top of page
  • Olya Black

Файлы Gerber и NC Drill - основы изготовления печатных плат

Обновлено: 6 февр. 2022 г.

Основы изготовления печатных плат часть 1: как сформировать файлы Gerber и Drill


Нет большей награды, чем потратив долгие часы на проектирование мельчайших деталей печатной платы, затем, наконец, получить готовую плату от изготовителя. Ожидание может показаться вечностью с момента, когда вы впервые передали ему проектные файлы, но когда затем вы находите посылку с готовой платой на пороге своего дома - это похоже на инженерное Рождество! Мы проведем вас через весь процесс разработки в серии наших статей «Основы изготовления печатных плат». Начнем с визуального представления электрической цепи в виде эскизного проекта, а затем перейдем к упаковке всех теоретических изысканий в физическую форму, представленную радиодеталями и токопроводящими дорожками. Прямо сейчас пора перейти к процессу послепроектной подготовки и к процессу изготовления печатной платы.


Именно на этом этапе перед вами стоит задача собрать вместе все файлы и документацию, которая потребуется изготовителю печатных плат для успешного производства вашей многослойной печатной платы. И когда у него будет все необходимое, вам останется лишь сидеть и ждать посылку. Но откуда изготовитель знает, как сделать вашу печатную плату? Он не может использовать исходные файлы, созданные в вашей любимой системе автоматизированного проектирования. Вам необходимо отправить ему файлы формата Gerber и Excellon Drill.


Что такое файлы Gerber и Drill


Если вы никогда не изготавливали печатную плату, выражения «файлы Gerber, Excellon и NC Drill» могут показаться совершенно непонятными. В конце концов, разве нельзя просто отправить файлы электрической схемы и проекта печатной платы из приложения для разработки печатной платы изготовителю, и пусть он сам сделает все остальное? Если бы все было так просто. Как все мы знаем, существует множество систем автоматизированного проектирования (САПР) печатных плат. Разные САПР имеют собственные форматы файлов. Представьте только, если бы изготовителю нужно было бы постоянно быть в курсе всех форматов файлов каждого из существующих САПР. Это было бы полное безумие!


Вместо того чтобы использовать собственные форматы файлов систем разработки печатных плат, каждая такая система поддерживает промежуточные производственные файлы, которые называются «Gerber». Эти файлы описывают токопроводящие дорожки каждого слоя печатной платы способом, понятным системе автоматизированного производства (CAM - САП). Разработанные файлы формата Gerber вначале содержали инструкции для фотоплоттера, который создавал изображение печатной платы при помощи света на неэкспонированном листе пленки. В наши дни файлы Gerber используются для управления лазерным плоттером, выполняющим построение изображения всех токопроводящих дорожек, крепежных и переходных отверстий на печатной плате.



Файлы Gerber по типу и формату


Особенность файлов Gerber заключается в том, что каждый сгенерированный вами файл будет связан с определенным слоем проекта печатной платы и будет иметь свое уникальное расширение файла. На сегодняшний день стандартные расширения файлов, с которыми можно работать в САПР/САП, следующие:



Также стоит помнить о том, что есть несколько доступных форматов файлов Gerber – Gerber RS-274D и Gerber RS-274X. Формат D более старый, он использует два файла для описания одного слоя печатной платы. В более новом формат X вся информация из двух файлов объединена в один файл. Что касается управления проектными данными, куда проще следить за одним файлом на слой вместо двух. Мы всегда рекомендуем вам использовать формат Gerber RS-274X. Нет причин в наши дни отказываться от этого формата.


Как насчет сверления отверстий?


Вы могли заметить, что в таблице выше отсутствует кое-что важное – ссылка на файл с отверстиями. На самом деле, это второй файл, который вам необходимо будет отправить изготовителю печатных плат вместе с файлами Gerber. Файл отверстий NC Drill (для станков с числовым программным управлением) будет использоваться для точного определения мест сверления отверстий на печатной плате, а также их размеров. Сразу оговоримся, что вы могли слышать о файле NC Drill, под которым на самом деле подразумевался файл Excellon, предназначенный для сверлильно-трассировочного станка, ранее производимого корпорацией «Excellon».


Теперь, когда у вас есть общее представление о том, что такое файлы Gerber и NC Drill, давайте обратимся к типовой системе проектирования печатных плат и посмотрим, как создавать файлы в этой системе.


Формирование файлов Gerber


Одна из популярных САПР включает в себя удобный обработчик САП, позволяющий вам загружать файл САП и быстро формировать файлы для вашего проекта. В нашем примере мы загрузим файл САП формата Gerber RS-274X, и на основании него мы получим пять отдельных файлов Gerber для проекта светодиодной мигалки, который мы завершили в серии статей «Основы проектирования печатных плат». Вот как мы это сделаем:

1. Откройте файл проекта печатной платы (.brd) на панели управления САПР;

2. Выберите инструмент CAM Processor (САП-процессор) вверху окна или выберите File >> CAM Processor (Файл >> САП-процессор), чтобы открыть CAM Processor Dialog (Диалоговое окно САП-процессора);


Диалоговое окно САП-процессора CAM Processor Dialog, когда никакой САП-проект не загружен

Диалоговое окно САП-процессора CAM Processor Dialog,

когда никакой САП-проект не загружен



3. Никакая САП-задача пока не загружена, поэтому давайте добавим ее. Выберите File >> Open >> Job (Файл >> Открыть >> Задача). Затем перейдите к папке с проектом по умолчанию, выберите файл gerb274x.cam и нажмите Open (Открыть).

4. Как вы можете видеть, теперь появились новые вкладки для каждого САП-файла, который будет сформирован в результате выполнения этой задачи. Нажмите кнопку Process Job (Выполнить задачу) для создания всех файлов Gerber.


После загрузки САП-задачи GerberRS-274X появятся новые вкладки для каждого слоя проекта

После загрузки САП-задачи GerberRS-274X

появятся новые вкладки для каждого слоя проекта



И все! Одним нажатием кнопки вы формируете все необходимые вам файлы Gerber, которые затем можете отправить изготовителю печатных плат. Если вернуться назад на панель управления САПР, вы увидите вновь созданные файлы Gerber, перечисленные рядом с существующими файлами проекта.


Файлы Gerber в папке проекта на панели управления САПР

Вы можете найти все созданные вами файлы Gerber в папке проекта на панели управления САПР



Формирование файла отверстий


Поскольку файлы Gerber, которые вы только что сформировали, содержат все необходимые сведения, необходимые изготовителю для производства каждого отдельного слоя печатной платы, они, тем не менее, не содержат информацию об отверстиях, которые необходимо просверлить. Вам нужен файл, в котором было бы указано расположение и размер каждого отверстия. К счастью, процесс формирования такого файла в современной САПР так же прост, как создание файлов Gerber. Порядок действий следующий:


  1. Выберите инструмент CAM Processor (САП-процессор) вверху окна или выберите File >> CAM Processor (Файл >> САП-процессор), чтобы открыть CAM Processor Dialog (Диалоговое окно САП-процессора);

  2. Для начала вам нужно загрузить САП-задачу для сверления отверстий. Выберите File >> Open >> Job (Файл >> Открыть >> Задача). Затем перейдите к папке с проектом по умолчанию, выберите файл excellon.cam и нажмите Open (Открыть).

  3. Теперь останется лишь одна вкладка Generate drill data (Сформировать данные об отверстиях), в которой будут сведены данные со слоев 44 Drills (44 Отверстия с металлизацией) и 45 Holes (45 Отверстия без металлизации) – именно то, что вам нужно. Нажмите кнопку Process Job (Выполнить задачу) для создания этого файла.


Загрузка САП-задачи Excellon сформирует файл NC Drill на основании данных слоев 44 Drills и 45 Holes

Загрузка САП-задачи Excellon сформирует файл NC Drill на основании

данных слоев 44 Drills и 45 Holes