Guia de Arquivo Gerber: Domine o Design de PCB para Iniciantes

Nas perguntas dos clientes, há frequentemente questões sobre o arquivo Gerber.

Como converter o Eagle para Gerber?
Como gerar Gerber?
O que é um arquivo de extensão?

Por isso, preparamos um guia para ajudá-lo a encontrar a resposta e se tornar um especialista nesta área.
Vamos começar.

1. Vetor de Placa de Circuito no Arquivo Gerber

1.1 O que são Placas de Circuito Impresso (PCBs)?

Primariamente, PCBs são apenas placas feitas de material isolante resistente sobre as quais circuitos para componentes eletrônicos (ex: resistores, CIs, capacitores) são montados.

Os circuitos montados nas placas são frequentemente desenhados usando tiras finas de materiais condutores como cobre sobrepostas com camadas adicionais de circuitos ou material isolante.

Como notei na introdução, eles são a estrutura para quase toda a eletrônica moderna. Simplificando: é por isso que você precisa conhecê-los bem.

A invenção de PCIs e Circuitos Integrados (CIs) foi a invenção revolucionária que levou à redução no tamanho da eletrônica moderna.

1.1.1 Você Precisa de PCBs?

Embora os primeiros usos de PCBs possam ser rastreados até 1936 (Harper, 2004), é difícil imaginar qualquer gadget/projeto eletrônico comercialmente viável moderno que não empregue PCBs.
Talvez você também tenha notado que PCBs funcionam como a espinha dorsal de quase todos os dispositivos eletrônicos modernos.
Então, se você quer aprender sobre eletrônica ou produzir eletrônica, inevitavelmente precisará aprender sobre PCBs.

1.2 O que Significa "Gerber" ou "Formato de Arquivo Gerber"?

Segundo a UCAMCO (empresa que atualmente detém os direitos do formato de arquivo Gerber), um "formato de arquivo Gerber" é um padrão de facto para armazenamento ou transferência de dados de design de PCB.

Pode ser descrito ainda como um formato vetorial ASCII aberto para representar imagens binárias 2D. O arquivo Gerber descreve e comunica os constituintes de uma imagem de PCB como número de camadas de cobre, máscaras de solda e muitos outros atributos.
Arquivos Gerber também atuam como arquivos de entrada para dispositivos de impressão de PCB como fotoplotters e máquinas de Inspeção Óptica Automatizada (AOI) para imprimir ou comparar imagens de placas de circuito.

1.2.1 Formatos Gerber

As três gerações de Gerber são:

• Gerber Padrão (Também conhecido como RS-274-D) – a forma mais antiga de Gerber
• Gerber Estendido (Também conhecido como RS-274X)
• Gerber X2 – O tipo mais novo de Gerber

Mais sobre esses formatos será elaborado no capítulo três. Por enquanto, vamos tentar entender as definições simples.

1.3 Aqui é Onde Gerber Encontra PCBs

Até agora, cobrimos os detalhes essenciais do que são PCBs e sua importância. Também tentamos explicar resumidamente a essência dos arquivos Gerber. Das duas definições, era proeminente que arquivos Gerber são os esboços de software usados para comunicar informações sobre a composição de placas de circuito. Os dois diferem no sentido que aplicações de software manipulam arquivos Gerber enquanto PCBs montam componentes eletrônicos.

Os capítulos anteriores discutirão mais sobre as composições de arquivos Gerber, métodos de manipulação de arquivos Gerber.

Nota:

►Um ponto importante a notar neste momento é que placas de circuito originalmente não eram feitas com auxílio de aplicações de software CAD ou CAM. É lógico concluir que PCBs não se limitam a placas de circuito desenhadas a partir de aplicações de software CAM.

Com o aumento do uso de PCBs veio a demanda por padrões que pudessem guiar a produção de placas de circuito. Gerber surgiu como um padrão que poderia facilitar o processo de desenvolvimento de PCBs. Então, vamos tentar entender o que um "Gerber" define.

►Em 2014, a UCAMCO declarou o Gerber Padrão como "tecnicamente obsoleto" e deu preeminência ao Gerber Estendido sobre o Gerber Padrão. Isso ocorre porque as definições de abertura para o Gerber Padrão não eram padronizadas.

2. O Arquivo Gerber

2.1 O que é um Arquivo Gerber?

Um arquivo Gerber é um arquivo que contém informações que guiam a produção de um PCB. Como você pode ter observado, um formato de arquivo Gerber é simplesmente um padrão de facto que define imagens binárias 2D usando formato vetorial ASCII aberto.

Arquivos Gerber modernos também podem incluir metadados (dados sobre outros dados constituintes dentro de um arquivo) como máscara de solda, legenda/silk, número de camadas de cobre, entre outras informações de impressão relevantes.

PCBs são feitos a partir de dados Gerber 274-X e arquivos NC drill; Cada arquivo Gerber corresponde a uma camada na placa física – overlay de componente, camada de sinal superior, camada de sinal inferior, camadas de máscara de solda, camadas internas, e assim por diante.

Como existem tantas versões diferentes de arquivos pcb em uso hoje, exigimos que nossos clientes nos forneçam um conjunto completo de arquivos Gerber e NC drill para evitar conflitos de versão.

Ao enviar arquivos Gerber para cotação ou pedido, é útil ter um arquivo de texto simples que acompanhe os dados explicando os requisitos que não aparecem nos arquivos Gerber.

Informações importantes nem sempre facilmente identificáveis incluem cores de máscara de solda e silkscreen, requisitos de penalização, se houver, acabamento de pad, espessura da placa e peso do cobre.

Também, quaisquer requisitos especiais de PCB ou recursos tais como slots ou recortes. Colocar detalhes como este em uma camada mecânica é um bom local para tais dados, ou em um arquivo de texto.

Uma caixa de diálogo de configuração Gerber fornece ferramentas para configurar completamente suas opções de saída de arquivo Gerber.

Em sua criação, Gerber surgiu como um padrão que poderia guiar a produção de placas de circuito entre engenheiros. Mas como Gerber definiu um padrão aberto, manteve alta generalidade e baixa particularidade.
Nisso, padrões Gerber não estabeleceram diretrizes fixas que pudessem restringir a produção de PCBs em sua criação.
Como resultado, Gerber foi facilmente adotado por vários designers de PCB e engenheiros no design de circuitos eletrônicos em placas.
Isso impulsionou sua adoção e popularidade entre designers de PCB e engenheiros.

2.1.1 Aqui está Por Que Você Deve se Importar com Gerber de Qualquer Maneira…

Em 2015, a UCAMCO estimou que cerca de nove em cada dez produções de PCB são apresentadas em formato Gerber. Com o aumento na produção de dispositivos eletrônicos, há um aumento paralelo de PCBs produzidos.

Isso traz um empurrão consistente e constante por melhorias de circuito em arquivos Gerber. Agora, por causa dessa necessidade constante de melhorar designs atuais e eficiência, estudar arquivos Gerber poderia tornar suas habilidades relevantes para PCBs.

2.2 Visualizador de Arquivo Gerber

Um visualizador de arquivo Gerber é uma aplicação de software que auxilia você a visualizar o conteúdo de um arquivo Gerber. No momento, existe uma variedade de ferramentas de visualização Gerber no mercado.

Algumas dessas ferramentas funcionam por instalação (muito como aplicações de software tradicionais), mas a maioria funciona online sem ser instalada no computador. Permitem fazer upload de arquivos e visualizar os arquivos Garber online.

2.2.1 Principais Características a Considerar para Visualizadores de Arquivo Gerber

Para escolher um bom visualizador de arquivo Gerber, você pode precisar considerar as três características seguintes:

1. Suporte a formato de arquivo atualizado: um visualizador Gerber ideal deve suportar tipos de arquivo modernos populares como HPGL/HPGL-2 e Excellon entre outros formatos de arquivo modernos.
2. Suporte a precisão na visualização: bons visualizadores Gerber também devem incluir recursos para zoom e medições de precisão para que você possa verificar circuitos e retificar erros com facilidade.
3. Ter ampla compatibilidade com impressoras: visualizadores de arquivo Gerber também devem ser compatíveis com uma variedade maior de impressoras. Além disso, deve dar espaço para várias opções de impressão para várias impressoras.

2.2.2 As Melhores Ferramentas de Visualização Gerber

De todas as várias ferramentas de visualização Geber disponíveis no mercado, as três ferramentas a seguir são atualmente as mais bem avaliadas para visualizar arquivos Gerber:

2.2.3 O Visualizador Gerber Online

PCB de placa de circuito personalizada pode, portanto, ser um pedido alto. Este artigo o guiará através de cinco maneiras básicas de conseguir a melhor placa PCB Online Gerber é uma ferramenta online gratuita que permite visualizar e verificar erros dentro de seus arquivos Gerber online. Esta ferramenta é leve, pois não precisa que você a instale ou a execute em um computador com maior armazenamento de memória ou alta capacidade de processamento.

É compatível com Gerber274X bem como formatos de arquivo Excellon 1 e 2. Esta ferramenta também permite dar zoom sempre que você precisar verificar suas placas para erros de design.

Outra razão pela qual você pode amar O Fabricante de PCB Online para Produção de PCB. Isso se deve à conveniência que vem com terceirização para um Fabricante de PCB Online confiável é o fato de que não restringe seu uso apenas a usuários registrados como outros visualizadores Gerber fazem.

2.3 O Visualizador Gerber EasyEDA

EasyEDA é um visualizador Gerber online incrível que tem quase todos os recursos da ferramenta Online Gerber. Mas diferente do Online Gerber, EasyEDA permite visualizar as camadas de um PCB carregado/importado, dar zoom e escolher a cor para os PCBs.

Também tem alguns recursos estatísticos que permitirão comparar formas e tamanhos dos furos e dimensões da placa. Uma vez feito, EasyEDA oferecerá a opção de compartilhar seus arquivos usando uma URL.

2.4 O Visualizador Gerber Numerical Innovation

Numerical Innovation é simplesmente incrível. Esta ferramenta verificou todas as características que destacamos como aspectos importantes a considerar para um visualizador Gerber ideal. Você procura clareza? Verifique. E quanto à capacidade de zoom de imagens?

Verifique. E compatibilidade de arquivo? Verifique. Honestamente, uma experiência com Numerical é perfeita. Ambos os arquivos gerados pelo Eagle e Altium da Seed Studio são muito fáceis de usar. Para iniciantes, esta poderia ser uma ferramenta indispensável.

No capítulo seguinte, vamos dar uma olhada nas extensões de arquivo Gerber disponíveis na indústria e depois ver como podemos manipular arquivos Gerber. Você está pronto? Em 5, 4, 3, 2, 1…

3. Extensões de Arquivo Gerber (.gbr /.GBR)

Primariamente, arquivo Gerber é frequentemente associado com a extensão de arquivo ".gbr" ou ".GBR". No entanto, outras extensões como ".GBX", ".Top", e ".BOT" também são usadas na definição de arquivos Gerber.

E mesmo assim, a extensão ".gbr" não se aplica exclusivamente a arquivos Gerber de PCB. Às vezes, esta extensão ainda é usada por outras aplicações de software de edição de imagem como GIMP para representar o arquivo de pincel de imagem das aplicações.

3.1 Então, Por Que Temos Tanta Variedade?

Bem, você ainda se lembra das três gerações destacadas do formato de arquivo Gerber? É lá que encontraremos toda a história das extensões de arquivo Gerber. Vamos começar com:

3.1.1 O Gerber Padrão (Também Conhecido Como RS-274-D)

Esta era a forma mais antiga de representação de arquivo Gerber projetada pela Gerber Systems Corp como formato de Controle Numérico (NC) destinado a acionar os fotoplotters dos anos 1960 e 1970. O RS-274-D suportava capacidades básicas de plotagem como desenhar caminhões. Não definia distintamente coordenadas e margens de desenho (Electronic Industries Association, 1979).

Com o tempo, o Gerber Padrão tornou-se impopular e foi eventualmente revogado por seus desenvolvedores em 2014. Mesmo assim, o Gerber Padrão foi responsável pela origem e popularidade da extensão de arquivo ".gbr".

3.1.2 Gerber Estendido (Também Conhecido Como RS-274-X ou X-Gerber)

Esta forma de Gerber foi introduzida em 1998 pela UCAMCO. Usa comandos ASCII legíveis por humanos combinados para gerar um gráfico vetorial 2D. X-Gerber também incorporou o uso de metadados para definir gráficos. Está associado às extensões de arquivo ".gbr" e ".gbx".

3.1.3 Gerber X2

Este é o formato Gerber mais recente para arquivos. Inclui melhorias de todos os seus predecessores. Este formato de arquivo suporta todas as extensões extras de fornecedores como ".top" e ".bot". Este formato de arquivo é compatível com a maioria das aplicações de software CAM modernas.

Agora, como já olhamos algumas ferramentas de software que podem nos ajudar a visualizar arquivos Gerber, é hora de sujar as mãos manipulando arquivos Gerber. Você está pronto? Em 5, 4, 3, 2, 1…

4. Mão na Massa com Arquivo Gerber

4.1 Criando um Arquivo Gerber Usando Eagle 3.55

Esta parte ensinará passo a passo como usar o software de design de PCB.

1. PCB123
2. eagle para gerar ou converter arquivo Gerber e arquivo excel.

Escolher um fabricante confiável é algo importante quando você finaliza seu design, existem alguns fatores que você precisa considerar:

   1. Podem ajudar você a verificar rapidamente se há problemas com seu design?

   2. Podem atender requisitos especiais no seu design?

   3. Lead-Time, Qualidade e então Preço são aceitáveis.

4.1.1 Arquivo Gerber

Antes de começarmos o próximo passo, você precisará baixar outro arquivo de definição: arquivo CAM.

EAGLE fornece um arquivo de job CAM, que criará seu arquivo Gerber para uma placa de 2 camadas de forma fácil. Siga estes passos:

Primeiro, baixe estes arquivos:

   1, eagle to gerber1.doc; (39.5 KB)

   2, Eagle user brochure.pdf; (289 KB)

   3, IPC-a-600.pdf (1.50 MB)

1. Carregue sua placa na tela.

Para fazer isso a partir do Painel de Controle Eagle, clique em File/Open/Board e selecione a placa que você usará.

2. Clique no Ícone na barra de ferramentas superior que diz ULP.

Quando a caixa de diálogo aparecer para selecionar o arquivo ULP chamado DRILLCFG.ULP do diretório ULP. Em questão de segundos, na linha de comando você notará uma mensagem dizendo ULP finished.

3. Agora clique no Ícone que representa o Processador CAM.

Isso carregará a Tela do Processador CAM. Desta tela, clique em File/Open/Job (quando perguntado para salvar "Modified Job" responda NÃO) e selecione o job CAM chamado GERBER.CAM do diretório CAM e clique OK.

4. Agora clique no botão que diz Process Job.

Isso o solicitará com 2 mensagens. A primeira mensagem será "Delete the $$$ file after process" este é um arquivo dummy que o EAGLE cria, clique OK. A segunda mensagem é "More than one signal layer Active", Clique OK nesta mensagem também. Dependendo do tamanho e complexidade da placa, todo o processo levará alguns minutos ou algumas horas.

5. Quando o Processador CAM para todo o processo, significa que terminou.

Este processo criou vários arquivos que terão o mesmo nome da sua placa com extensões diferentes:

   .WHL Arquivo de Roda de Abertura.PLC Silk Screen Lado do Componente

   .CMP Cobre Lado do Componente        .STC Máscara de Solda Lado do Componente

   .SOL Cobre Lado da Solda          .STS Máscara de Solda Lado da Solda

Então você precisa compactar os seguintes arquivos e entregá-los ao Fabricante de PCB

Arquivos Gerber	Extensão
Camada Superior (cobre)	.GTL
Camada Inferior (cobre)	.GBL
Overlay Superior	.GTO
Overlay Inferior	.GBO
Máscara de Pasta Superior	.GTP
Máscara de Pasta Inferior	.GBP
Máscara de Solda Superior	.GTS
Máscara de Solda Inferior	.GBS
Camada Keep-Out	.GKO
Desenho de Furo	.GD1
Guia de Furo	.GG1
Camada de Plano Interno 1,2,...,16	.GP1, .GP2, ... , .GP16

*O arquivo GTP não é necessário para fabricação de PCB porque é usado para criar um stencil (se seu design tivesse peças SMD).

4.1.2 Arquivos Excellon

(Certifique-se de ter feito os passos 1 e 2 antes de prosseguir com arquivos Excellon)

• Diretamente do processador CAM clique em File/Open/Job e selecione o CAM Job chamado EXCELLON.CAM do diretório CAM, então clique OK.
• Agora clique no pequeno botão que diz Process. Isso iniciará a geração do arquivo EXCELLON. Normalmente este processo leva apenas alguns segundos.
• Os seguintes arquivos são criados quando o processo termina.

.DRL Tool Rack File.DRD Excellon. Output.DRI Drill Information file

ÍCONES

Processador CAM Programa de Linguagem do Usuário (ULP)

Adicionando Camadas ao arquivo GERBER.CAM existente

(Consulte seu manual EAGLE 3.55 página 86.

A primeira página deste documento ensina como criar todos os arquivos Gerber necessários para uma placa de 2 lados. Mas devido à crescente demanda por mais de 2 camadas, decidimos adicionar esta porção a este documento.

Inicialmente GERBER.CAM gera todas as aberturas necessárias para fazer uma placa de 2 lados. Modificando o processo Gerber.CAM podemos facilmente adicionar mais passos ao processador CAM para cuidar de nossas camadas adicionais.

Vamos começar:

1. Do painel de controle EAGLE clique em File/Open/Board e selecione a placa na qual você está interessado.

2. Clique no ícone do processador CAM.

3. Agora clique File/Open/JOB e selecione o arquivo chamado GERBER.CAM do diretório CAM. Se o Eagle solicitar para salvar o processo atual. Clique NÃO.

4. Observe na tela do processador CAM um campo chamado SECTION. Se a seção chamada "Generate a wheel file" não estiver visível, clique na seta para baixo no final da seção e selecione a seção chamada Generate a Wheel File.

5. No lado direito da tela do processador CAM, você notará a lista de camadas. Marque as camadas adicionais que deseja incluir: Quaisquer camadas internas ou talvez as camadas de silkscreen inferior (BPlace e BName). NÃO DESMARQUE NENHUMA DAS OUTRAS CAMADAS. Clique em File/Save Job para salvar o que fizemos até agora. Recomendo dar um nome diferente a este job CAM. Por exemplo, 4Layer.cam)

6. Após marcar todas as camadas necessárias, clique na seta para baixo da SECTION e selecione a última seção chamada Solder Stop Mask SOL.

7. Clique no botão ADD. O Eagle pedirá para nomear a nova seção que você está criando. Pode dar qualquer nome que se sinta confortável, exemplo, chame de inner POWER PLANE VCC, INNER SIGNAL Layer 2, ou BOTTOM SILK SCREEN). Clique OK quando terminar.

8. Agora selecione a camada apropriada para esta seção. É um plano de potência interno (por exemplo $GND) apenas selecione essa camada por si só. Se for uma camada de silkscreen inferior, marque as camadas Dimension, BPlace e BName. Se for uma camada de sinal regular, combine com PAD's e VIA's CERTIFIQUE-SE QUE NENHUMA OUTRA CAMADA ESTÁ MARCADA.

9. Mude o nome da saída. Use a tabela no final desta página como exemplo.

10. Crie uma nova seção para cada nova camada necessária. Repita passos 7, 8, 9 e 10 para cada nova camada.

Vá para o passo 4 na página número 1.

Camadas	Extensão
Camada de Alimentação	Apenas camada de alimentação ($GND).GND
Camada de Sinal	Camada de sinal, Pad, Via.LY3
Silkscreen inferior	Dimension, Bplace, Bname.PLS

4.2 Como Exportar Arquivos Gerber do Altium Designer

4.2.1 Gerar Gerber

1: Selecione menu "File", >> "Fabrication Outputs" >> "Gerber files"

2: na caixa de diálogo que aparece, especifique os parâmetros de medição do PCB.

3: Selecione as camadas: Para uma placa de 2 camadas, desmarque camada G1, G2, G3 ….

4: Marque Embedded Apertures

5: Uma vez que você afirme que todas as configurações estão boas, clique "OK" para gerar Gerber.

4.2.2 Gerar Excellon

1: Selecione menu "File", >> "Fabrication Outputs" >> "NC Drill files"

2: Ajuste os parâmetros para adequar aos parâmetros do Arquivo Gerber e clique "Ok" para gerar.

3: Compacte todos os arquivos gerados em um arquivo .zip, e envie para Fabricação.

4.3 Convertendo Arquivos Gerber (".gbr") para arquivos ".pcb"

4.3.1 O que são Arquivos ".pcb"?

Em resumo, extensão de arquivo ".pcb" é uma extensão associada a arquivos gerados por aplicações de software CAD (Computer Aided Design). Após projetar seu circuito através de aplicações de software como ULTIUM Designer, estes são os arquivos gerados para armazenar informações que podem guiar a criação de placas de circuito.

4.3.2 Por Que Isso é Importante?

Embora engenheiros de design possam se sentir confortáveis compartilhando dados em seu formato PCB, pois é fácil de compreender; fabricantes de PCBs podem exigir diretrizes adicionais em fatores como furação. Estes parâmetros podem dificultar o WellPCB bem-sucedido. Forneceremos serviço completo e produtos de alta qualidade. Você pode nos enviar os documentos que precisa fazer e obter um orçamento imediatamente! Quais são nós esperando? Temos dez anos de fabricação de PCB se não verificado.

4.3.3 Como Converter? : 12 Passos para Conversão (Usando LinkCAD)

• Primeiro, baixe LinkCAD do site oficial aqui.
• Em seguida, instale no seu computador (como qualquer programa regular). Esta ação permitirá que você tenha um trial de cinco dias do software.
• Execute LinkCAD no seu computador
• Na tela de abertura, clique em "Import Format" e selecione o tipo de arquivo PCB (o tipo que você pretende converter) entre os listados no dropdown.
• Selecione "Gerber" entre o dropdown "Export Format".
• Desmarque a opção de diálogo "Skip options".
• Marque a opção de menu "Ignore text" na janela "GDSII Import Options".
• Modifique quaisquer preferências adicionais que você possa precisar modificar dentro do menu "Export Options" que aparece.
• Navegue no seu computador e escolha o arquivo "PCB" para converter.
• Clique no botão "Next" na janela que aparece e aguarde o arquivo ser convertido.
• Verifique dentro da pasta que tem o "PCB" original para os arquivos Gerber convertidos.
• Se tudo estiver ok, clique em "Finish" e saia.

Conclusão

Agora, não faz muito tempo, o processo de criar um arquivo Gerber que pudesse apresentar precisamente sua ideia de circuito para WellPCB. Forneceremos serviço completo e produtos de alta qualidade. Você pode nos enviar os documentos que precisa fazer e obter um orçamento imediatamente! Quais são nós esperando? Temos dez anos de fabricação de PCB era frequentemente uma tarefa desafiadora. Primeiro, havia o desafio de aprender aplicações de software de Fabricação Assistida por Computador (CAM) apropriadas.

Este desafio frequentemente seria seguido pelo problema comum de listas ausentes como a lista de aberturas ou lista de ferramentas. E então, o desafio de compatibilidade dentro de aplicações de software CAM tornaria esta tarefa muito difícil.

Com o tempo, no entanto, este processo foi altamente simplificado. Graças aos avanços feitos em aplicações de software CAM e representação de arquivos como Gerber; desenvolvedores e designers agora podem fabricar PCBs a partir de conjuntos de dados de fabricação.

Agora, isso cria um loop interessante, a eletrônica depende de PCBs; PCBs dependem do arquivo Gerber. Então, para a eletrônica prosperar, PCBs devem prosperar, para PCBs serem ótimos, designs Gerber devem ser excepcionais.

Para Gerber melhorar, deve haver uma demanda aumentada por eletrônica melhorada. Você vê? Percebe um loop engraçado? É por isso que o futuro da eletrônica provavelmente será preenchido com arquivos Gerber nas pontas. Além de aprender por conta própria, que outras coisas você pode fazer?

Ei! Tenho certeza que você vai amar esta parte.

Talvez após ler nosso guia, você tenha desenvolvido algum interesse em saber mais sobre arquivos Gerber e PCBs. Sinta-se à vontade para conferir nosso site oficial e navegar por nossa coleção de truques que podem transformá-lo de iniciante a profissional.

Além disso, caso você consiga fazer um PCB personalizado para seu projeto, sinta-se à vontade para fazer uma fatura conosco a um preço imbatível. Ficaremos felizes em oferecer uma mãozinha no início de sua jornada Gerber.

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