ODB++ vs. Gerber X2 vs. IPC-2581: Guerras de Formatos de Archivos de Producción de PCB

“Wenn Zwei sich streiten, freut sich der Dritte” - Cuando dos pelean, el tercero se alegra.

Muchos de nosotros hemos estado siguiendo recientemente una interesante "batalla" entre Karel Tavernier de Ucamco y Julian Coates de Mentor Graphics sobre qué formato es mejor: del lado de Karel está Gerber, y más importante aún, el estándar recientemente actualizado Gerber X2 versus el más maduro ODB++, que fue originalmente desarrollado por Valor, posteriormente adquirido por Mentor Graphics. Vale la pena mencionar que Julian Coates (Mentor) ha hecho un esfuerzo por mantener ODB++ abierto para combatir el temor a un monopolio, y de hecho ha hecho un muy buen trabajo en ello - sin embargo, la adopción de ODB++ en la industria puede verse como nada menos que patética. ¿Es esto realmente debido a su potencial apoyo al monopolio o porque le falta algo? Para antecedentes, el(los) artículo(s) al que me refiero se puede(n) encontrar aquí.

Si bien ha habido mucho debate en la industria de PCBs en los últimos años sobre nuevos formatos de archivos para enviar diseños de placas a los fabricantes, una cosa está absolutamente clara: el antiguo RS-274x (“Gerber”) ya no es adecuado. Mientras tanto, los miembros del consorcio IPC2581 están comercializando diligentemente este nuevo formato que promete resolver los mismos problemas al comparar ODB++ vs formato PCB Gerber, y como Gerber X2 en un estándar abierto y propiedad de la industria.

...pero, ¿por qué tanto alboroto?

Hay Problemas

El antiguo estándar de “archivos Gerber” es maduro (más de 30 años) y es aceptado por todos excepto los fabricantes de placas más primitivos. Pero sufre de limitaciones significativas entre los diseñadores de ocb. Cualquiera que tenga unos años de experiencia obteniendo placas fabricadas con RS-274X ha encontrado retrasos en la producción porque faltaban taladros o no estaban alineados, o el fabricante de la placa no entendía las extensiones de tus archivos Gerber y tenías que renombrar archivos para satisfacer sus necesidades, o en el peor de los casos recibías placas con las capas fuera de su orden correcto.

Es bueno numerar las capas de cobre en la placa para poder verificar después de la fabricación. En la imagen de portada anterior, puedes ver las capas marcadas con números. Otra práctica común es colocar el nombre de la capa como texto debajo del contorno de la placa en el editor de PCB. El nombre de la capa en la imagen a continuación se coloca como un elemento de cobre. Esto hará que aparezca en la exportación de Gerber fuera del contorno de la placa. CAM puede entonces eliminar esto o moverlo cuando crean un panel.

...pero tengo que decir que esto es un claro indicador de que la forma en que comunicamos los diseños a los fabricantes está seriamente defectuosa. Y, prácticas como esta, aunque son muy buenas, son realmente soluciones temporales para la información faltante en los formatos de archivo que tradicionalmente hemos utilizado para la entrega de datos. Incluso me atrevería a decir que los dibujos de fabricación - en teoría - no deberían ser necesarios (¡sorpresa!). Sí, lo dije.

Solo algunas de las serias limitaciones de RS-274x tal como se usa comúnmente son:

• Se necesita un archivo físico separado para cada capa de información de la PCB (es decir, imágenes de cobre, notas de fabricación, capa del dibujo de ensamblaje, etc.)
• El apilado de capas no está definido - debe comunicarse manualmente al fabricante mediante diagramas, nombres de archivos y documentación textual.
• No incluye información de perforación - esta debe enviarse en un archivo “NC Drill” separado, que a menudo se genera por error a una escala o desplazamiento diferente al formato de archivo Gerbers.
• No contiene información de conectividad eléctrica (netlist), por lo que requiere un archivo de lista de redes separado para ser enviado para las pruebas eléctricas de la placa desnuda - de nuevo, que puede no coincidir necesariamente con los Gerbers.
• No contiene información de colocación de componentes o de lista de materiales - para la selección y colocación y la adquisición se deben generar archivos separados. Esto causa retrasos adicionales y problemas para los fabricantes llave en mano que realizan tanto la fabricación de la placa desnuda como el ensamblaje final.

Generadores de Salida IPC-2581 y Gerber X2

IPC-2581 es un nuevo estándar de la IPC (Asociación Internacional de Circuitos Impresos). Altium es miembro del consorcio IPC-2581 y pronto admitirá la generación de datos de fabricación según la especificación IPC-2581B desde Altium Designer^®. La belleza de IPC-2581 es que genera un único archivo XML capaz de incluir toda la información necesaria para fabricar y ensamblar el conjunto de la placa impresa, ya sea que estés realizando solo una placa desnuda o todo el proceso de fabricación incluyendo la colocación de componentes y la prueba final. Los archivos IPC-2581 incluyen:

• Información de la imagen de cobre para el grabado de capas de PCB.
• Información del apilado de capas de la placa (incluyendo secciones rígidas y flexibles).
• Netlist para pruebas de placa desnuda y pruebas en circuito.
• Lista de Materiales de Componentes para la compra y ensamblaje (colocación de componentes).
• Notas y parámetros de fabricación y ensamblaje.

Usar este nuevo estándar significa que solo se necesita enviar un único archivo al fabricante, sin archivos de taladro, impresiones, PDFs o incluso dibujos de fabricación y ensamblaje - toda la información necesaria para hacer la placa se describe dentro de la base de datos XML de IPC-2581.

Gerber X2

Si bien es una extensión del estándar existente Gerber RS-274X, Gerber X2 ofrece algunos de los mismos beneficios que IPC-2581, al agregar la información que faltaba, como definiciones de apilado de capas, atributos de pads y vías, pistas controladas por impedancia, en los Gerbers originales en un conjunto de archivos Gerber compatibles con versiones anteriores. Las netlists para pruebas, taladros y otros outputs aún pueden enviarse a los fabricantes en sus respectivos formatos de archivo. De esta manera, Gerber X2 proporciona un formato de salida de fabricación mejorado que es compatible con los flujos de trabajo, software y equipos de fabricación existentes. Por lo tanto, va a ser la opción preferida para los usuarios que adoptan un enfoque de actualización más conservador.

Visión general de ODB++

Uno de los formatos de datos más nuevos e inteligentes es ODB++. Este formato de intercambio de datos CAD-a-CAM incluye todo lo que encontrarías en el formato Gerber clásico, así como datos adicionales que normalmente se exportarían junto con el paquete Gerber. El paquete ODB++ contiene tres conjuntos de archivos:

• Archivos de diseño ODB++
• Proceso ODB++
• Fabricación ODB++

En el formato Gerber, un pad que colocas en un diseño de PCB aparece como una región rellena en un visor de Gerber. No hay forma de distinguir un pad rectangular que se utiliza para montar un componente SMD de una simple pieza rectangular de cobre que no tiene relación con un componente (por ejemplo, un punto de prueba). Esa información se almacena en un archivo de salida de diseño diferente (la lista de conexiones).

En el formato ODB++, los pads para componentes están explícitamente definidos como pads dentro del paquete de archivo de salida. Cuando exportas archivos ODB++, todo se exporta en un único archivo ZIP, y esto se envía al fabricante. No exportas los diversos archivos de la lista anterior individualmente, todos están contenidos en el mismo paquete. Algunos fabricantes fomentan el uso de exportaciones ODB++ porque todo está contenido en un solo archivo.

Es Hora de Avanzar

De cualquier manera, la industria debe avanzar, y la salida que elijas dependerá en gran medida de tu fabricante.

En Europa y América del Norte, los fabricantes de PCB están instando a los diseñadores a utilizar formatos inteligentes más recientes, porque los costos de NRE al usar un "visor de Gerber anticuado" para una revisión de diseño de PCB son realmente altos. Cualquier fábrica que cuente con software CAM actualizado ahora puede admitir IPC-2581, ODB++, y Gerber X2, así que realmente no hay excusa. Todas las fábricas con las que he hablado sobre esto están de acuerdo - Sierra, Hughes, Precision…

Pero me gustaría saber tu opinión - ¿tomarías la ruta más conservadora (perdón por el juego de palabras) de seguir con Gerber, o te irías con IPC-2581? Si eligieras el formato más nuevo, ¿qué medidas tomarías con tu fábrica para garantizar la fabricación correcta de tus placas?

Una vez que hayas terminado el diseño de tu PCB y hayas completado una revisión exhaustiva del diseño, es fácil generar archivos de salida de diseño de PCB para tu diseño en Altium Designer. La función de archivo OutJob te permite crear plantillas de archivos de fabricación para tus proyectos y generar rápidamente grupos de archivos a partir de tu diseño de PCB y datos esquemáticos. Cuando estés listo para liberar estos archivos a tu fabricante, la plataforma Altium 365^™ facilita la colaboración y el compartir tus proyectos.

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