Các lớp Gerber là các tệp đồ họa vector riêng lẻ. Các tệp này cho biết hình dạng của mạch in (PCB) của bạn. Các tệp Gerber mô tả các khía cạnh vật lý như đường dẫn đồng, lớp phủ hàn và lớp in lụa. Các nhà sản xuất PCB sử dụng các tệp này để kiểm soát mọi bước sản xuất. Bạn sẽ thấy các lớp này được xếp chồng lên nhau từ trên xuống dưới, với các lớp dưới cùng được phản chiếu để đảm bảo độ chính xác khi chế tạo.
Các tệp riêng biệt cho mỗi lớp
Mỗi thành phần thực tế của mạch in (PCB) cần có tệp Gerber riêng. Ví dụ, bạn cần các tệp riêng biệt cho lớp đồng trên cùng, lớp đồng dưới cùng, lớp sơn phủ chống hàn, các chữ in lụa màu trắng và các lớp keo dán. Nếu PCB của bạn là nhiều lớp, bạn cũng cần các tệp cho các lớp đồng bên trong! Mỗi lớp riêng lẻ là một tệp riêng biệt. Điều này giúp nhà máy làm việc với từng phần một cách độc lập.
Xem các lớp Gerber
Khi bạn xem các tập tin này bằng trình xem trực tuyến chuyên dụng, phần mềm sẽ hiển thị tất cả chúng được xếp chồng lên nhau từ trên xuống dưới. Điều này giống như nhìn qua một tấm mạch làm bằng kính trong suốt! Chế độ xem này giúp bạn kiểm tra xem các điểm tiếp xúc, lỗ xuyên mạch và đường dẫn có được căn chỉnh chính xác trên tất cả các lớp hay không. Điều này rất quan trọng trước khi bạn gửi các tập tin đến nhà máy để sản xuất.
Hình ảnh lớp dương so với hình ảnh lớp âm
Các lớp Gerber sử dụng hình ảnh dương hoặc âm. Các lớp dương thể hiện sự hiện diện của đồng dưới dạng các vùng được tô kín—thường thấy ở các lớp đồng nơi các đường dẫn và điểm tiếp xúc xuất hiện đặc. Các lớp âm hoạt động ngược lại—các vùng được tô kín cho thấy sự vắng mặt. Các tệp Gerber của lớp mặt nạ hàn sử dụng hình ảnh âm, có nghĩa là các vùng được tô kín thể hiện các khoảng trống nơi đồng vẫn bị lộ ra.
Quy ước đặt tên lớp và phần mở rộng tệp
Các định dạng tệp Gerber tiêu chuẩn tuân theo các mẫu có thể dự đoán được. Lớp đồng trên cùng thường sử dụng .GTL, lớp đồng dưới cùng sử dụng .GBL, và lớp mặt nạ hàn sử dụng .GTS và .GBS. Các công cụ phần mềm khác nhau sử dụng các quy ước đặt tên khác nhau — các lớp Gerber của Kicad sử dụng một quy tắc trong khi các lớp Gerber từ Altium tuân theo một quy tắc khác. Hiểu rõ các quy tắc này sẽ giúp tránh nhầm lẫn khi sắp xếp gói sản phẩm của bạn.
Lớp đồng
Lớp đồng trên cùng
Lớp Gerber đồng trên cùng chứa tất cả các thành phần dẫn điện trên bề mặt trên cùng của bo mạch. Điều này bao gồm các đường tín hiệu, các điểm tiếp xúc linh kiện, các vùng phủ đồng và phần trên cùng của các lỗ xuyên mạch. Khi bạn xuất các lớp Gerber, tệp GTL sẽ xác định vị trí đồng còn lại sau khi khắc.
Lớp đồng dưới cùng
Lớp Gerber đồng phía dưới phản ánh chức năng của lớp trên nhưng dành cho mặt dưới của bo mạch. Lớp này trông như bị lật ngang khi nhìn từ trên xuống. Tất cả các đường mạch, điểm tiếp xúc và lớp phủ đồng ở mặt dưới đều nằm trong lớp này.
Các lớp tín hiệu bên trong
Các bo mạch nhiều lớp bao gồm các tệp Gerber lớp bên trong nằm giữa lớp đồng trên cùng và lớp đồng dưới cùng. Các lớp này mang thêm tín hiệu hoặc cung cấp không gian định tuyến chuyên dụng. Bạn chỉ định chúng là G1, G2, G3, v.v., dựa trên vị trí của chúng trong chồng bo mạch. Mỗi lớp tín hiệu bên trong yêu cầu một tệp Gerber riêng để sản xuất.
Máy bay điện và mặt đất
Các mặt phẳng nguồn và nối đất thường sử dụng hình ảnh âm bản. Trong các tệp Gerber lớp bên trong này, các vùng được tô kín thể hiện sự loại bỏ đồng chứ không phải sự hiện diện của đồng. Định dạng âm bản này mô tả hiệu quả các vùng đổ đồng lớn với khoảng trống cho các lỗ xuyên và đường dẫn.
Các lớp đồng chứa gì?
Tất cả các lớp đồng đều mô tả bốn loại đặc điểm chính. Đường dẫn (trace) là những đường nhỏ kết nối các linh kiện. Miếng đệm (pad) cung cấp điểm gắn cho chân linh kiện và mối hàn. Lỗ xuyên (via) tạo ra các kết nối điện giữa các lớp. Lớp đồng phủ (copper pour) lấp đầy các khu vực lớn hơn để phân phối điện, làm mặt phẳng nối đất hoặc quản lý nhiệt.
Lớp mặt nạ hàn
Lớp mặt nạ hàn trên cùng
Tệp Gerber lớp mặt nạ hàn trên cùng cho biết vị trí lớp phủ bảo vệ trên bề mặt trên cùng của bo mạch. Mục đích của lớp này là ngăn chặn hiện tượng cầu nối hàn trong quá trình lắp ráp và bảo vệ các đường dẫn đồng khỏi quá trình oxy hóa và hư hỏng vật lý.
Lớp mặt nạ hàn đáy
Lớp mặt nạ hàn phía dưới hoạt động giống hệt lớp trên nhưng bảo vệ mặt dưới. Cả hai lớp mặt nạ hàn đều tuân theo cùng một quy ước tạo ảnh âm bản.
Hiểu về khái niệm hình ảnh âm bản
Lớp mặt nạ hàn gây nhầm lẫn cho nhiều nhà thiết kế vì chúng sử dụng kỹ thuật tạo ảnh âm bản. Các vùng được tô kín trong tệp Gerber mặt nạ hàn của bạn cho biết các khoảng trống—những nơi mà lớp mặt nạ hàn sẽ không được phủ lên. Những khoảng trống này để lộ đồng cho việc gắn linh kiện và các điểm kiểm tra.
Giải thích về các lỗ hở trên lớp phủ chống hàn
Các lỗ mặt nạ hàn xuất hiện ở bất cứ nơi nào trên bo mạch cần có lớp đồng lộ ra. Các điểm tiếp xúc linh kiện cần có lỗ để hàn. Các điểm kiểm tra cần có lỗ để tiếp cận đầu dò. Các đầu nối cạnh cần có lớp đồng lộ ra để kết nối. Phần mềm thiết kế của bạn sẽ tự động tạo ra các lỗ này dựa trên vị trí của điểm tiếp xúc và lỗ xuyên mạch.
Màu sắc và lớp phủ mặt nạ hàn
Trong khi các tệp Gerber xác định vị trí mở, nhà sản xuất sẽ xác định màu sắc và lớp phủ riêng biệt. Màu xanh lá cây vẫn là màu mặt nạ hàn phổ biến nhất, mặc dù nhà sản xuất cung cấp màu đỏ, xanh dương, đen, trắng và các tùy chọn khác. Cấu trúc tệp Gerber vẫn giống nhau bất kể lựa chọn màu sắc nào.
Lớp in lụa
Lớp in lụa trên cùng
Lớp in lụa Gerber trên cùng chứa các ký hiệu in hiển thị trên bo mạch thành phẩm. Lớp này thường có màu trắng hoặc vàng trên bo mạch chưa sơn, nhưng có thể thay đổi tùy thuộc vào lựa chọn màu lớp phủ chống hàn.
Lớp in lụa dưới cùng
Lớp in lụa phía dưới có chức năng tương tự như lớp in lụa phía trên nhưng nằm ở mặt dưới. Nhiều thiết kế một mặt bỏ qua hoàn toàn lớp này vì nó không có giá trị chức năng nào.
Nội dung in lụa
Lớp Gerber in lụa của bạn rất quan trọng đối với các kỹ thuật viên lắp ráp.
Lớp này chứa nhiều thành phần, ví dụ như:
- Tên của các bộ phận như R1, C2 và U3
- Các ký hiệu cực tính cho điốt và tụ điện.
- Chân số 1 là chỉ báo cho các chip chính.
- Logo riêng của công ty.
- Và hướng dẫn cách lắp ráp bàn cờ.
Vì sao phần in lụa phía dưới lại trông như bị phản chiếu?
Khi xem các lớp Gerber từ trên xuống, lớp in lụa phía dưới sẽ bị lật ngang. Việc phản chiếu này đảm bảo văn bản vẫn hiển thị chính xác khi bạn lật ngược bo mạch.
Khi các lớp in lụa là tùy chọn
Bạn có thể sản xuất mạch in (PCB) mà không cần lớp in lụa. Các thiết kế đơn giản, bo mạch có không gian hạn chế hoặc các sản phẩm mà việc in lụa ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ có thể loại bỏ hoàn toàn lớp in lụa. Các nhà sản xuất chấp nhận các thiết kế thiếu lớp in lụa mà không gặp vấn đề gì.
Lớp dán hàn
Lớp keo trên cùng
Tệp Gerber mặt nạ keo hàn trên cùng xác định các lỗ khuôn để ứng dụng keo hàn tự động. Lớp này chỉ xuất hiện trong các thiết kế sử dụng công nghệ lắp ráp gắn bề mặt (SMT).
Lớp keo đáy
Lớp keo dán phía dưới có chức năng giống hệt lớp keo dán phía trên nhưng xác định các lỗ khuôn cho các linh kiện SMT ở mặt dưới.
Mục đích trong sản xuất khuôn mẫu
Các nhà sản xuất sử dụng các tệp Gerber mặt nạ hàn để tạo ra các khuôn mẫu bằng kim loại và nhựa. Trong quá trình lắp ráp PCB, các nhà sản xuất PCB căn chỉnh khuôn mẫu cho phù hợp với bo mạch của bạn. Họ dùng gạt để đưa kem hàn qua các lỗ lên các điểm tiếp xúc.
Sự khác biệt về kích thước giữa các lỗ hở của lớp keo hàn và lớp mặt nạ hàn
Các lỗ trên lớp keo hàn thường nhỏ hơn một chút so với các lỗ trên lớp mặt nạ hàn tương ứng. Sự giảm kích thước này giúp kiểm soát lượng keo hàn, ngăn ngừa lượng keo quá nhiều có thể gây ra hiện tượng nối tắt. Một số thiết kế chia các miếng đệm lớn thành nhiều lỗ nhỏ hơn để giảm lượng keo hàn hơn nữa.
Ứng dụng lắp ráp SMT
Chỉ những bo mạch yêu cầu lắp ráp tự động mới cần lớp keo dán. Các thiết kế chỉ sử dụng linh kiện xuyên lỗ hoặc các nguyên mẫu lắp ráp thủ công có thể bỏ qua các lớp này. Khi tạo các lớp Gerber cho sản xuất SMT, hãy luôn bao gồm cả hai lớp keo dán nếu bạn có linh kiện ở cả hai mặt.
Khoan và định tuyến các lớp
Giũa khoan lỗ xuyên mạ
Các file khoan PTH chỉ định vị trí và kích thước lỗ cho các lỗ mạ. Các lỗ này được mạ đồng trong quá trình gia công, tạo ra các kết nối điện giữa các lớp. Chân linh kiện, lỗ xuyên mạch và điểm kiểm tra đều sử dụng các lỗ mạ.
Giũa khoan lỗ xuyên không mạ
Các mũi khoan NPTH tạo ra các lỗ không được mạ. Các lỗ lắp đặt, lỗ dụng cụ và các chi tiết cơ khí thường sử dụng các lỗ không mạ để ngăn ngừa các kết nối điện không mong muốn.
Thông qua các lớp khoan
Các lỗ xuyên mạch xuất hiện trong tệp khoan PTH của bạn nhưng phục vụ một mục đích cụ thể—kết nối các lớp chứ không phải gắn linh kiện. Tệp Gerber của bạn xác định kích thước miếng đệm xuyên mạch trên các lớp đồng trong khi các lớp khoan xác định đường kính lỗ.
Dữ liệu khoan mù và bị chôn vùi
Các thiết kế đa lớp tiên tiến có thể bao gồm các lỗ xuyên mù hoặc lỗ xuyên chìm. Những thiết kế này yêu cầu dữ liệu khoan đặc biệt để xác định mỗi lỗ xuyên kết nối với lớp nào, làm tăng độ phức tạp và chi phí sản xuất.
So sánh tệp khoan NC và tệp Gerber.
Thông tin về mũi khoan thường sử dụng định dạng Excellon thay vì định dạng Gerber. Các tệp .drl hoặc .txt này sử dụng cú pháp khác nhau nhưng phục vụ cùng một mục đích—cho máy khoan biết vị trí cần tạo lỗ và kích thước mũi khoan cần sử dụng.
Giải thích về định dạng Excellon
Định dạng Excellon liệt kê tọa độ khoan và phân công dụng cụ dưới dạng văn bản ASCII. Mỗi số hiệu dụng cụ tương ứng với một đường kính mũi khoan cụ thể. Định dạng tệp này có từ các máy khoan NC đời cũ nhưng vẫn là tiêu chuẩn trong ngành.
Các lớp cơ khí và tài liệu
Lớp phác thảo bảng
Lớp phác thảo bo mạch xác định kích thước vật lý và hình dạng của PCB. Nếu không có lớp này, nhà sản xuất không thể xác định vị trí định tuyến cho từng bo mạch riêng lẻ từ các tấm sản xuất. Tệp Gerber này thường có phần mở rộng .GKO hoặc .GM1.
Các lớp cơ khí cho các khe và rãnh cắt
Các lớp cơ khí mô tả các đặc điểm phi điện như khe gắn, các lỗ khoét lớn cho màn hình hoặc đầu nối, và các hình dạng bo mạch phức tạp. Bạn cần đưa các lớp này vào gói sản xuất của mình cùng với các lớp Gerber tiêu chuẩn.
Lớp ngăn cách
Các lớp cấm xâm nhập xác định các khu vực bị hạn chế, nơi các linh kiện hoặc đường dẫn không được phép tồn tại. Mặc dù chủ yếu là một quy tắc thiết kế, các nhà sản xuất có thể yêu cầu lớp này để hiểu rõ các ràng buộc lắp ráp hoặc yêu cầu bố trí bảng điều khiển.
Các lớp tài liệu
Các lớp tài liệu cung cấp thông tin dễ đọc cho người dùng nhưng không được sử dụng trực tiếp trong quá trình chế tạo. Chúng có thể bao gồm các chú thích kích thước, ghi chú hoặc hướng dẫn lắp ráp bổ sung cho thông tin in lụa của bạn.
Các lớp bản vẽ khoan
Bản vẽ khoan thể hiện vị trí, kích thước và loại lỗ khoan ở định dạng trực quan mà các kỹ sư có thể dễ dàng hiểu được. Lớp dữ liệu này bổ sung cho các tệp khoan có thể đọc được bằng máy, giúp các nhà sản xuất xác minh vị trí lỗ khoan trước khi sản xuất.
Ghi chú và hướng dẫn chế tạo
Bạn có thể thêm các hướng dẫn chế tạo đặc biệt dưới dạng lớp văn bản hoặc bản vẽ. Những ghi chú này chỉ định vật liệu, lớp hoàn thiện, yêu cầu kiểm tra hoặc các chi tiết sản xuất khác không được thể hiện trong các lớp Gerber tiêu chuẩn.
Các lớp Gerber chuyên dụng
Các lớp lắp ráp
Các lớp lắp ráp hiển thị đường viền linh kiện, ký hiệu tham chiếu và thông tin vị trí. Mặc dù tương tự như lớp in lụa, các lớp lắp ráp phục vụ cho quá trình sản xuất hơn là đánh dấu bo mạch cuối cùng. Thông thường, bạn xuất các lớp này riêng biệt với các lớp Gerber tiêu chuẩn.
Các lớp cắt chữ V/tạo nếp gấp
Các lớp cắt hình chữ V xác định vị trí nhà sản xuất nên tạo đường rạch trên tấm ván để dễ dàng tách rời khỏi các tấm ghép. Những đường cắt góc cạnh này cho phép tách ván dọc theo các đường đã định trước mà không cần dùng máy phay.
Lớp vàng ngón tay
Thiết kế đầu nối cạnh yêu cầu các lớp chân mạ vàng để xác định các điểm tiếp xúc nào được mạ vàng cứng. Lớp phủ chuyên dụng này cung cấp khả năng chống mài mòn vượt trội cho các đầu nối được kết nối nhiều lần.
Lớp mạ cạnh
Các lớp mạ cạnh xác định các cạnh của bo mạch cần được mạ đồng. Kỹ thuật này tạo ra các bề mặt dẫn điện dọc theo chu vi bo mạch để che chắn hoặc đảm bảo tính liên tục của dòng điện.
Lớp điểm kiểm tra
Các lớp điểm kiểm tra xác định các chân hoặc lỗ dẫn cụ thể được chỉ định để kiểm tra tự động. Thông tin này giúp các nhà sản xuất lập trình các thiết bị kiểm tra và máy dò di động.
Số lớp và độ phức tạp của PCB
Tệp Gerber PCB một lớp
Các thiết kế mạch in một lớp không cần nhiều file Gerber. Ví dụ, chỉ cần một lớp đồng, một lớp mặt nạ hàn, file in lụa (tùy chọn), file phác thảo mạch và file khoan. Do đó, các mạch in đơn giản có chi phí thấp hơn và có thể sản xuất nhanh hơn.
Tệp Gerber PCB hai lớp
Bo mạch hai lớp bổ sung thêm lớp đồng đáy, lớp phủ chống hàn đáy và lớp in lụa đáy (tùy chọn) vào bộ tệp. Cấu hình này phù hợp với hầu hết các thiết kế dành cho người đam mê điện tử và các thiết kế thương mại có độ phức tạp thấp.
Tệp Gerber PCB nhiều lớp
Bây giờ, chúng ta sẽ nói về những gì xảy ra khi mạch in của bạn có nhiều lớp!
Khi mạch in (PCB) có nhiều lớp hơn, kích thước gói Gerber cũng tăng lên. Một bo mạch sáu lớp sẽ có các tệp cho lớp đồng trên cùng, bốn lớp bên trong và lớp đồng dưới cùng, cộng thêm các tệp cho lớp mặt nạ hàn, lớp in lụa và lớp keo dán. Một số thiết kế rất phức tạp thậm chí còn có 20 lớp trở lên! Mỗi lớp cần một tệp Gerber riêng.
Số lượng lớp ảnh hưởng đến khả năng thiết kế như thế nào?
Các lớp bổ sung này cung cấp cho bạn nhiều không gian hơn để định tuyến. Điều này có nghĩa là bạn có thể đặt các linh kiện gần nhau hơn và tạo ra các mạch phức tạp hơn. Các lớp bên trong có thể được sử dụng như các mặt phẳng đặc biệt cho nguồn điện và nối đất. Điều này giúp cải thiện chất lượng tín hiệu và giảm nhiễu điện.
Sự khác biệt về hiệu năng dựa trên số lượng lớp.
Số lớp nhiều hơn cho phép định tuyến trở kháng được kiểm soát, phân phối điện năng tốt hơn và cải thiện tính toàn vẹn tín hiệu. Tuy nhiên, điều này làm tăng chi phí, thời gian sản xuất và độ phức tạp của thiết kế. Bạn nên chọn số lớp dựa trên các yêu cầu về điện chứ không phải dựa trên sở thích tùy ý.
Các phần mở rộng tệp lớp Gerber thông dụng
| Loại lớp | Extension | Ý nghĩa |
| Đồng hàng đầu | .GTL | Lớp trên cùng của Gerber |
| Đồng đáy | .GBL | Lớp đáy Gerber |
| Mặt nạ hàn hàng đầu | .GTS | Mặt nạ hàn Gerber Top |
| Mặt nạ hàn đáy | .GBS | Lớp phủ chống hàn đáy Gerber |
| Màn lụa hàng đầu | .GTO | Áo Gerber Top Overlay |
| Lụa dưới cùng | .GBO | Lớp phủ đáy Gerber |
| Keo hàn cao cấp | .GTP | Kem Gerber Top Paste |
| Keo hàn đáy | .GBP | Kem bôi đáy Gerber |
| Đề cương bảng | .GKO | Gerber Keep Out |
| Tệp khoan | .DRL / .TXT | Dữ liệu khoan |
Phần mở rộng tiêu chuẩn
Các phần mở rộng tiêu chuẩn ngành cho biết mã nhận dạng của lớp. Ví dụ, GTL biểu thị lớp đồng trên cùng, .GBL lớp đồng dưới cùng, .GTS lớp mặt nạ hàn trên cùng, .GBS lớp mặt nạ hàn dưới cùng, .GTO lớp in lụa trên cùng và .GBO lớp in lụa dưới cùng. Các lớp bên trong sử dụng .G1, .G2, .G3, v.v.
Phần mở rộng lớp KiCad
Khi xuất các lớp Gerber từ KiCad, phần mềm sử dụng các phần mở rộng mô tả. Đó là .F.Cu cho lớp đồng mặt trước, .B.Cu cho lớp đồng mặt sau, .F.Mask cho lớp mặt nạ hàn mặt trước và .B.Mask cho lớp mặt nạ hàn mặt sau. Quy ước đặt tên này giúp cải thiện khả năng đọc nhưng khác với các tiêu chuẩn truyền thống.
KiCad sử dụng một hệ thống đặt tên rất logic, bao gồm cả tên lớp trực tiếp trong phần mở rộng.
- Đồng: .F.Cu, .B.Cu
- Mặt nạ Hàn: .F.Mask, .B.Mask
- Màn hình lụa: .F.SilkS, .B.SilkS
- Các đường cắt cạnh: .Cạnh.Cắt
Phần mở rộng lớp của Altium Designer
Altium thường tuân theo tiêu chuẩn Protel nhưng sử dụng .GM1, .GM2, v.v., cho Lớp cơ khíThông thường, .GM1 được sử dụng cho cấu trúc bo mạch thay vì .GKO.
Phần mở rộng lớp Eagle
Khi xuất file Gerber các lớp của Eagle, nó sử dụng đuôi .cmp cho lớp đồng trên cùng, .sol cho lớp đồng dưới cùng, .plc cho lớp in lụa và .stc cho lớp mặt nạ hàn. Các đuôi mở rộng này bắt nguồn từ thuật ngữ PCB cũ hơn.
- Đồng cao cấp: .cmp
- Đồng đáy: .mặt trời
- Lụa hàng đầu: .plc
- Lớp phủ chống hàn trên cùng: .stc
Phần mở rộng .GBR chung
Một số phần mềm xuất tất cả các lớp với phần mở rộng .gbr chung. Chúng dựa vào tên tệp chứ không phải phần mở rộng để nhận dạng lớp. Cách tiếp cận này đòi hỏi việc tổ chức tệp cẩn thận và đặt tên rõ ràng để tránh nhầm lẫn.
Do sự nhầm lẫn gây ra bởi tất cả các phần mở rộng khác nhau này, ngành công nghiệp đã tạo ra Gerber X2.
- Phần mở rộng: Mọi tập tin đều kết thúc bằng .GBR.
- Làm thế nào nó hoạt động: Thông tin về bản chất thực sự của lớp đó được viết như sau: siêu dữ liệu bên trong tệp.
- Lợi ích: Không cần phải lo lắng về việc nối dài dây dẫn; phần mềm của nhà sản xuất sẽ tự động đọc các thẻ bên trong để xác định các lớp.
Phân tích các lớp Gerber
Sử dụng phần mềm Gerber Viewer
Các công cụ xem lớp Gerber miễn phí cho phép bạn kiểm tra tệp của mình trước khi gia công. Các ứng dụng này hiển thị các lớp riêng lẻ hoặc chế độ xem kết hợp, giúp bạn xác minh ý đồ thiết kế. Các tùy chọn phổ biến bao gồm trình xem tệp Gerber trực tuyến và các ứng dụng máy tính để bàn có thể tải xuống.
Quy trình kiểm tra từng lớp
Bạn nên kiểm tra từng lớp một cách độc lập. Ví dụ, bạn sẽ kiểm tra độ rộng đường dẫn, khoảng cách giữa các linh kiện và vị trí của chúng. Kiểm tra xem các lớp đồng có chứa đường dẫn như mong đợi, lớp phủ hàn có các lỗ phù hợp và văn bản in trên lụa vẫn dễ đọc và được đặt đúng vị trí.
So sánh các lớp để căn chỉnh
Việc căn chỉnh các lớp Gerber rất quan trọng đối với các bo mạch hoạt động tốt. Sử dụng trình xem của bạn để chồng nhiều lớp lên nhau, kiểm tra xem các chân tiếp xúc có thẳng hàng trên các lớp đồng và lớp mặt nạ hàn không, các lỗ xuyên mạch có kết nối các lớp dự định không và các lỗ khoan có nằm chính giữa các chân tiếp xúc không.
Xác định chức năng của các lớp
Đôi khi bạn nhận được các tệp Gerber với tên gọi không rõ ràng. Trình chỉnh sửa lớp Gerber giúp xác định chức năng của từng lớp bằng cách kiểm tra nội dung — các lớp đồng chứa các đường mạch và điểm tiếp xúc, lớp mặt nạ hàn hiển thị các lỗ âm, lớp in lụa hiển thị văn bản và đồ họa.
Hình ảnh hóa 2D so với 3D
Các phần mềm xem file Gerber tiên tiến cung cấp khả năng hiển thị 3D, cho thấy bo mạch của bạn sẽ trông như thế nào sau khi được sản xuất. Góc nhìn này giúp xác định các vấn đề về khoảng cách, xung đột giữa các linh kiện và các vấn đề thẩm mỹ mà không thể nhìn thấy trong chế độ xem 2D.
Các vấn đề thường gặp liên quan đến lớp
Thiếu các lớp bắt buộc
Vấn đề thường gặp nhất là thiếu các lớp Gerber trong gói sản xuất của bạn. Các nhà sản xuất không thể tiếp tục nếu thiếu các tệp phác thảo bo mạch. Thiếu các tệp mặt nạ hàn hoặc tệp khoan sẽ gây ra sự mơ hồ về ý định của bạn. Trước khi gửi, hãy xác minh gói của bạn bao gồm tất cả các lớp cần thiết.
Phân cực lớp không chính xác
Lỗi phân cực lớp xảy ra khi các lớp dương được xuất ra dưới dạng âm hoặc ngược lại. Lỗi này thường ảnh hưởng đến các lớp mặt nạ hàn, nơi phân cực không chính xác tạo ra các bo mạch có lớp phủ mặt nạ bị đảo ngược — phủ lớp ở những nơi đáng lẽ phải hở và hở ở những nơi đáng lẽ phải phủ lớp.
Các lớp không thẳng hàng
Các lớp Gerber không khớp với các điểm gốc khác nhau gây ra sự sai lệch. Điều này xảy ra khi một số lớp tham chiếu đến một hệ tọa độ trong khi các lớp khác sử dụng các điểm gốc khác nhau. Kết quả là các miếng đồng không nằm chính giữa các lỗ trên lớp mặt nạ hàn hoặc các lỗ khoan không khớp với các miếng đồng dự định.
Đặt tên lớp không đúng cách
Tên tập tin không rõ ràng gây nhầm lẫn và tiềm ẩn lỗi trong quá trình sản xuất. Khi nhà sản xuất không thể xác định tập tin nào đại diện cho lớp nào, quá trình sản xuất sẽ bị tạm dừng cho đến khi có sự làm rõ. Hãy sử dụng các quy ước đặt tên rõ ràng, chuẩn mực để ngăn ngừa những sự chậm trễ này.
Sự nhầm lẫn giữa lớp phủ chống hàn và lớp keo hàn
Đôi khi các nhà thiết kế nhầm lẫn giữa lớp phủ chống hàn và lớp keo hàn, gửi một loại trong khi nhà sản xuất cần loại kia. Lớp phủ chống hàn tạo ra lớp phủ vĩnh viễn trên bo mạch, trong khi lớp keo hàn tạo ra các khuôn mẫu tạm thời để lắp ráp. Chúng phục vụ các mục đích hoàn toàn khác nhau.
Các phương pháp tốt nhất để quản lý lớp Gerber
Xác minh tất cả các lớp cần thiết đã được bao gồm.
Trước khi gửi file, hãy lập danh sách kiểm tra các lớp cần thiết. Yêu cầu tối thiểu bao gồm lớp đồng trên cùng, đường viền bo mạch và file khoan. Bo mạch hai lớp cần thêm lớp đồng dưới cùng và thường là cả hai lớp mặt nạ hàn. Thiết kế SMT yêu cầu các lớp keo hàn. Bo mạch nhiều lớp cần tất cả các lớp đồng bên trong.
Sử dụng các quy ước đặt tên nhất quán
Hãy áp dụng một quy tắc đặt tên rõ ràng và nhất quán trong tất cả các dự án. Bao gồm chức năng của lớp và, nếu cần, tên dự án trong mỗi tên tệp. Cách làm này giúp tránh nhầm lẫn khi làm việc với nhiều thiết kế cùng lúc.
Hướng dẫn lập tài liệu lớp
Hãy tạo một tệp văn bản đơn giản liệt kê tất cả các lớp Gerber có trong tệp kèm theo mô tả. Tệp readme này giúp các nhà sản xuất xác minh họ đã nhận được các gói hàng hoàn chỉnh và hiểu bất kỳ cách đặt tên không chuẩn nào mà bạn đã sử dụng.
Truyền đạt các yêu cầu về lớp cho các nhà sản xuất
Hãy liên hệ với nhà sản xuất trước khi hoàn thiện các lớp Gerber để sản xuất mạch in. Mỗi nhà máy có những yêu cầu khác nhau về định dạng tệp, cách đặt tên và cách sắp xếp gói linh kiện. Việc tuân thủ các yêu cầu của họ sẽ giúp tránh chậm trễ trong sản xuất.
Kiểm tra chất lượng trước khi nộp
Tải toàn bộ gói Gerber của bạn vào phần mềm xem file và thực hiện kiểm tra kỹ lưỡng. Xác minh kích thước bo mạch khớp với thiết kế ban đầu. Xác nhận tất cả các lớp được căn chỉnh đúng cách. Kiểm tra xem các lỗ mặt nạ hàn có để lộ các chân linh kiện dự định hay không. Đảm bảo văn bản in lụa không chồng lên các chân linh kiện hoặc vượt quá mép bo mạch. Kiểm tra các lỗ khoan về kích thước và vị trí chính xác. Những kiểm tra này giúp phát hiện hầu hết các vấn đề về lớp Gerber trước khi chúng ảnh hưởng đến quá trình sản xuất.
Kết luận
Mỗi lớp Gerber đều có mục đích cụ thể trong sản xuất và lắp ráp PCB. Các tệp Gerber đồng trên và dưới xác định các đường dẫn điện. Các lớp mặt nạ hàn bảo vệ đồng đồng thời để lộ các điểm kết nối quan trọng. Các lớp in lụa hướng dẫn quá trình lắp ráp và bảo trì. Các lớp keo hàn cho phép ứng dụng hàn tự động. Các tệp khoan chỉ định các kết nối giữa các lớp. Cùng nhau, các lớp định dạng Gerber này cung cấp cho các nhà sản xuất hướng dẫn đầy đủ để chế tạo bo mạch của bạn.
