоря простым языком, Gerber-файлы описывают рисунок слоев платы, что необходимо для изготовления фотошаблонов, а Excellon содержит всю информацию по отверстиям – координаты, диаметры, наличие металлизации.

Подготовка платы

Прежде чем создавать какие-то файлы, нужно провести некоторую подготовительную работу. Как именно это сделать, я уже писал в соответствующей теме на форуме, поэтому здесь кратко перечислю необходимые действия.

Диаметры всех отверстий должны соответствовать диаметрам выводов компонентов, устанавливаемых в эти отверстия. Диаметры отверстий необходимо брать на 0,2..0,3 мм больше диаметра вывода, если отверстие неметаллизированное, и на 0,3..0,5 мм, если с металлизацией. Подробнее об этом написано в стандарте РД 50-708 от 1991 года. Для прямоугольного вывода прибавка идет к самой широкой части вывода – диагонали прямоугольника. Кроме всего прочего желательно учитывать стандартный ряд диаметров сверл (подробнее в ГОСТ 885-77). Также, если используются два и более медных слоев, нужно не забыть о включении металлизации у необходимых отверстий (для AD - галочка Plated в свойствах отверстия). По возможности, необходимо свести количество используемых диаметров к минимуму. Например, если на плате присутствуют отверстия с диаметрами 0,7 мм и 0,8 мм, то совершенно безболезненно отверстия диаметром 0,7 мм можно увеличить до 0,8 мм (конечно же, контролируя при этом гарантийные пояски).
Обязательно необходимо нарисовать контур платы в любом механическом слое. Он будет использоваться для фрезеровки (или скрайбирования) платы. Также либо в отдельном, либо в том же слое контура (зависит от требований изготовителя) рисуются контуры всех необходимых внутренних вырезов платы. Ширина линий не критична – фреза пройдет вдоль центра нарисованной Вами линии.
По необходимости открыть от маски нужные для пайки участки и закрыть ненужные. Например, можно закрыть маской переходные отверстия, либо открыть силовые дорожки для их последующего усиления по максимальному току.
Чтобы в AD закрыть переходные отверстия маской, нужно зайти в свойства переходного отверстия и отметить галочками пункты "Force complete tenting on top/bottom". Данную операцию удобно делать на панели PCB Inspector (вызывается по F11), выбрав предварительно все переходные отверстия при помощи функции "Find similar objects".
Чтобы в AD открыть необходимый участок платы от маски, следует изобразить его в слоях паяльной маски Top/Bottom Solder. Слой инверсный, поэтому по умолчанию вся плата закрыта маской, а нужные участки открываются по необходимости.
Обязательно провести DRC-контроль платы, введя в качестве проверяемых параметров технологические ограничения конкретного производства. Если правила будут нарушены, производство будет вынуждено вернуть плату на доработку.
Установить начало координат на один из углов платы (либо в любое место на ее границе). Для этого выбрать меню Edit > Origin > Set и указать место установки.

Вывод Gerber-файлов

Для вывода Gerber-файлов из AD я придерживаюсь следующего порядка действий:

Выбрать меню File > Fabrication Outputs > Gerber Files.
На первой вкладке установить настройки формата (необходимо проконтролировать, что он поддерживается производителем) и единицы измерения. Например, Millimeters 4:4. Формат влияет на точность описания элементов платы. 4:4 означает, что будут использоваться числа с 4 знаками до и после запятой.

Вывод файлов сверловки

Порядок вывода файлов сверловки из AD следующий:

Выбрать меню File > Fabrication Outputs > NC Drill Files.
В открывшемся окне выставить следующие настройки:

После выполнения всех указанных действий Вы будете иметь весь набор необходимых для производства файлов.

Файл настроек - Output Job File

В случае, если работа идет не с отдельным файлом платы, а с проектом печатной платы, то разумнее будет создать OutJob-файл с настройками для вывода всех файлов в один клик.

Теперь, когда нужно будет экспортировать файлы, можно будет открыть этот Job-файл и нажать кнопку Generate Content на "контейнере" и все файлы, связанные с ним, будут созданы автоматически. Если же выбрать меню Tools > Run (F9), то будут созданы вообще все файлы, настроенные в данном Job-файле для вывода.

Читайте также: