Une usine fabrique à partir de fichiers, pas à partir de votre projet de conception. Ce que vous exportez est ce que vous obtenez, donc l'exportation est une étape de la conception, pas une formalité après coup. Cet article indique ce que chaque fichier doit contenir, comment l'exporter depuis les outils courants et ce qui pose le plus souvent problème.
Les fichiers, un par un
Fichiers Gerber (les images du cuivre, du vernis épargne et de la sérigraphie)
Un fichier Gerber est une image 2D d'une couche. Vous envoyez un fichier par couche :
- chaque couche de cuivre (face supérieure, face inférieure et chaque couche interne),
- le vernis épargne supérieur et inférieur (les ouvertures où le cuivre reste à nu),
- la sérigraphie supérieure et inférieure (le texte et les contours imprimés),
- la pâte à souder supérieure et inférieure, si le pochoir est fabriqué à partir de vos fichiers,
- le contour de la carte.
Utilisez le format actuel, RS-274X (Gerber étendu), ou sa variante plus récente Gerber X2, qui peut indiquer la fonction de la couche dans le fichier. L'ancien format sans ouvertures intégrées (RS-274D) n'est pas accepté. Vérifiez que les unités du fichier et le nombre de décimales sont définis dans le fichier. Un fichier lu dans une mauvaise unité apparaît dix ou vingt-cinq fois trop grand ou trop petit.
Le dessin sépare une carte en les couches qui deviennent des fichiers. Chaque fichier est l'image d'une seule couche.
- Sérigraphie : les contours et repères imprimés, tenus à l'écart des pads.
- Pâte à souder : l'endroit où le pochoir laisse passer la pâte. Ses ouvertures sont uniquement sur les pads.
- Vernis épargne : le revêtement. Le fichier montre où il est ouvert, pas où il est présent, donc les ouvertures sont au niveau des pads.
- Cuivre : les pads, les pistes et l'anneau autour d'un via. Il y a un fichier pour chaque couche de cuivre. Une seule est dessinée ici.
- Perçage : la position et la taille de chaque trou. C'est une liste de trous, pas une image.
- Contour : une forme fermée unique pour le bord de la carte, avec les découpes et les fentes comme formes distinctes.
Sur un pad, ces fichiers se rejoignent. Cette coupe montre une paire de pads et les trois couches qui les touchent, ce qui explique pourquoi ce sont des fichiers séparés.
- Le pad est en cuivre, issu du fichier de cuivre.
- L'ouverture du vernis épargne est plus grande que le pad, donc un anneau de carte nue apparaît autour du cuivre.
- Le vernis épargne entre deux pads est un pont étroit. S'il est trop fin pour tenir, il est perdu et la soudure peut relier les pads.
- L'ouverture du pochoir, issue du fichier de pâte, est un peu plus petite que le pad, donc la pâte se dépose à l'intérieur.
- La sérigraphie se trouve sur le vernis épargne, à l'écart des pads. De l'encre sur un pad empêche la soudure.
Fichiers de perçage
Les données de perçage indiquent la position et le diamètre de chaque trou, en général au format Excellon. Envoyez les trous métallisés (vias, trous de composants) et les trous non métallisés (trous de fixation) séparément, ou assurez-vous que le fichier indique lesquels sont lesquels. Les fentes doivent se trouver dans le fichier de perçage ou dans le fichier de contour sous une forme que l'usine peut lire. Indiquez-le dans une note si vous n'êtes pas sûr.
Le contour de la carte
Le contour est un tracé fermé unique qui décrit le bord de la carte. Les découpes internes sont des tracés fermés distincts. Un contour qui n'est pas fermé, ou qui est dessiné sur plusieurs couches, est une cause fréquente de questions. Dessinez-le sur sa propre couche, avec une seule largeur de trait.
Le BOM
Un tableau des composants : les repères de référence (R1, C4, U2), la quantité, la valeur, l'empreinte, ainsi que le fabricant et la référence fabricant. Rédiger un BOM qu'une usine peut acheter traite ce sujet en détail.
Le fichier de placement
Aussi appelé fichier pick-and-place ou fichier de centroïdes. Pour chaque repère de référence : la position X et Y, la rotation et la face sur laquelle le composant se trouve. Deux pièges sont courants. L'origine peut différer de l'origine Gerber, et la rotation d'une empreinte peut suivre une convention différente de celle que la bibliothèque machine utilise. Un bon BOM avec un mauvais fichier de placement donne tout de même de mauvaises cartes, et l'usine ne peut pas le détecter sans image, donc envoyez aussi un dessin d'assemblage ou un PDF de chaque face.
Exportation depuis les outils courants
Les noms de menus changent entre les versions, donc considérez ceci comme une carte, pas comme un manuel.
| Outil | Gerber et perçage | Fichier de placement | BOM |
|---|---|---|---|
| KiCad | Boîte de dialogue Plot dans l'éditeur de PCB (File, Fabrication Outputs, Gerbers), puis Generate Drill Files | File, Fabrication Outputs, Component Placement | Exportation depuis l'éditeur de schéma. Ajoutez d'abord les champs fabricant et référence aux symboles |
| Altium Designer | File, Fabrication Outputs : Gerber Files et NC Drill Files | File, Assembly Outputs : Generate pick and place files | Reports, Bill of Materials |
| Eagle (et l'éditeur électronique Fusion) | CAM Processor avec un travail Gerber et un travail Excellon | ULP ou script qui écrit une liste de placement | ULP ou exportation du BOM |
| EasyEDA | Export, PCB Fabrication File (Gerber) | Export, Pick and Place File | Export, BOM |
Après l'exportation, ouvrez les fichiers dans un visionneur Gerber qui ne fait pas partie de votre outil de conception, et comparez ce que vous voyez avec la conception. Un visionneur gratuit suffit. Cette seule étape détecte la plupart des erreurs ci-dessous.
Les dix erreurs de fichier les plus courantes
- Une couche est manquante. Par exemple le vernis épargne inférieur, ou le fichier de perçage, ou une couche interne.
- Le contour est ouvert ou au mauvais endroit. L'usine doit deviner le bord de la carte.
- Mauvaises unités ou mauvaise échelle. La carte apparaît à la mauvaise taille.
- La face inférieure est en miroir. Certains réglages d'exportation mettent les couches inférieures en miroir, et un mélange de couches en miroir et non en miroir dans un même jeu donne une carte dont le cuivre inférieur ne correspond ni à son vernis épargne inférieur ni à ses trous de perçage. Exportez toutes les couches avec les mêmes réglages et regardez le résultat dans un visionneur.
- Les trous ne tombent pas sur leurs pads. Le fichier de perçage utilise une origine ou un format différent de celui des fichiers Gerber.
- Pistes ou espaces plus fins que ce que le procédé permet. Chaque fabricant a un minimum pour la largeur de piste, l'espacement, le diamètre de perçage et l'anneau annulaire (l'anneau de cuivre autour d'un trou).
- Cuivre trop proche du bord de la carte. Le détourage du bord de la carte entame le cuivre trop proche.
- Sérigraphie sur les pads. Le texte sur un pad est retiré, ou l'encre sur un pad empêche la soudure de mouiller.
- Pas de vernis épargne entre les pads à pas fin. Le pont de vernis épargne entre les pads peut être trop fin pour tenir et est omis, ce qui favorise les ponts de soudure.
- Le BOM et le fichier de placement sont en désaccord. Un repère de référence est dans l'un et pas dans l'autre, ou l'empreinte dans le BOM n'est pas l'empreinte sur la carte.
Nommez les choses pour que personne n'ait à deviner
Utilisez des noms de fichiers clairs ou une archive unique dans laquelle chaque fichier a la couche dans son nom ou son extension. Joignez un bref fichier readme avec l'épaisseur de la carte, le nombre de couches et la finition souhaitée, ainsi que ce que vous souhaitez pour tout élément inhabituel : doigts dorés, vias aveugles, impédance contrôlée.
Ce qu'une vérification des fichiers peut et ne peut pas vous dire
Une vérification automatisée peut lire les fichiers et trouver ce qui manque, ce qui est incohérent ou ce qui est hors procédé : un contour ouvert, une couche en miroir, un trou sans son pad. Elle ne peut pas dire si le circuit fonctionne, si le composant que vous avez choisi est le bon, ou si le schéma correspond à la carte. Cela reste votre travail et celui de votre revue de conception.
Comment cela se présente lorsque vous commandez ici
Téléversez une archive unique sur la page de téléversement. Ce que couvre la vérification est indiqué sur la page de vérification des fichiers. Les 25 vérifications sont nommées en langage clair dans le résultat, avec le nombre d'emplacements où chaque problème se produit et la limite par rapport à laquelle il a été mesuré. Les limites en vigueur sont sur la page des capacités. Si une vérification n'a pas pu s'exécuter, par exemple parce que les fichiers d'assemblage ne sont pas encore téléversés, le résultat l'indique au lieu d'afficher une marque verte. Un ingénieur confirme chaque commande avant la production.
Pour la liste des erreurs de conception organisée par vérification, lisez Conception pour la fabrication : les erreurs que nous voyons.