Extensions de fichiers Gerber pour la conception de PCB

Si vous avez déjà utilisé une visionneuse de fichiers Gerber externe ou des applications de conception de PCB qui en contiennent une, vous savez qu'il existe différents formats et extensions pour les fichiers Gerber.

Certaines applications peuvent très bien reproduire l'aspect et la sensation d'un schéma de montage avec seulement quelques couches actives, comme l'image Gerber ci-dessus tirée de l'un de nos exemples de routage de connecteurs Press-fit.

La clé pour créer et utiliser ces applications de visualisation de fichiers Gerber est de comprendre les différentes extensions et formats associés à ces fichiers.

Bien que ces processus puissent sembler assez nébuleux pour les nouveaux concepteurs, il sont en réalité assez intuitifs. En effet, ce n'est pas comme si une extension de fichier Gerber était objectivement « meilleure » qu'une autre.

Si vous souhaitez décoder les extensions et les formats de ces fichiers, cet article est pour vous.

Extensions et formats de fichiers Gerber

Les fichiers Gerber constituent le format standard de l'industrie pour encoder les données de routage d'un PCB dans un format utilisable par les photoplotteurs vectoriels.

Nous avons défini ce qu'est un fichier Gerber et évoqué les différents formats de ce fichier dans d'autres articles, mais nous n'avons pas encore étudié les différentes extensions de chaque format.

Les concepteurs et les fabricants expérimentés connaissent déjà certainement ces différentes extensions, cet article s'adresse donc davantage aux néophytes.

Pour résumer, quels sont les formats de fichiers Gerber standard et qu'encodent-ils ?

Les deux formats de fichier Gerber sont le RS-274-X (lancé en 1998) et le nouveau format X2 (lancé en 2014). Ils remplacent l'ancien format RS-274-D, qui n'est désormais plus pris en charge par son développeur UCAMCO. Ces deux formats sont des fichiers ASCII lisibles par l'homme qui peuvent avoir n'importe quelle extension et ils peuvent être lus dans un éditeur de texte, comme les autres fichiers ASCII.

• Format RS-274-X : image vectorielle 2D d'une couche spécifique dans un empilage de couches de PCB. Ce format de fichier inclut les définitions d'aperture, les emplacements de coordonnées XY pour les commandes de dessin et flash, les données d'unité, les commandes de remplissage de polygone spéciales et d'autres informations nécessaires à la fabrication de circuits imprimés.
• Format X2 : mise à niveau du format RS-274-X pour inclure des informations sur l'emplacement des couches, les tampons et les vias, les exigences d'impédance contrôlée et d'autres caractéristiques. Lors de la sortie de la version de 2014, UCAMCO a déclaré que la norme RS-274-D était « obsolète sur le plan technique » et qu'il fallait désormais respecter les normes RS-274-X et X2, car les définitions d’aperture ne sont pas standardisées dans l'ancienne norme.

Un ensemble de ces fichiers, ainsi que des fichiers de perçage, une nomenclature, des fichiers centroïdes, des netlists et d'autres fichiers de dessin et d'assemblage donnent à votre fabricant toutes les clés pour comprendre votre carte.

Pour en savoir plus sur les avantages et les inconvénients de chaque format, lisez cet article de Ben Jordan (en anglais).

Pour voir où les extensions de fichiers entrent en jeu, il peut être utile d'examiner brièvement un exemple avec un routage de circuit imprimé achevé.

Je vais vous montrer l’ensemble de fichiers Gerber que j’ai généré pour un produit que je suis en train de concevoir. Ainsi, nous pourrons mieux comprendre à quoi se réfèrent les extensions de fichiers Gerber en les examinant selon les deux normes évoquées précédemment.

La norme RS-274-X

L'image ci-dessous montre un ensemble de fichiers Gerber RS-274-X dans le cas d'un PCB à 2 couches.

À partir de cette liste de fichiers, on constate qu'ils ont tous des extensions différentes. L'extension possède le format général « GXY », où X et Y font référence à une fonction spécifique et/ou à une affectation de couche pour un fichier en particulier.

Dans le cadre de la norme RS-274-X, aucun attribut n'étant lié au fichier, la correspondance de chaque fichier à une couche spécifique du PCB se fait donc via l'extension.

Pour les fichiers Gerber RS-274-X, vous pouvez généralement déduire la fonction de chaque couche en regardant simplement l'extension. Je dis bien « généralement » car j'ai reçu des fichiers Gerber dans le cadre de projets où l'ingénieur du client n'utilisait pas les extensions mentionnées ci-dessus.

Les données contenues dans ces fichiers sont toutes ASCII. Par conséquent, un grand nombre d'applications peuvent lire ces données et les utiliser pour générer des images vectorielles 2D de chaque couche.

Si la visionneuse ou l'éditeur de fichiers Gerber que vous utilisez ne comprend pas l'extension du format et ne permet pas de déterminer l'emplacement dans l'empilage des couches, elle les affichera dans le désordre (généralement par ordre alphabétique).

La norme X2

Lorsque vous créez des fichiers X2 pour votre conception, vous pouvez créer un fichier pour chacune des couches de l'empilage de PCB, y compris les couches mécaniques.

Des fichiers seront également générés pour les trous de perçage dans la conception, y compris pour les trous traversants plaqués et non plaqués.

Les fichiers que vous obtiendrez de votre utilitaire de génération Gerber X2 auront tous l'extension .GBR.

Votre générateur peut également renommer chaque fichier en fonction de son nom dans votre logiciel de conception, qui peut également correspondre à sa position dans l'empilage des couches (en fonction de la méthode adoptée pour nommer vos couches).

Dans l'image ci-dessus, j'ai mis en évidence les deux couches de signal de cette carte simple ; il n'y a pas de couches de plans. Le reste des couches contient un ensemble de données nécessaires à la fabrication et à l’assemblage.

Ces données sont visibles dans le schéma de montage si vous savez comment utiliser les configurations d'affichage dans vos outils de conception.

Cela devrait révéler la valeur du format X2, où des éléments tels que l'emplacement réel dans l'empilement du PCB peuvent être encodés comme faisant partie des données dans les fichiers .GBR. La visionneuse Gerber peut ainsi reconstituer l'empilement afin qu'il corresponde à la conception prévue.

Ce processus permet également d'éviter d'appliquer une extension de fichier intuitive aux fichiers X2, contrairement aux fichiers RS-274-X.

Quelles extensions et quel format de fichiers Gerber devez-vous utiliser ?

En réalité, à chaque fois que je dois envoyer une conception et que le fabricant demande des fichiers Gerber, je crée simplement des extensions de ces fichiers dans les deux formats, je les zippe dans différents dossiers et je lui envoie tout.

En lui donnant la possibilité d'utiliser un des deux formats, le temps d'attente et les allers-retours par e-mail sont réduits.

J'envoie également une netlist, un fichier NC Drill, une nomenclature, des fichiers IPC-2158, des fichiers ODB++, des dessins de fabrication et d'assemblage, des données pick-and-place, des PDF avec des schémas et un modèle STEP de la carte.

Si vous lui envoyez tous ces éléments organisés clairement dans différents dossiers, le fabricant pourra choisir exactement ce dont il a besoin et la production sera lancée plus rapidement.

Lorsque vous devez partager vos fichiers Gerber et d'autres données de fabrication avec votre fabricant ou d'autres concepteurs, Altium 365 est la meilleure solution.

Grâce à la fonctionnalité Project Release, vous pouvez facilement partager tous les fichiers de fabrication que vous avez générés avec votre fabricant. Ce dernier peut ensuite accéder aux fichiers partagés directement via Altium Designer ou par son navigateur Web grâce à la plateforme sécurisée d'Altium 365.

Quelles que soient les extensions de fichiers Gerber que vous préférez ou les exigences de votre fabricant, vous pouvez rapidement générer un ensemble de fichiers de fabrication standardisés à l'aide des outils de conception et de fabrication de circuits imprimés d'Altium Designer®.

La fonctionnalité Output Job automatise la génération de fichiers de fabrication et élimine les erreurs dans votre documentation.

Lorsque vous avez terminé votre conception et que vous souhaitez transmettre des fichiers à votre fabricant, la plateforme Altium 365™ vous permet de collaborer et de partager vos projets avec une grande facilité.

Tout cela n'est qu'un aperçu des possibilités offertes par Altium Designer sur Altium 365. Vous pouvez consulter la page produit pour obtenir une description plus détaillée des fonctionnalités ou visionner l’un des webinaires à la demande.