¿Qué es un archivo Gerber en el proceso de fabricación de placas de circuito impreso?

Aparte de la comida, los suéteres y la alegría, ¿cuál es la parte más importante de una fiesta navideña? Tomar fotos, por supuesto. Por lo tanto, cuando me estaba preparando para ir a una fiesta navideña, saqué mi cámara HD para poder tomar unas fotos de mejor calidad que las que mi móvil puede hacer. Pero, al sacar mi cámara, me di cuenta de cuánto tiempo había pasado desde la última vez que la usé. Y, al igual que cualquier tecnología que uno no utiliza por un buen tiempo, me había olvidado completamente de cómo transferir los archivos de las imágenes a mi ordenador.

No me tomó mucho tiempo acordarme del puerto USB escondido en un lado del aparato, pero sí me hizo pensar en algo interesante: me hizo imaginar a alguien asociado con el mundo de diseño de placas de circuito impreso que no puede comprender la parte final del proceso. Todos esos discos y huellas en un sistema CAD (asistido por ordenador) deberán convertirse, de alguna manera, en una verdadera placa impresa. Al igual como no podía acordarme de cómo acceder a las fotos que iba a tomar, me pregunto cuántas personas no entienden lo que implica transferir a un fabricante los datos de diseño de una placa impresa.

¿Curioso sobre lo que es un archivo Gerber? La mejor manera de enviar los datos de su diseño a su fabricante es mediante un formato de archivo denominado “Gerber”. Al igual que la manera que usted pasa las primeras horas de una fiesta navideña rememorando las travesuras de la fiesta del año anterior, es mejor entrar al asunto del archivo Gerber con un poco de conocimiento de trasfondo. El tener una idea de su historial le permitirá tener mejor conocimiento de cómo ha crecido y cómo será su futuro. Después de conocer su proceso y desarrollo, usted estará mejor equipado para ser el puente entre un fabricante y el equipo de diseño.

El archivo Gerber, el primer paso en el proceso de fabricación de placas de circuito impreso

Cuando usted diseña una placa impresa en un sistema CAD, verá el metal de la placa representado por diferentes estilos de líneas y formas. De alguna manera, esas imágenes gráficas deben ser formateadas nuevamente en datos que el fabricante de placas de circuito impreso puede utilizar para crear la placa. Esta es la función del archivo Gerber.

Un archivo Gerber es un archivo de texto ASCII compuesto por cuatro elementos:

  1. Parámetros de configuración

  2. Definiciones de apertura

  3. Ubicaciones de las coordenadas XY para comandos de dibujo y flash (parpadeo)

  4. Códigos de comando para dibujo y flash (parpadeo)    

La mayoría de los sistemas CAD para placas de circuito impreso tienen la capacidad de generar archivos Gerber desde sus datos de diseño. Las almohadillas redondas del pin de un orificio de paso serán representados en un archivo Gerber mediante un comando de flash (parpadeo) en conjunto con algunas coordenadas de ubicación. Un trazo de línea para la señal de reloj será representado por un código de comando de dibujo en conjunto con una serie de coordenadas de ubicación para cada vértice del trazo.

El motivo de estos códigos de comando es que los archivos Gerber fueron diseñados originalmente para impulsar un trazador que solía crear las capas de una placa de circuito impreso sobre una película. Este trazador, conocido como photoplotter (su nombre en inglés), solía utilizar la luz de una lámpara o láser para exponer la película que luego sería utilizada para crear el mecanizado requerido por el fabricante de placas de circuito impreso. Los distintos códigos podían hacer parpadear la luz, dibujar con la luz, o moverse sin la luz. También hubo códigos para determinar el tamaño y la forma de la luz, conocidos como aberturas. Aunque todavía se usan ampliamente en la actualidad, los photoplotters tradicionales han comenzado a ser reemplazados por técnicas de formación de imagen directa mediante láser (LDI, por sus siglas en inglés) en las cuales la información Gerber es visualizada directamente sobre los materiales de la placa de circuito.

Laptop with blue file folders in it

Los archivos Gerber sacan los datos de su sistema CAD y los ponen en manos del fabricante 

El archivo Gerber: pasado, presente y futuro

Los archivos Gerber originales eran conocidos como formato RS-274-D. Esos archivos tempranos solo estaban compuestos por las ubicaciones de las coordenadas XY y los comandos de dibujo y flash (parpadeo). Como diseñadores de placas de circuito impreso, teníamos que asignar manualmente los códigos de abertura durante el proceso de creación del archivo Gerber. Más adelante, deberíamos extraer todos los datos de abertura a un archivo por separado, en conjunto con los parámetros de configuración. Uno debía ser muy diligente en asignar los códigos correctos para crear archivos Gerber precisos.

Si está creando archivos Gerber hoy en día desde su sistema CAD, usted probablemente está utilizando el formato RS-274-X. Esta versión combina todos los cuatro elementos de los datos Gerber (parámetros de configuración, aberturas, coordenadas XY, comandos de dibujo y flash) dentro de un solo archivo. También notará que es casi seguro que su sistema CAD asignará de forma automática las posiciones de las aberturas, eliminando la posibilidad de errores de ingreso humano.

En los últimos años, se ha puesto a disposición una nueva versión del formato Gerber que incluye datos adicionales. Los archivos Gerber X2 incluirán información  como por ejemplo la función de capas de ese archivo, funciones de objetos tales como los tipos de pads, la ubicación de trazos controlados por impedancias, y mucho más. El objetivo es mejorar el formato Gerber para que se parezca más a una base de datos, como por ejemplo ODB++, sin dejar de tener la habilidad heredada de manejar photoplotters y sistemas LDI.    

Pile of PCBs

Sus archivos Gerber serán utilizados para crear placas de circuito impreso desnudas como éstas

¿Qué significa esto para usted?

El diseñador de placas de circuito impreso, al igual que todos los miembros del equipo de fabricación y diseño de la placa de circuito impreso, deben comprender las necesidades del fabricante y crear los archivos Gerber y otros archivos de salida en consecuencia. Es posible que algunos fabricantes aún requieran listas de aberturas u otros archivos de datos, y usted debe saber el labor que desempeñan estos archivos y cómo crearlos. Muchos de nuestros procesos de diseño de hoy son automatizados, pero aun vale la pena tener un mejor entendimiento de lo que ocurre al interior de su sistema CAD.

Una de las mejores cosas que puede hacer es asegurarse que está utilizando el mejor sistema CAD disponible para diseñar su placa. Este no solo debe tener tecnologías de colocación y ruteo de vanguardia, también debe tener la habilidad de crear sus archivos Gerber y demás archivos de salida fácilmente y sin errores en los formatos de última generación.            

Altium Designer® es un software de diseño de placas de circuito impreso que tiene el Gerber RS-274-X como estándar y ya tiene incorporado el nuevo Gerber X2. Esto le ayudará a entregar a su fabricante un diseño que funcionará con cualquier sistema de procesamiento de imágenes que el fabricante utiliza.         

 

¿Le gustaría saber más sobre cómo Altium le puede asistir en crear estos archivos de salida de última generación? Comuníquese con un experto en Altium.

 

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