Quel format de fichier PCB convient à votre PCB ?

Introduction

Pour travailler efficacement sur une chaîne de conception, de fabrication et d'assemblage, il est essentiel de choisir le format de fichier PCB. Gerber et IPC-2581 sont deux formats largement utilisés dans le développement de circuits imprimés. Cet article du blog PCBTok explique en détail leur fonctionnement et leur utilisation. L'utilisation de ces formats permet de rationaliser la production et de simplifier la communication avec les fabricants.

Qu'est-ce qu'un fichier PCB ?

Le fichier PCB contient des informations essentielles sur les différentes couches du circuit imprimé, ainsi que les données relatives aux sérigraphies recto et verso. Ces fichiers définissent la conception des circuits imprimés et sont utilisés par les fabricants pour l'impression physique. Ils sont ensuite fournis par les ingénieurs lors de la commande de circuits imprimés. Le format le plus courant est Gerber . Ces fichiers sont indispensables à la fois pour la fabrication et les tests. Toutes les informations nécessaires à la fabrication d'un circuit imprimé se trouvent dans les fichiers PCB. Sans eux, la création d'un circuit imprimé serait impossible. Ils sont essentiels à une fabrication de circuits imprimés fiable et conforme aux normes.

Choix de formats de fichiers PCB courants

Un format de fichier PCB est choisi avec succès et la fabrication et la conception restent précises. Découvrons les formats de fichiers courants ainsi que d'autres options et parlons de la manière dont ces formats affectent la production de PCB.

Fichiers Gerber

Ce sont les fichiers Gerber, le format le plus courant pour les circuits imprimés. Chaque couche d'un circuit imprimé possède un motif : perçage, cuivre, masque de soudure et sérigraphie . Les fichiers Gerber sont faciles à lire et indispensables à la fabrication. Ils fournissent également des données de perçage et des trajectoires d'outillage précieuses pour un assemblage précis. Impossible de fabriquer un circuit imprimé sans eux.

CIB-2581

Ces fichiers contiennent des données de fabrication précieuses, notamment les couches de cuivre et les masques de soudure. L'autre face présente également les détails de la sérigraphie. La norme IPC-2581 est ouverte, ce qui simplifie le partage de conception entre les équipes. Aucun problème de compatibilité n'est à craindre : elle fonctionne avec différents systèmes et contribue à un flux de production optimal pour les circuits imprimés. Les concepteurs l'utilisent pour un échange de données précis, tandis que les fabricants s'en servent pour l'assemblage. Elle propose une méthode de fabrication unifiée pour les circuits imprimés et couvre tous les détails nécessaires. Largement adoptée par l'industrie, la norme IPC favorise également des processus plus rapides et plus efficaces.

ODB++

Ce format contient toutes les informations nécessaires à votre conception. Les couches de cuivre et les masques de soudure en font partie. Ces fichiers incluent également des détails de sérigraphie. De plus, ODB++ est un standard ouvert, ce qui facilite le partage de données et garantit une compatibilité optimale. Il fonctionne parfaitement sur différents systèmes et contribue à la précision de vos conceptions. L'utilisation d'ODB++ permet un gain de temps considérable, tant pour le concepteur que pour le fabricant. Il s'avère particulièrement utile pour les projets de circuits imprimés de grande envergure.

Fichier de données de conception de PCB

Il donne une explication des configurations de PCB dans le logiciel EDA. Ce fichier contient toutes les informations nécessaires. Les couches de cuivre et les masques de soudure le composent. Les couches de sérigraphie sont également incluses dans les données. Vous devez disposer de fichiers précis pour fabriquer correctement. Vous ne pouvez pas, sans eux, produire des PCB correctement. Des fichiers de données complets, quant à eux, garantissent la précision de l'assemblage. Et ils sont nécessaires, ils sont indispensables pour que la fabrication des PCB soit réussie. Ce sont ces fichiers dont vous avez besoin pour vos conceptions précises. Ils permettent non seulement de gagner du temps, mais aussi de réduire les erreurs.

Fichiers de bibliothèque CAO PCB

Il contient des données pour les composants courants. Avec ces fichiers, vous pouvez concevoir des PCB plus rapidement. Les empreintes des différentes pièces sont incluses. Il est facile de trouver les composants dont vous avez besoin. Cela vous fait gagner du temps lorsque vous créez des PCB complexes. Vous n'avez pas besoin de fabriquer des pièces à partir de zéro. Ces fichiers permettent de garantir la précision de vos conceptions. De plus, la compatibilité entre les logiciels EDA peut être obtenue grâce à leur aide.

Format de fichier de traceur HPGL (PLT)

Le format de ce fichier vous aidera à partager facilement les données de fabrication des PCB. Avec IPC, les fichiers PLT incluent les informations clés. On y trouve des couches de cuivre, des masques de soudure et des détails de sérigraphie. Il est facile de partager vos conceptions. Il n'y aura aucun problème de compatibilité. Nous avons constaté qu'un format fonctionne bien avec différents systèmes. Avec les fichiers PLT, c'est plus facile pour les concepteurs et les fabricants.

Fichiers nécessaires pour créer un PCB

Pour créer un circuit imprimé, vous avez besoin de certains fichiers clés pour réussir la conception, la fabrication et l'assemblage. Je vais essayer de couvrir les types de fichiers dont vous avez besoin : IPC-2581, Gerber, ODB++.

CIB-2581

La qualité et la continuité dans le secteur de l'électronique sont garanties par les normes IPC. L'Association des industries de l'électronique (ACI) en est l'organisme responsable. L'une de ces normes est l'IPC-2581, également appelée IPC-DPMX. Elle fournit un format unique pour les données de conception, facilitant ainsi leur partage avec les fabricants. L'IPC-2581 utilise un schéma XML . J'ai trouvé ce schéma particulièrement utile pour décrire les circuits imprimés et les produits assemblés. Il inclut toutes les informations nécessaires à l'inspection et à l'outillage. Le respect de la norme IPC-2581 assure une production de circuits imprimés fiable et efficace.

Pour la fabrication

• Empiler - Il comprend la configuration des couches PCB pour toutes les couches de signal, de masque de soudure et de sérigraphie.
• netlist - qui sont utilisés pour s'assurer que Composants PCB et les traces sur le PCB sont bien connectées.
• Informations sur les composants - pour aider à clarifier les noms des composants, les valeurs, les fiches techniques et les références de nomenclature.
• Bibliothèque d'empreintes - placement précis des composants lors de la fabrication du PCB.
• Instructions et dessins - plus précisément, ces documents comprennent des dessins détaillés de fabrication, des dessins de perçage et de masquage.
• Instructions supplémentaires – autres directives spécifiques concernant le masque de soudure, le masque en pâte, etc.

Pour l'assemblage

• Liste de connexions – connectivité électrique adéquate de la carte pour un assemblage correct.
• Fichier centroïde – composantes coordonnées XY, rotation et côté.
• Nomenclature – tous les composants, numéros de pièces et quantités sont répertoriés.
• Résultats des points de test – ceux-ci servent au contrôle qualité ainsi qu’à la confirmation de la fonctionnalité électrique.
• Sérigraphie inférieure – informations de marquage complémentaires.

Autres fichiers nécessaires

• Classe PCB -les qualité du circuit imprimé.
• Détails de l'empilement - après quoi, les couches de PCB seront organisées et ordonnées.
• Épaisseur totale du panneau- épaisseur totale du PCB.
• Détails du masque de soudure - il s'agit d'un matériau de masque de soudure et d'une méthode d'application.
• Spécifications de la sérigraphie – ces spécifications d'impression concernaient les marquages ​​et les étiquettes des composants sur le PCB.
• Détails de l'impédance par couche – impédance caractéristiques des couches du PCB.
• Détails de découpe - toutes les découpes dans la conception du PCB peuvent avoir des dimensions et des emplacements.
• Tableau de forage – trous à percer, dimensions et emplacements.
• Numéro de version et date - retour sur l'historique des révisions de conception des PCB.

Fichiers Gerber

Il s'agit de la solution de fabrication de circuits imprimés la plus courante. Ces fichiers servent à créer des films pour chaque couche grâce à des phototransformateurs . Cependant, ils ne présentent que des images 2D, sans règles de conception ni connectivité réseau. Les fichiers Gerber ne contiennent aucune bibliothèque de composants. Néanmoins, ils permettent aux machines de placer les couches de cuivre et de vernis épargne avec une grande précision. Il en existe deux types.

· Norme Gerber

Le format de fichier RS-274-D, désormais obsolète, est un format ancien. Il était initialement conçu pour les traceurs vectoriels, des outils de commande numérique 2D. Il s'agit d'un format ASCII simple , utilisant les coordonnées X et Y. Les données d'une couche sont réparties sur deux fichiers.

· Gerber étendu

Un format de fichier pour les données de routage de circuits imprimés . Il utilise un nouveau format qui améliore le RS-274 d'origine. Lancé en 1998 et développé par Gerber Systems, ce format corrige également les limitations du RS-274. La version actuelle est le « Gerber RS-274X ». L'ajout de métadonnées a commencé en 2014. Les fichiers X2 sont des fichiers avec attributs, tandis que les fichiers X1 n'en possèdent pas.

Pour la fabrication

• Empiler – ordre des couches du circuit imprimé.
• Fichier de forage Excellon - codes et coordonnées des outils de perçage.
• Liste des outils de forage - les outils nécessaires pour percer.
• Couches de cuivre - les traces conductrices sur PCB en polarité positive sont définies par ceci.
• Solder Mask – données des couches de masque de soudure supérieure et inférieure.
• Couches de sérigraphie – pour les désignateurs de référence et les marquages ​​d'identification.
• Contour de la carte et couches de fraisage – la forme de la planche, ses dimensions et ses découpes.
• Liste des ouvertures/codes D - pour interpréter les fichiers Gerber non conformes.
• Domaines d'application de la pâte à souder – comment fabriquer des pochoirs pour appliquer de la pâte à souder.
• Fichiers DXF/DWG – données CAO supplémentaires pour référence dans la mise en page..
• Instructions spéciales – comme des directives spécifiques telles qu’éviter les calques en miroir.

Pour l'assemblage

• Liste de connexions – détails de la connectivité électrique.
• Fichier centroïde – localisation et orientation des composants.
• Nomenclature (BOM) – tous les numéros de pièces, quantités et composants.
• Résultats des points de test – d’effectuer des contrôles de qualité ainsi que certaines vérifications électriques.
• Sérigraphie inférieure – informations de marquage.

Autres fichiers nécessaires

• Matériaux PCB à utiliser – les types de matériaux nécessaires à la fabrication de circuits imprimés.
• Nombre de trous et tailles correspondantes – il était basé sur le nombre total de trous et sur des diamètres particuliers.
• Ségrégation PTH/NPTH – Il distingue trous métallisés (PTH) à partir de trous non métallisés (NPTH).
• Finition de surface - utilisé dans la protection et la conductivité, un revêtement appliqué sur la surface du PCB.
• Instructions de forage – comment percer un PCB avec précision.
• Besoins en forage secondaire – toutes opérations de forage supplémentaires nécessaires à la suite de l’opération de forage principale.
• Dimensions de la bague annulaire – l’anneau de cuivre autour de chaque trou qui sert à la connexion électrique, la largeur étant la même pour tous.
• Exigences en matière de panélisation – disposition et organisation d’une pluralité de cartes en vue d’une fabrication sur un seul panneau.

Fichiers ODB++

Format de partage de données de conception. Il est utile pour échanger facilement des données de CAO et de FAO. Les données sont stockées dans plusieurs fichiers au sein d'une structure de dossiers par ODB++. Elles sont facilement organisées et faciles d'accès. Pour plus de commodité, vous pouvez compresser tous les fichiers en un seul. Ce format contient l'empilement, la nomenclature et le placement des composants. Il est facile à utiliser en combinaison avec de nombreux outils EDA, et parce qu'il est largement utilisé dans la fabrication de PCB. ODB++, comparé à l'ancien format Gerber, réduit les erreurs et les interprétations erronées pendant le processus de production.

Pour la fabrication

• Données d'image – ils sont utilisés comme représentation visuelle de référence de la disposition des circuits imprimés.
• Informations sur les composants – des détails tels que les numéros de pièces et les spécifications des composants.
• EDA/Données – Données d’automatisation de conception électronique pour un traitement efficace.
• Liste de connexions CAO – de telles connexions électriques entre les composants de la conception.
• Informations sur les exercices – telles que les tailles de trous et les emplacements pour les exigences de perçage.
• Informations d'acheminement – Il s’agit d’informations sur les chemins empruntés par les connexions électriques entre les composants.
• Empilement – ordre et disposition différents des couches de PCB.

Pour l'assemblage

• Liste de connexions – informations sur les connexions électriques entre les différents composants.
• Fichier Centroïde – Informations annexes pour chaque composant, coordonnées XY, rotation.
• Nomenclature (BOM) – tout, y compris les numéros de pièces et les quantités nécessaires pour le PCB.
• Résultats des points de test – le PCB a utilisé ces paramètres pour vérifier la fonctionnalité électrique et fournir des informations pour le contrôle qualité.
• Sérigraphie du bas – informations qui marqueraient le côté inférieur du PCB pour la référence de routage de l'assemblage.

Autres fichiers nécessaires

• Matériaux PCB – types de matériaux qui doivent être utilisés dans la fabrication du PCB.
• Nombre et taille des trous – emplacement des composants, tailles des trous de connexion et nombre requis.
• Ségrégation PTH/NPTH – Pour plus de clarté dans la fabrication, séparation des trous métallisés (PTH) et des trous non métallisés (NPTH).
• Finition de surface - utilisé comme revêtement de protection et de soudabilité appliqué sur la surface du PCB.
• Guides de perçage – spécifications et instructions pour le perçage du nom du PCB.
• Besoins en forage secondaire – toutes les exigences de forage supplémentaires au-delà du processus de forage principal.
• Dimensions de la bague annulaire – les anneaux annulaires autour des trous plaqués nécessitaient toujours certaines mesures pour une soudure correcte.
• Exigences en matière de panélisation – règles pour organiser plusieurs PCB sur un seul panneau.

Fichiers Gerber vs fichiers ODB++

C'est ici que nous devons décider quel format de fichier utiliser, s'il s'agit de fichiers Gerber ou ODB++. Chacun a ses propres avantages et inconvénients. Cependant, ces différences vous permettent de faire des choix pour vos projets PCB afin d'obtenir un meilleur produit.

Choisissez le format de fichier adapté à vos besoins

La première chose à faire est de vérifier ce qui est compatible avec vos appareils et avec les logiciels que vous possédez déjà, pour éviter des problèmes critiques lors de l'accès ou du partage de fichiers. Ces formats vous aident à prioriser la sécurité et l'intégrité des données en trouvant ceux qui prennent en charge le cryptage et la validation, et ce que disent vraiment vos données ! Hydratez également la taille du fichier : choisissez des formats qui se compressent bien sans compromettre la qualité de l'image, en particulier si vous avez des fichiers volumineux ou limités en espace où la qualité de l'image doit être élevée. En fonction de votre projet, vous devez choisir des fichiers haute résolution comme PNG ou SVG pour les publications imprimées, la qualité et la résolution étant cruciales. Faites également votre chemin vers l'interopérabilité pour compléter avec des formats complémentaires (CSV serait parfait pour fonctionner avec différentes applications) qui vous permettent de partager et d'afficher vos projets sur différentes plateformes plus facilement.

FAQ à propos de Format de fichier PCB

• Puis-je envoyer des fichiers Gerber directement pour l'assemblage de circuits imprimés ?

Pour l'assemblage de circuits imprimés, vous ne pouvez pas envoyer uniquement des fichiers Gerber. Il s'agit uniquement des données de fabrication d'un fichier Gerber. Les informations d'assemblage n'apparaissent pas dans ces fichiers. Elles ne contiennent pas de détails importants tels que la manière dont les composants sont placés. Vous avez également besoin d'autres fichiers pour l'assemblage. Vous y trouverez des données de prélèvement et de placement, des bibliothèques de composants, etc. Vous avez besoin d'une nomenclature.

• Quel est le meilleur format de fichier pour la fabrication de circuits imprimés HDI ?

Pour la fabrication de circuits imprimés HDI, veuillez utiliser le format ODB++. Il offre une représentation détaillée du design et permet un meilleur contrôle des éléments tels que les microvias . Vous pouvez également utiliser les fichiers Gerber, largement acceptés par les fabricants de circuits imprimés. Les calques y sont représentés par des graphiques vectoriels. Leur compatibilité avec de nombreux systèmes en fait un format idéal. Pour un résultat optimal, utilisez les deux formats.

• Comment convertir des données Gerber en formats PDF ou image ?

Il est facile de convertir des données Gerber en PDF. Nous avons d'abord besoin d'une routine qui les lit. Nous aurons une structure spécifique pour ces données. Ensuite, écrivons ces données au format PDF avec une routine. Pour la fabrication, nous avons des fichiers Gerber. Vous pouvez les convertir en PDF ou en formats d'image comme PNG. Vous pouvez utiliser des outils de visualisation CAM payants ou gratuits pour cela. Les couches Gerber doivent être affichées dans des formats graphiques à l'aide de ces outils. Certains logiciels de conception de PCB disposent également d'une conversion Gerber en PDF. Mais cela rend le partage et la documentation vraiment faciles.

• Puis-je importer directement des fichiers Gerber dans un outil de conception de PCB ?

La plupart des outils de conception de circuits imprimés ne peuvent pas importer directement des fichiers Gerber. Mais ils nécessitent des formats de fichiers natifs propriétaires pour les modifier. Pour la fabrication, pas pour la conception, les fichiers Gerber. Mais certains outils peuvent obtenir le fichier au format Gerber pour l'utiliser comme référence. Par exemple, Eagle dispose d'une fonction de mise à niveau. Cette fonctionnalité vous permet d'importer des données Gerber pour validation.

• Quelles extensions de fichiers sont utilisées pour les fichiers Gerber ?

Les extensions de fichier standard des fichiers Gerber sont .GBR et .GB. D'autres extensions peuvent également être utilisées. Tout dépend du logiciel de conception de circuits imprimés que vous utilisez. Il est toujours utile de vérifier les extensions prises en charge par votre logiciel. Il est important d'utiliser une extension appropriée pour votre compatibilité. Assurez-vous que vos fichiers sont enregistrés correctement.

• Quelles sont les meilleures pratiques lors de la génération de fichiers Gerber ?

Commencez par configurer les options de vos fichiers lors de la génération des fichiers Gerber. Vous devez d'abord obtenir ces fichiers. Le fabricant les utilise pour créer les couches du circuit imprimé qu'il fabriquera pour vous. Pour ouvrir la fenêtre de configuration d'exportation, sélectionnez Fichier > Exporter. Dans le menu déroulant, choisissez Fabrication. Les ouvertures du code D sont automatiquement définies dans ce format. Pour les couches éligibles aux propriétés Gerber, cliquez dans la fenêtre des propriétés Gerber. Incluez le contour de toutes les couches de cuivre. Vous pouvez également inclure les couches de sérigraphie et de masque de soudure. Pour les unités, sélectionnez le système impérial (Mil) et deux chiffres avec quatre décimales. Votre fabricant de circuits imprimés vous recommande la méthode de surdimensionnement du masque de soudure. Suivez ses instructions. Enfin, indiquez l'emplacement d'enregistrement des fichiers. Il s'agit généralement du même dossier que votre fichier de conception.

Conclusion

Cela inclut les normes Gerber et IPC-2581, que vous avez abordées dans cet article. Vous y avez appris comment le format approprié permet d'améliorer l'efficacité de la conception, de la fabrication et de l'assemblage . Que cela vous ait ou non aidé à comprendre le rôle de chaque format dans la rationalisation de la production et une bonne communication avec les fabricants, nous vous en sommes reconnaissants. Le choix du format de fichier adéquat est essentiel à la réussite du développement de circuits imprimés.