Τα επίπεδα Gerber είναι μεμονωμένα αρχεία διανυσματικών γραφικών. Αυτά τα αρχεία δείχνουν πώς θα φαίνεται η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Τα αρχεία Gerber δείχνουν φυσικές πτυχές όπως ίχνη χαλκού, μάσκες συγκόλλησης και μεταξοτυπία. Οι κατασκευαστές PCB χρησιμοποιούν αυτά τα αρχεία για να ελέγχουν κάθε βήμα παραγωγής. Βλέπετε αυτά τα επίπεδα στοιβαγμένα από πάνω προς τα κάτω, με τα κάτω επίπεδα να αντικατοπτρίζονται για ακριβή κατασκευή.
Μεμονωμένα αρχεία για κάθε επίπεδο
Κάθε πραγματικό μέρος της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) χρειάζεται το δικό του αρχείο Gerber. Για παράδειγμα, πρέπει να έχετε ξεχωριστά αρχεία για τον επάνω χαλκό, τον κάτω χαλκό, το χρώμα για τις μάσκες συγκόλλησης, τις λευκές λέξεις μεταξοτυπίας και τα στρώματα πάστας. Εάν η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) είναι πολυστρωματική, χρειάζεστε επίσης αρχεία για τα εσωτερικά στρώματα χαλκού! Κάθε στρώμα είναι ξεχωριστό αρχείο. Αυτό βοηθά το εργοστάσιο να εργάζεται σε κάθε μέρος ξεχωριστά.
Προβολή επιπέδων Gerber
Όταν εξετάζετε αυτά τα αρχεία χρησιμοποιώντας ένα ειδικό online πρόγραμμα προβολής, το λογισμικό τα εμφανίζει όλα στοιβαγμένα από πάνω προς τα κάτω. Αυτό είναι σαν να κοιτάτε μέσα από μια σανίδα από διαφανές γυαλί! Αυτή η προβολή σάς βοηθά να ελέγξετε αν τα μαξιλαράκια, οι οπές και τα ίχνη είναι σωστά ευθυγραμμισμένα σε όλα τα επίπεδα. Αυτό είναι πολύ σημαντικό πριν στείλετε τα αρχεία στο εργοστάσιο για κατασκευή.
Θετικές έναντι αρνητικών εικόνων στρώσεων
Τα στρώματα Gerber χρησιμοποιούν είτε θετική είτε αρνητική απεικόνιση. Τα θετικά στρώματα δείχνουν την παρουσία χαλκού ως γεμάτες περιοχές—συνήθως για τα στρώματα χαλκού όπου τα ίχνη και τα μαξιλαράκια φαίνονται συμπαγή. Τα αρνητικά στρώματα λειτουργούν αντίθετα—οι γεμισμένες περιοχές υποδεικνύουν απουσία. Τα αρχεία Gerber στρώματος μάσκας συγκόλλησης χρησιμοποιούν αρνητική απεικόνιση, που σημαίνει ότι οι γεμισμένες περιοχές αντιπροσωπεύουν ανοίγματα όπου ο χαλκός παραμένει εκτεθειμένος.
Συμβάσεις ονομασίας επιπέδων και επεκτάσεις αρχείων
Οι τυπικές επεκτάσεις αρχείων Gerber ακολουθούν προβλέψιμα μοτίβα. Το πάνω χαλκό χρησιμοποιεί γενικά .GTL, το κάτω χαλκό χρησιμοποιεί .GBL και οι μάσκες συγκόλλησης χρησιμοποιούν .GTS και .GBS. Διαφορετικά εργαλεία λογισμικού χρησιμοποιούν διάφορες συμβάσεις ονοματοδοσίας—τα επίπεδα Gerber του Kicad χρησιμοποιούν ένα σχήμα, ενώ τα επίπεδα Gerber από το Altium ακολουθούν ένα άλλο. Η κατανόηση αυτών των συμβάσεων αποτρέπει τη σύγχυση κατά την οργάνωση του πακέτου κατασκευής σας.
Στρώματα χαλκού
Κορυφαίο στρώμα χαλκού
Το επάνω στρώμα χαλκού gerber περιέχει όλα τα αγώγιμα χαρακτηριστικά στην επάνω επιφάνεια της πλακέτας σας. Αυτό περιλαμβάνει ίχνη σήματος, τα μαξιλαράκια εξαρτημάτων, τις οπές χάλκινου υλικού και τα επάνω τμήματα των οπών διέλευσης. Όταν εξάγετε στρώματα gerber, το αρχείο GTL καθορίζει πού παραμένει ο χαλκός μετά τη χάραξη.
Κάτω στρώμα χαλκού
Το κάτω στρώμα από χάλκινο gerber αντικατοπτρίζει τη λειτουργία του πάνω στρώματος, εκτός από την κάτω πλευρά της σανίδας. Αυτό το στρώμα εμφανίζεται οριζόντια ανεστραμμένο όταν το βλέπουμε από πάνω. Όλα τα ίχνη της κάτω πλευράς, τα μαξιλαράκια και τα γεμίσματα χαλκού βρίσκονται σε αυτό το στρώμα.
Εσωτερικά επίπεδα σήματος
Οι πολυστρωματικές πλακέτες περιλαμβάνουν αρχεία gerber εσωτερικού στρώματος μεταξύ του επάνω και του κάτω χαλκού. Αυτά τα στρώματα μεταφέρουν πρόσθετα σήματα ή παρέχουν ειδικό χώρο δρομολόγησης. Τα ορίζετε ως G1, G2, G3 και ούτω καθεξής, με βάση τη θέση τους στη στοίβα. Κάθε εσωτερικό στρώμα σήματος απαιτεί το δικό του αρχείο gerber για την κατασκευή του.
Αεροπλάνα ισχύος και εδάφους
Τα επίπεδα ισχύος και γείωσης συχνά χρησιμοποιούν αρνητική απεικόνιση. Σε αυτά τα αρχεία gerber εσωτερικού επιπέδου, οι γεμάτες περιοχές αντιπροσωπεύουν την αφαίρεση χαλκού και όχι την παρουσία χαλκού. Αυτή η αρνητική μορφή περιγράφει αποτελεσματικά μεγάλες εκχύσεις χαλκού με διάκενα για οπές και ίχνη.
Τι περιέχουν τα στρώματα χαλκού
Όλα τα στρώματα χαλκού περιγράφουν τέσσερις κύριους τύπους χαρακτηριστικών. Τα ίχνη είναι οι στενές γραμμές που συνδέουν τα εξαρτήματα. Τα μαξιλαράκια παρέχουν σημεία στήριξης για τα καλώδια των εξαρτημάτων και τις συνδέσεις συγκόλλησης. Οι οπές διασύνδεσης δημιουργούν ηλεκτρικές συνδέσεις μεταξύ των στρωμάτων. Τα χάλκινα χυτά γεμίζουν μεγαλύτερες περιοχές για διανομή ισχύος, επίπεδα γείωσης ή θερμική διαχείριση.
Στρώματα μάσκας συγκόλλησης
Κορυφαία στρώση μάσκας συγκόλλησης
Το επάνω στρώμα μάσκας συγκόλλησης gerber περιγράφει την τοποθέτηση προστατευτικής επίστρωσης στην επάνω επιφάνεια της πλακέτας σας. Σκοπός αυτού του στρώματος είναι να εμποδίζει τις γέφυρες συγκόλλησης κατά τη συναρμολόγηση και να προστατεύει τα ίχνη χαλκού από την οξείδωση και τις φυσικές ζημιές.
Κάτω στρώμα μάσκας συγκόλλησης
Η κάτω μάσκα συγκόλλησης λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο όπως και η πάνω στρώση, αλλά προστατεύει την κάτω πλευρά. Και τα δύο στρώματα μάσκας συγκόλλησης ακολουθούν την ίδια σύμβαση αρνητικής απεικόνισης.
Κατανόηση της έννοιας της αρνητικής εικόνας
Τα στρώματα μάσκας συγκόλλησης μπερδεύουν πολλούς σχεδιαστές επειδή χρησιμοποιούν αρνητική απεικόνιση. Οι γεμάτες περιοχές στα αρχεία μάσκας συγκόλλησης gerber υποδεικνύουν ανοίγματα - σημεία όπου δεν θα εφαρμοστεί μάσκα συγκόλλησης. Αυτά τα ανοίγματα εκθέτουν χαλκό για την προσάρτηση εξαρτημάτων και τα σημεία δοκιμής.
Επεξήγηση των ανοιγμάτων της μάσκας συγκόλλησης
Τα ανοίγματα μάσκας συγκόλλησης εμφανίζονται όπου η πλακέτα σας απαιτεί εκτεθειμένο χαλκό. Τα τακάκια των εξαρτημάτων χρειάζονται ανοίγματα για συγκόλληση. Τα σημεία δοκιμής απαιτούν ανοίγματα για πρόσβαση στον αισθητήρα. Οι σύνδεσμοι άκρων χρειάζονται εκτεθειμένο χαλκό για σύζευξη. Το λογισμικό σχεδιασμού σας δημιουργεί αυτόματα αυτά τα ανοίγματα με βάση τις θέσεις των τακακιών και των διόδων.
Χρώματα και φινιρίσματα μάσκας συγκόλλησης
Ενώ οι λίμες Gerber καθορίζουν τις θέσεις ανοίγματος, οι κατασκευαστές καθορίζουν το χρώμα και το φινίρισμα ξεχωριστά. Το πράσινο παραμένει το πιο συνηθισμένο χρώμα μάσκας συγκόλλησης, αν και οι κατασκευαστές προσφέρουν κόκκινο, μπλε, μαύρο, λευκό και άλλες επιλογές. Η δομή των λιμών Gerber παραμένει η ίδια ανεξάρτητα από την επιλογή χρώματος.
Στρώματα μεταξοτυπίας
Κορυφαία στρώση μεταξοτυπίας
Η επάνω στρώση μεταξοτυπίας gerber περιέχει τυπωμένα σημάδια ορατά στην τελική σας σανίδα. Αυτή η στρώση συνήθως εμφανίζεται λευκή ή κίτρινη στις πράσινες σανίδες, αλλά μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τις επιλογές χρώματος της μάσκας συγκόλλησης.
Κάτω στρώση μεταξοτυπίας
Η κάτω μεταξοτυπία εξυπηρετεί τον ίδιο σκοπό με την πάνω μεταξοτυπία, αλλά εμφανίζεται στην κάτω πλευρά. Πολλά σχέδια μονής όψης παραλείπουν εντελώς αυτό το στρώμα, καθώς δεν παρέχει καμία λειτουργική αξία.
Περιεχόμενο μεταξοτυπίας
Η στρώση μεταξοτυπίας Gerber είναι πολύ σημαντική για τους τεχνικούς συναρμολόγησης.
Αυτό το επίπεδο έχει πολλά πράγματα, όπως:
- Τα ονόματα των εξαρτημάτων όπως R1, C2 και U3
- Οι σημάνσεις πολικότητας για διόδους και πυκνωτές.
- Η ένδειξη pin 1 για τα κύρια τσιπ.
- Το δικό της λογότυπο της εταιρείας.
- Και οδηγίες για το πώς να συναρμολογήσετε την πλακέτα.
Γιατί η κάτω μεταξοτυπία φαίνεται αντικατοπτρισμένη
Όταν βλέπετε τα επίπεδα gerber από την οπτική γωνία από πάνω προς τα κάτω, η κάτω μεταξοτυπία εμφανίζεται οριζόντια ανεστραμμένη. Αυτή η αντικατοπτρισμός διασφαλίζει ότι το κείμενο διαβάζεται σωστά όταν αναποδογυρίζετε τον πίνακα.
Όταν οι στρώσεις μεταξοτυπίας είναι προαιρετικές
Μπορείτε να κατασκευάσετε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) χωρίς στρώσεις μεταξοτυπίας. Απλά σχέδια, πλακέτες με περιορισμένο χώρο ή προϊόντα όπου οι σημάνσεις θέτουν σε κίνδυνο την αισθητική μπορεί να αποκλείσουν εντελώς τη μεταξοτυπία. Οι κατασκευαστές δέχονται σχέδια χωρίς μεταξοτυπία χωρίς πρόβλημα.
Στρώματα πάστας συγκόλλησης
Κορυφαία στρώση επικόλλησης
Η επάνω μάσκα πάστας gerber ορίζει ανοίγματα στένσιλ για την αυτοματοποιημένη εφαρμογή πάστας συγκόλλησης. Αυτό το στρώμα εμφανίζεται μόνο σε σχέδια που χρησιμοποιούν συναρμολόγηση με τεχνολογία επιφανειακής τοποθέτησης (SMT).
Κάτω στρώση επικόλλησης
Το κάτω στρώμα επικόλλησης λειτουργεί πανομοιότυπα με το πάνω στρώμα επικόλλησης, αλλά ορίζει ανοίγματα στένσιλ για τα στοιχεία SMT της κάτω πλευράς.
Σκοπός στην κατασκευή στένσιλ
Οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν λίμες Gerber για την κατασκευή μεταλλικών και πλαστικών στένσιλ. Στη συναρμολόγηση PCB, οι κατασκευαστές PCB ευθυγραμμίζουν το στένσιλ με την πλακέτα σας. Σπρώχνουν την κόλλα συγκόλλησης μέσα από τα ανοίγματα πάνω στα μαξιλαράκια.
Διαφορές μεγέθους μεταξύ των ανοιγμάτων της μάσκας κόλλας και της μάσκας συγκόλλησης
Τα ανοίγματα της στρώσης πάστας συνήθως έχουν ελαφρώς μικρότερες διαστάσεις από τα αντίστοιχα ανοίγματα της μάσκας συγκόλλησης. Αυτή η μείωση ελέγχει τον όγκο της πάστας συγκόλλησης, αποτρέποντας την υπερβολική πάστα που θα μπορούσε να προκαλέσει γεφύρωση. Ορισμένα σχέδια χωρίζουν τα μεγάλα τακάκια σε πολλά μικρότερα ανοίγματα πάστας για να μειώσουν περαιτέρω τον όγκο της πάστας.
Εφαρμογές συναρμολόγησης SMT
Μόνο οι σανίδες που απαιτούν αυτοματοποιημένη συναρμολόγηση χρειάζονται στρώσεις πάστας. Τα σχέδια που χρησιμοποιούν μόνο διαμπερείς οπές ή τα πρωτότυπα που συναρμολογούνται στο χέρι μπορούν να παραλείψουν αυτές τις στρώσεις. Όταν δημιουργείτε στρώσεις gerber για παραγωγή SMT, να συμπεριλαμβάνετε πάντα και τις δύο στρώσεις πάστας εάν έχετε εξαρτήματα και στις δύο πλευρές.
Επίπεδα διάτρησης και δρομολόγησης
Επιμεταλλωμένα αρχεία τρυπανιών διαμπερούς οπής
Τα αρχεία τρυπανιών PTH καθορίζουν τις θέσεις και τα μεγέθη των οπών για τις επιμεταλλωμένες οπές. Αυτές οι οπές επιμεταλλώνονται με χαλκό κατά την κατασκευή, δημιουργώντας ηλεκτρικές συνδέσεις μεταξύ των στρωμάτων. Οι αγωγοί, οι οπές διέλευσης και τα σημεία δοκιμής των εξαρτημάτων χρησιμοποιούν επιμεταλλωμένες οπές.
Μη επιμεταλλωμένες λίμες τρυπανιών διαμπερούς οπής
Τα αρχεία τρυπανιών NPTH ορίζουν οπές που παραμένουν μη επιμεταλλωμένες. Οι οπές στερέωσης, οι οπές εργαλείων και τα μηχανικά χαρακτηριστικά συνήθως χρησιμοποιούν μη επιμεταλλωμένες οπές για την αποτροπή ανεπιθύμητων ηλεκτρικών συνδέσεων.
Μέσω στρώσεων τρυπανιού
Οι οπές διέλευσης εμφανίζονται στο αρχείο τρυπανιού PTH, αλλά εξυπηρετούν έναν συγκεκριμένο σκοπό—διασύνδεση στρώσεων και όχι τοποθέτηση εξαρτημάτων. Τα αρχεία Gerber ορίζουν τα μεγέθη των μαξιλαριών διέλευσης στα στρώματα χαλκού, ενώ τα στρώματα τρυπανιού καθορίζουν τη διάμετρο της οπής.
Τυφλός και θαμμένος μέσω δεδομένων τρυπανιού
Τα προηγμένα σχέδια πολλαπλών στρώσεων μπορεί να περιλαμβάνουν τυφλές ή θαμμένες οπές. Αυτά απαιτούν ειδικά δεδομένα γεώτρησης που καθορίζουν ποια στρώματα συνδέεται κάθε οπή, αυξάνοντας την πολυπλοκότητα και το κόστος κατασκευής.
Αρχεία τρυπανιών NC έναντι αρχείων Gerber
Οι πληροφορίες για τις γεωτρήσεις χρησιμοποιούν παραδοσιακά τη μορφή Excellon αντί για τη μορφή gerber. Αυτά τα αρχεία .drl ή .txt χρησιμοποιούν διαφορετική σύνταξη, αλλά εξυπηρετούν τον ίδιο σκοπό—υποδεικνύουν στις μηχανές γεώτρησης πού να δημιουργήσουν τρύπες και ποιο μέγεθος τρυπανιού να χρησιμοποιήσουν.
Επεξήγηση της μορφής Excellon
Η μορφή Excellon παραθέτει τις συντεταγμένες τρυπανιού και τις αντιστοιχίσεις εργαλείων σε κείμενο ASCII. Κάθε αριθμός εργαλείου αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη διάμετρο τρυπανιού. Η μορφή αρχείου χρονολογείται από παλαιότερα μηχανήματα NC, αλλά παραμένει το βιομηχανικό πρότυπο.
Μηχανικά επίπεδα και επίπεδα τεκμηρίωσης
Επίπεδο περιγράμματος πίνακα
Το επίπεδο περιγράμματος της πλακέτας σας ορίζει τις φυσικές διαστάσεις και το σχήμα της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB). Χωρίς αυτό το επίπεδο, οι κατασκευαστές δεν μπορούν να προσδιορίσουν πού να δρομολογήσουν μεμονωμένες πλακέτες από τα πάνελ παραγωγής. Αυτό το αρχείο gerber συνήθως φέρει επέκταση .GKO ή .GM1.
Μηχανικά στρώματα για σχισμές και εγκοπές
Τα μηχανικά στρώματα περιγράφουν μη ηλεκτρικά χαρακτηριστικά όπως υποδοχές στήριξης, μεγάλες εγκοπές για οθόνες ή υποδοχές και σύνθετα σχήματα πλακέτας. Αυτά τα συμπεριλαμβάνετε στο πακέτο κατασκευής σας μαζί με τα τυπικά στρώματα gerber.
Στρώμα "Κρατήστε έξω"
Τα επίπεδα keep-out ορίζουν περιορισμένες περιοχές όπου δεν μπορούν να υπάρχουν εξαρτήματα ή δρομολόγηση. Ενώ αποτελούν κυρίως κανόνα σχεδιασμού, οι κατασκευαστές μπορούν να ζητήσουν αυτό το επίπεδο για να κατανοήσουν τους περιορισμούς συναρμολόγησης ή τις απαιτήσεις διάταξης των πάνελ.
Επίπεδα τεκμηρίωσης
Τα επίπεδα τεκμηρίωσης παρέχουν πληροφορίες αναγνώσιμες από τον άνθρωπο που δεν χρησιμοποιούνται άμεσα στην κατασκευή. Αυτά μπορεί να περιλαμβάνουν επεξηγήσεις διαστάσεων, σημειώσεις ή οδηγίες συναρμολόγησης που συμπληρώνουν τις πληροφορίες μεταξοτυπίας σας.
Σχέδιο με τρυπάνι σε επίπεδα
Τα σχέδια γεωτρήσεων δείχνουν τις θέσεις, τα μεγέθη και τους τύπους οπών σε οπτική μορφή που οι μηχανικοί μπορούν εύκολα να ερμηνεύσουν. Αυτό το επίπεδο συμπληρώνει τα αρχεία γεωτρήσεων που είναι αναγνώσιμα από μηχανήματα, βοηθώντας τους κατασκευαστές να επαληθεύουν τις τοποθετήσεις οπών πριν από την παραγωγή.
Σημειώσεις και οδηγίες κατασκευής
Μπορείτε να συμπεριλάβετε ειδικές οδηγίες κατασκευής ως κείμενο ή επίπεδα σχεδίασης. Αυτές οι σημειώσεις καθορίζουν υλικά, φινιρίσματα, απαιτήσεις δοκιμών ή άλλες λεπτομέρειες κατασκευής που δεν καταγράφονται σε τυπικά επίπεδα gerber.
Εξειδικευμένες στρώσεις Gerber
Επίπεδα συναρμολόγησης
Τα επίπεδα συναρμολόγησης εμφανίζουν περιγράμματα εξαρτημάτων, προσδιορισμούς αναφοράς και πληροφορίες τοποθέτησης. Ενώ είναι παρόμοια με τη μεταξοτυπία, τα επίπεδα συναρμολόγησης εξυπηρετούν την κατασκευή και όχι την τελική σήμανση του χαρτονιού. Συνήθως τα εξάγετε ξεχωριστά από τα τυπικά επίπεδα gerber.
Στρώσεις V-Cut/Scoring
Οι στρώσεις κοπής V καθορίζουν τα σημεία όπου οι κατασκευαστές θα πρέπει να χαράξουν την σανίδα σας για εύκολο διαχωρισμό από τα πάνελ. Αυτές οι γωνιακές κοπές επιτρέπουν το σπάσιμο των σανίδων κατά μήκος προκαθορισμένων γραμμών χωρίς φρεζάρισμα.
Στρώσεις χρυσού δακτύλου
Τα σχέδια των ακροδεκτών απαιτούν στρώσεις χρυσού δακτύλου που καθορίζουν ποια μαξιλαράκια δέχονται σκληρή επιχρυσωμένη επιμετάλλωση. Αυτό το εξειδικευμένο φινίρισμα παρέχει ανώτερη αντοχή στη φθορά για επαναλαμβανόμενα συνδεδεμένες υποδοχές.
Στρώσεις επιμετάλλωσης άκρων
Τα στρώματα επιμετάλλωσης ακμών προσδιορίζουν τις άκρες της πλακέτας που απαιτούν επιμετάλλωση χαλκού. Αυτή η τεχνική δημιουργεί αγώγιμες επιφάνειες κατά μήκος της περιμέτρου της πλακέτας για θωράκιση ή ηλεκτρική συνέχεια.
Επίπεδα σημείων δοκιμής
Τα επίπεδα σημείων δοκιμής προσδιορίζουν συγκεκριμένα μαξιλαράκια ή οπές που έχουν σχεδιαστεί για αυτοματοποιημένες δοκιμές. Αυτές οι πληροφορίες βοηθούν τους κατασκευαστές να προγραμματίσουν εξαρτήματα δοκιμών και μηχανές ιπτάμενων ανιχνευτών.
Αριθμός στρώσεων και πολυπλοκότητα PCB
Αρχεία Gerber PCB μονής στρώσης
Τα σχέδια μονής στρώσης δεν χρειάζονται πολλά αρχεία Gerber. Για παράδειγμα, υπάρχει ένα στρώμα χαλκού, μία μάσκα συγκόλλησης, προαιρετική μεταξοτυπία, περίγραμμα χαρτονιού και αρχείο τρυπανιού. Συνεπώς, οι απλές σανίδες κοστίζουν λιγότερο και μπορείτε να τις παράγετε πιο γρήγορα.
Αρχεία Gerber PCB διπλής στρώσης
Οι πλακέτες διπλής στρώσης προσθέτουν στο σετ αρχείων χαλκό στο κάτω μέρος, μάσκα συγκόλλησης στο κάτω μέρος και προαιρετική μεταξοτυπία στο κάτω μέρος. Αυτή η διαμόρφωση ταιριάζει στα περισσότερα εμπορικά σχέδια για ερασιτέχνες και χαμηλής πολυπλοκότητας.
Πολυστρωματικά αρχεία Gerber PCB
Τώρα, θα μιλήσουμε για το τι συμβαίνει όταν η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) έχει πολλά επίπεδα!
Όταν έχετε περισσότερες στρώσεις σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB), αυξάνεται και το πακέτο Gerber. Μια πλακέτα έξι στρώσεων έχει λίμες για το πάνω μέρος του χαλκού, τέσσερα εσωτερικά στρώματα και κάτω μέρος του χαλκού, καθώς και τις λίμες για τη μάσκα συγκόλλησης, τη μεταξοτυπία και τις στρώσεις πάστας. Μερικά πολύ δύσκολα σχέδια έχουν επίσης 20 ή περισσότερες στρώσεις! Κάθε ένα χρειάζεται τη δική του λίμα Gerber.
Πώς ο αριθμός των στρώσεων επηρεάζει την ικανότητα σχεδιασμού
Αυτά τα επιπλέον επίπεδα σας δίνουν περισσότερο χώρο για δρομολόγηση. Αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να τοποθετήσετε τα εξαρτήματα πιο κοντά μεταξύ τους και να δημιουργήσετε πιο σύνθετα κυκλώματα. Τα εσωτερικά επίπεδα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ειδικά επίπεδα για τροφοδοσία και γείωση. Αυτό βελτιώνει την ποιότητα του σήματος και βοηθά στην αποτροπή του ηλεκτρικού θορύβου.
Διαφορές απόδοσης με βάση τον αριθμό στρώσεων
Ο υψηλότερος αριθμός στρώσεων επιτρέπει την ελεγχόμενη δρομολόγηση σύνθετης αντίστασης, την καλύτερη κατανομή ισχύος και τη βελτιωμένη ακεραιότητα του σήματος. Ωστόσο, αυξάνουν το κόστος, τον χρόνο κατασκευής και την πολυπλοκότητα του σχεδιασμού. Θα πρέπει να επιλέξετε τον αριθμό στρώσεων με βάση τις ηλεκτρικές απαιτήσεις και όχι με βάση τις αυθαίρετες προτιμήσεις.
Κοινές επεκτάσεις αρχείων Gerber Layer
| Τύπος στρώματος | Επέκταση | Νόημα |
| Κορυφαίος χαλκός | .GTL | Gerber Top Layer |
| Κάτω χαλκός | .GBL | Κάτω στρώση Gerber |
| Μάσκα συγκόλλησης κορυφής | .GTS | Μάσκα συγκόλλησης Gerber Top |
| Μάσκα συγκόλλησης κάτω μέρους | .GBS | Μάσκα συγκόλλησης κάτω μέρους Gerber |
| Κορυφαία Μεταξοτυπία | .GTO | Gerber Top Overlay |
| Κάτω Μεταξοτυπία | .GBO | Κάτω επικάλυψη Gerber |
| Κορυφαία κόλλα συγκόλλησης | .GTP | Πάστα Gerber Top |
| Πάστα συγκόλλησης κάτω μέρους | .GBP | Πάστα βάσης Gerber |
| Περίγραμμα πίνακα | .GKO | Gerber Keep-Out |
| Αρχείο τρυπανιού | .DRL / .TXT | Δεδομένα τρυπάνι |
Τυπικές επεκτάσεις
Οι επεκτάσεις που είναι βιομηχανικά τυποποιημένες υποδεικνύουν την ταυτότητα της στρώσης. Για παράδειγμα, το GTL υποδεικνύει τον άνω χαλκό, τον κάτω χαλκό .GBL, την άνω μάσκα συγκόλλησης .GTS, την κάτω μάσκα συγκόλλησης .GBS, την άνω μεταξοτυπία .GTO και την κάτω μεταξοτυπία .GBO. Τα εσωτερικά στρώματα χρησιμοποιούν .G1, .G2, .G3 και ούτω καθεξής.
Επεκτάσεις επιπέδων KiCad
Όταν εξάγετε επίπεδα gerber από το KiCad, το λογισμικό χρησιμοποιεί περιγραφικές επεκτάσεις. Αυτές είναι .F.Cu για μπροστινό χαλκό, .B.Cu για πίσω χαλκό, .F.Mask για μπροστινή μάσκα συγκόλλησης και .B.Mask για πίσω μάσκα συγκόλλησης. Αυτή η σύμβαση ονομασίας βελτιώνει την αναγνωσιμότητα αλλά διαφέρει από τα παραδοσιακά πρότυπα.
Το KiCad χρησιμοποιεί ένα πολύ λογικό σύστημα ονομασίας που περιλαμβάνει το όνομα της στρώσης απευθείας στην επέκταση.
- Χαλκός: .F.Cu, .B.Cu
- Μάσκα ύλης συγκολλήσεως: .F.Mask, .B.Mask
- Μεταξοτυπία: .F.SilkS, .B.SilkS
- Κοψίματα στις άκρες: .Κοψίματα.άκρων
Επεκτάσεις στρώσεων σχεδιαστή Altium
Το Altium συνήθως ακολουθεί το πρότυπο Protel αλλά χρησιμοποιεί .GM1, .GM2, κ.λπ., για Μηχανικές στρώσειςΣυνήθως, το .GM1 χρησιμοποιείται για το περίγραμμα του πίνακα αντί για το .GKO.
Επεκτάσεις στρώσεων Eagle
Η εξαγωγή στρώσεων Eagle gerber χρησιμοποιεί .cmp για τον επάνω χαλκό, .sol για τον κάτω χαλκό, .plc για μεταξοτυπία και .stc για μάσκα συγκόλλησης. Αυτές οι επεκτάσεις προέρχονται από παλαιότερη ορολογία PCB.
- Κορυφαίος χαλκός: .cmp
- Κάτω χαλκός: .σολ
- Κορυφαία Μεταξοτυπία: .plc
- Κορυφαία μάσκα συγκόλλησης: .stc
Γενική επέκταση .GBR
Ορισμένα λογισμικά εξάγουν όλα τα επίπεδα με γενικές επεκτάσεις .gbr. Βασίζονται σε ονόματα αρχείων και όχι σε επεκτάσεις για την αναγνώριση επιπέδων. Αυτή η προσέγγιση απαιτεί προσεκτική οργάνωση αρχείων και σαφή ονομασία για την αποφυγή σύγχυσης.
Λόγω της σύγχυσης που προκλήθηκε από όλες αυτές τις διαφορετικές επεκτάσεις, η βιομηχανία δημιούργησε Gerber X2.
- Η Επέκταση: Κάθε αρχείο τελειώνει σε .GBR.
- Πώς λειτουργεί: Οι πληροφορίες σχετικά με το τι «είναι» η στρώση γράφονται στην πραγματικότητα ως μεταδεδομένα μέσα στο αρχείο.
- Όφελος: Δεν υπάρχει λόγος να ανησυχείτε καθόλου για τις επεκτάσεις. Το λογισμικό του κατασκευαστή διαβάζει τις εσωτερικές ετικέτες για να αναγνωρίζει αυτόματα τα επίπεδα.
Ανάλυση στρώσεων Gerber
Χρήση του λογισμικού Gerber Viewer
Τα δωρεάν εργαλεία προβολής επιπέδων gerber σάς επιτρέπουν να ελέγχετε τα αρχεία σας πριν από την κατασκευή. Αυτές οι εφαρμογές εμφανίζουν μεμονωμένα επίπεδα ή συνδυασμένες προβολές, βοηθώντας σας να επαληθεύσετε την πρόθεση σχεδιασμού. Οι δημοφιλείς επιλογές περιλαμβάνουν διαδικτυακά προγράμματα προβολής αρχείων gerber και εφαρμογές για υπολογιστή με δυνατότητα λήψης.
Διαδικασία Επιθεώρησης Στρώμα προς Στρώμα
Θα πρέπει να εξετάσετε κάθε στρώση ξεχωριστά. Για παράδειγμα, θα επαληθεύσετε τα πλάτη των ιχνών, τα διάκενα και την τοποθέτηση των χαρακτηριστικών. Ελέγξτε ότι τα στρώματα χαλκού περιέχουν την αναμενόμενη δρομολόγηση, οι μάσκες συγκόλλησης έχουν τα κατάλληλα ανοίγματα και ότι το κείμενο μεταξοτυπίας παραμένει ευανάγνωστο και σωστά τοποθετημένο.
Σύγκριση στρώσεων για ευθυγράμμιση
Η ευθυγράμμιση των στρώσεων Gerber είναι κρίσιμη για λειτουργικές πλακέτες. Χρησιμοποιήστε το πρόγραμμα προβολής σας για να επικαλύψετε πολλαπλά στρώματα, ελέγχοντας ότι τα τακάκια ευθυγραμμίζονται μεταξύ των στρώσεων χαλκού και μάσκας συγκόλλησης, οι οπές σύνδεσης συνδέουν τα προβλεπόμενα στρώματα και ανοίγετε οπές που κεντράρονται σωστά στα τακάκια.
Αναγνώριση Συναρτήσεων Στρώσης
Μερικές φορές λαμβάνετε αρχεία gerber με ασαφή ονομασία. Ένας επεξεργαστής επιπέδων gerber βοηθά στον εντοπισμό λειτουργιών επιπέδων εξετάζοντας το περιεχόμενο — τα επίπεδα χαλκού περιέχουν ίχνη και μαξιλαράκια, οι μάσκες συγκόλλησης εμφανίζουν αρνητικά ανοίγματα, η μεταξοτυπία εμφανίζει κείμενο και γραφικά.
2D έναντι 3D οπτικοποίησης
Οι προηγμένοι προβολείς Gerber προσφέρουν τρισδιάστατη απεικόνιση, δείχνοντας την πλακέτα σας όπως θα εμφανίζεται όταν κατασκευαστεί. Αυτή η προοπτική βοηθά στον εντοπισμό προβλημάτων απόστασης, συγκρούσεων εξαρτημάτων και αισθητικών προβλημάτων που δεν είναι ορατά σε δισδιάστατες προβολές.
Συνήθη προβλήματα που σχετίζονται με τα επίπεδα
Λείπουν τα απαιτούμενα επίπεδα
Το πιο συνηθισμένο πρόβλημα είναι η έλλειψη στρώσεων gerber στο πακέτο κατασκευής σας. Οι κατασκευαστές δεν μπορούν να προχωρήσουν χωρίς αρχεία περιγράμματος πλακέτας. Η έλλειψη αρχείων μάσκας συγκόλλησης ή τρυπανιών δημιουργεί ασάφεια σχετικά με τις προθέσεις σας. Πριν από την υποβολή, επαληθεύστε ότι το πακέτο σας περιλαμβάνει όλα τα απαραίτητα επίπεδα.
Λανθασμένη πολικότητα στρώσεων
Σφάλματα πολικότητας στρώσεων εμφανίζονται όταν οι θετικές στρώσεις εξάγονται ως αρνητικές ή αντίστροφα. Αυτό το σφάλμα συνήθως επηρεάζει τις στρώσεις μάσκας συγκόλλησης, όπου η λανθασμένη πολικότητα δημιουργεί πλακέτες με ανεστραμμένη κάλυψη μάσκας—επικάλυψη εκεί που θα έπρεπε να ανοίγει και άνοιγμα εκεί που θα έπρεπε να επικαλύπτεται.
Μη ευθυγραμμισμένα επίπεδα
Τα στρώματα Gerber που δεν ταιριάζουν με διαφορετικά σημεία προέλευσης προκαλούν κακή ευθυγράμμιση. Αυτό συμβαίνει όταν ορισμένα στρώματα αναφέρονται σε ένα σύστημα συντεταγμένων ενώ άλλα χρησιμοποιούν διαφορετικές προελεύσεις. Το αποτέλεσμα είναι τα χάλκινα μαξιλαράκια να μην κεντράρονται κάτω από τα ανοίγματα της μάσκας συγκόλλησης ή οι οπές που τρυπώνται δεν έχουν τα προβλεπόμενα μαξιλαράκια.
Ακατάλληλη ονομασία στρώσεων
Τα ασαφή ονόματα αρχείων προκαλούν σύγχυση και πιθανά σφάλματα κατασκευής. Όταν οι κατασκευαστές δεν μπορούν να προσδιορίσουν ποιο αρχείο αντιπροσωπεύει ποιο επίπεδο, η παραγωγή διακόπτεται εν αναμονή διευκρινίσεων. Χρησιμοποιήστε σαφείς, τυποποιημένες συμβάσεις ονοματοδοσίας για να αποτρέψετε αυτές τις καθυστερήσεις.
Σύγχυση μεταξύ μάσκας συγκόλλησης και επικόλλησης
Οι σχεδιαστές μερικές φορές συγχέουν τη μάσκα συγκόλλησης και τα στρώματα πάστας, υποβάλλοντας το ένα όταν οι κατασκευαστές χρειάζονται το άλλο. Η μάσκα συγκόλλησης ορίζει μόνιμη επίστρωση σανίδας, ενώ τα στρώματα πάστας δημιουργούν προσωρινά στένσιλ για συναρμολόγηση. Αυτά εξυπηρετούν εντελώς διαφορετικούς σκοπούς.
Βέλτιστες πρακτικές για τη διαχείριση επιπέδων Gerber
Επαλήθευση ότι περιλαμβάνονται όλα τα απαραίτητα επίπεδα
Πριν από την αποστολή αρχείων, δημιουργήστε μια λίστα ελέγχου με τα απαιτούμενα επίπεδα. Οι ελάχιστες απαιτήσεις περιλαμβάνουν το πάνω μέρος του χαλκού, το περίγραμμα της πλακέτας και το αρχείο τρυπανιού. Οι πλακέτες δύο επιπέδων προσθέτουν κάτω μέρος του χαλκού και συνήθως και τις δύο μάσκες συγκόλλησης. Τα σχέδια SMT απαιτούν επίπεδα πάστας. Οι πλακέτες πολλαπλών επιπέδων χρειάζονται όλα τα εσωτερικά στρώματα χαλκού.
Χρήση Συνεπών Συμβάσεων Ονομασίας
Υιοθετήστε ένα σαφές σχήμα ονοματοδοσίας και εφαρμόστε το με συνέπεια σε όλα τα έργα. Συμπεριλάβετε τη συνάρτηση επιπέδου και, εάν είναι χρήσιμο, το όνομα του έργου σε κάθε όνομα αρχείου. Αυτή η πρακτική αποτρέπει τη σύγχυση κατά την εργασία με πολλά σχέδια ταυτόχρονα.
Οδηγίες τεκμηρίωσης επιπέδων
Δημιουργήστε ένα απλό αρχείο κειμένου που να παραθέτει όλα τα συμπεριλαμβανόμενα επίπεδα gerber με περιγραφές. Αυτό το αρχείο readme βοηθά τους κατασκευαστές να επαληθεύσουν ότι έλαβαν πλήρη πακέτα και να κατανοήσουν τυχόν μη τυποποιημένες ονομασίες που χρησιμοποιήσατε.
Κοινοποίηση των απαιτήσεων επιπέδου στους κατασκευαστές
Επικοινωνήστε με τον κατασκευαστή σας πριν οριστικοποιήσετε τις στρώσεις Gerber για το PCB fab. Διαφορετικές εγκαταστάσεις έχουν διαφορετικές προτιμήσεις για τις μορφές αρχείων, την ονομασία και την οργάνωση των συσκευασιών. Η ευθυγράμμιση με τις απαιτήσεις τους αποτρέπει τις καθυστερήσεις στην κατασκευή.
Έλεγχοι ποιότητας πριν από την υποβολή
Τοποθετήστε ολόκληρο το πακέτο Gerber σε ένα πρόγραμμα προβολής και εκτελέστε ενδελεχείς ελέγχους. Επαληθεύστε ότι οι διαστάσεις της πλακέτας ταιριάζουν με τον σκοπό του σχεδιασμού σας. Επιβεβαιώστε ότι όλα τα επίπεδα ευθυγραμμίζονται σωστά. Ελέγξτε ότι τα ανοίγματα της μάσκας συγκόλλησης αποκαλύπτουν τα προβλεπόμενα τακάκια. Βεβαιωθείτε ότι το κείμενο μεταξοτυπίας δεν επικαλύπτει τα τακάκια ή δεν εκτείνεται πέρα από τις άκρες της πλακέτας. Ελέγξτε τις οπές για τα σωστά μεγέθη και τοποθετήσεις. Αυτοί οι έλεγχοι εντοπίζουν τα περισσότερα προβλήματα στρώσεων Gerber προτού επηρεάσουν την παραγωγή.
Συμπέρασμα
Κάθε στρώμα gerber προορίζεται για έναν συγκεκριμένο σκοπό για την κατασκευή και τη συναρμολόγηση PCB. Τα επάνω και κάτω αρχεία gerber χαλκού ορίζουν αγώγιμες οδούς. Τα στρώματα μάσκας συγκόλλησης προστατεύουν τον χαλκό ενώ παράλληλα εκθέτουν σημαντικά σημεία σύνδεσης. Τα στρώματα μεταξοτυπίας καθοδηγούν τη συναρμολόγηση και τη συντήρηση. Τα στρώματα επικόλλησης επιτρέπουν την αυτοματοποιημένη εφαρμογή συγκόλλησης. Τα αρχεία τρυπανιού καθορίζουν τις διασυνδέσεις μεταξύ των στρώσεων. Μαζί, αυτά τα στρώματα μορφής gerber παρέχουν στους κατασκευαστές πλήρεις οδηγίες για την κατασκευή των πλακετών σας.
