Guía de Archivos Gerber: Domina el Diseño de PCB para Principiantes

En consultas frecuentes surgen dudas sobre el archivo Gerber.

¿Cómo convertir Eagle a Gerber?
¿Cómo generar Gerber?
¿Qué es un archivo de extensión?

Hemos preparado una guía para encontrar respuestas y convertirse en experto. Empecemos.

1. Vector de Circuito Impreso en Archivo Gerber

1.1 Qué son los Circuitos Impresos (PCB)

Principalmente, los PCB son placas de material aislante resistente sobre las que se montan circuitos para componentes electrónicos (resistencias, CIs, capacitores).

Los circuitos se dibujan con tiras finas de material conductor como cobre, superpuestas con capas adicionales de circuitos o material aislante.

Como se noted, son el marco de casi toda la electrónica moderna. Por eso necesita conocerlos bien.

La invención de PCB y CI fue el avance revolucionario que redujo el tamaño de la electrónica moderna.

1.1.1 ¿Necesita PCB?

Aunque los primeros usos de PCB se remontan a 1936 (Harper, 2004), es difícil imaginar cualquier dispositivo/proyecto electrónico comercialmente viable moderno que no use PCB. Quizás también haya notado que los PCB son la columna vertebral de casi todos los dispositivos electrónicos modernos. Así que, si quiere aprender electrónica o producirla, inevitablemente necesitará aprender sobre PCB.

1.2 Qué Significa "Gerber" o "Formato de Archivo Gerber"

Según UCAMCO (empresa que posee los derechos del formato Gerber), un "formato de archivo Gerber" es un estándar de facto para almacenamiento o transferencia de datos de diseño de PCB.

También se describe como un formato vectorial ASCII abierto para representar imágenes binarias 2D. El archivo Gerber describe y comunica los componentes de una imagen de PCB: número de capas de cobre, máscaras de soldadura, y muchos otros atributos. Los archivos Gerber también actúan como archivos de entrada para dispositivos de impresión de PCB como fotoplóteres y máquinas de Inspección Óptica Automática (AOI) para imprimir o comparar imágenes de circuitos.

1.2.1 Formatos Gerber

Tres generaciones de Gerber:

• Gerber Estándar (RS-274-D) – la forma más antigua
• Gerber Extendido (RS-274X)
• Gerber X2 – el más nuevo

Más sobre estos formatos en el capítulo 3. Ahora, entendamos definiciones básicas.

1.3 Donde Gerber Encuentra a los PCB

Hemos cubierto detalles esenciales de PCB y su importancia. También explicamos la esencia de archivos Gerber. Era prominente que los archivos Gerber son los bocetos de software usados para comunicar información sobre la composición de circuitos. Difieren en que aplicaciones de software manejan archivos Gerber, mientras los PCB montan componentes electrónicos.

Los capítulos siguientes discutirán composiciones de archivos Gerber, métodos de manipulación.

Nota:

► Un punto importante: los circuitos impresos originalmente no se fabricaban con ayuda de software CAD o CAM. Es lógico concluir que los PCB no se limitan a circuitos dibujados desde software CAM.

Con el aumento del uso de PCB surgió la demanda de estándares que guiaran su producción. Gerber surgió como estándar para facilitar el desarrollo de PCB. Entendamos qué define un "Gerber".

► En 2014, UCAMCO declaró el Gerber Estándar como "técnicamente obsoleto" y dio preeminencia al Gerber Extendido. Porque las definiciones de apertura del Gerber Estándar no estaban estandarizadas.

2. El Archivo Gerber

2.1 Qué es un Archivo Gerber

Un archivo Gerber contiene información que guía la producción de un PCB. El formato Gerber es un estándar de facto que define imágenes binarias 2D usando formato vectorial ASCII abierto.

Los archivos Gerber modernos también pueden incluir metadatos (datos sobre otros datos constituyentes) como máscara de soldadura, leyenda/seda, número de capas de cobre, entre otra información de impresión relevante.

Los PCB se fabrican a partir de datos Gerber 274-X y archivos de taladro NC; cada archivo Gerber corresponde a una capa en la placa física: superposición de componentes, capa de señal superior, inferior, capas de máscara de soldadura, capas internas, etc.

Por las muchas versiones de archivos PCB en uso, requerimos a clientes un conjunto completo de archivos Gerber y taladro NC para evitar conflictos de versión.

Al enviar archivos Gerber para presupuesto o pedido, es útil tener un archivo de texto simple que acompañe a los datos explicando requisitos que no aparecen en los Gerber.

Información importante no fácilmente identificable: colores de máscara de soldadura y seda, requisitos de panelización, acabado de pads, grosor de placa, peso de cobre.

También requisitos especiales o características como ranuras o recortes. Colocar detalles en una capa mecánica es buen lugar, o en archivo de texto.

Un diálogo de configuración Gerber proporciona herramientas para configurar completamente las opciones de salida de archivos Gerber.

En su inicio, Gerber surgió como estándar para guiar la producción de circuitos entre ingenieros. Al definir un estándar abierto, tenía alta generalidad y baja particularidad: no imponía directrices fijas que restringieran la producción de PCB. Por eso fue adoptado fácilmente por diseñadores e ingenieros, impulsando su popularidad.

2.1.1 Por Qué Debería Importarle Gerber...

En 2015, UCAMCO estimó que ~9 de cada 10 producciones de PCB se presentan en formato Gerber. Con el aumento de dispositivos electrónicos, aumenta la producción de PCB. Esto genera un empuje constante para mejoras en archivos Gerber. Estudiar Gerber puede hacer sus habilidades relevantes para PCB.

2.2 Visor de Archivos Gerber

Un visor de archivos Gerber es una aplicación que ayuda a ver el contenido de un archivo Gerber. Existen variedad de herramientas de visualización.

Algunas funcionan por instalación (software tradicional), pero la mayoría funcionan online sin instalación. Permiten subir archivos y verlos online.

2.2.1 Características Clave para Visores Gerber

Para elegir un buen visor, considere:

1. Soporte de formatos actualizados: debe soportar formatos modernos populares como HPGL/HPGL-2 y Excellon.
2. Precisión en visualización: debe incluir zoom y mediciones de precisión para revisar circuitos y corregir errores fácilmente.
3. Amplia compatibilidad con impresoras: compatible con variedad de impresoras, con opciones de impresión para cada una.

2.2.2 Mejores Herramientas Visor Gerber

De todas las herramientas disponibles, estas tres son las mejor valoradas:

2.2.3 Visor Gerber Online

Custom PCB puede ser un reto. Este artículo le guiará por cinco formas básicas para conseguir el mejor PCB. El Visor Gerber Online es una herramienta gratuita que permite ver y comprobar errores en archivos Gerber online. Ligera: no necesita instalación ni ordenador con gran memoria o procesamiento.

Compatible con Gerber274X y Excellon 1 y 2. Permite zoom para comprobar errores de diseño.

Otra razón para amar el Visor Online: no restringe uso solo a usuarios registrados como otros visores.

2.3 Visor Gerber EasyEDA

EasyEDA es un visor Gerber online genial, con casi todas las funciones del Visor Online. Pero a diferencia de este, EasyEDA permite ver capas de un PCB subido/importado, hacer zoom y elegir color para los PCB.

También tiene funciones estadísticas para comparar formas y tamaños de agujeros y dimensiones de la placa. Al terminar, ofrece opción de compartir archivos mediante URL.

2.4 Visor Gerber Numerical Innovation

Numerical Innovation es simplemente genial. Cumple todas las características destacadas como importantes para un visor ideal. ¿Busca claridad? Comprobado. ¿Capacidad de zoom? Comprobado. ¿Compatibilidad de archivos? Comprobado. La experiencia es fluida. Archivos generados por Eagle y Altium de Seed Studio son muy fáciles de usar. Para principiantes, herramienta indispensable.

En el siguiente capítulo veremos extensiones de archivo Gerber y luego cómo manipular archivos Gerber.

3. Extensiones de Archivo Gerber (.gbr /.GBR)

Principalmente, el archivo Gerber se asocia con la extensión ".gbr" o ".GBR". Otras extensiones como ".GBX", ".Top", ".BOT" también se usan.

Incluso la extensión ".gbr" no es exclusiva de PCB Gerber. A veces software de edición de imágenes como GIMP la usa para archivos de pincel.

3.1 Por Qué Tal Variedad

Recuerde las tres generaciones de formato Gerber. Ahí está la historia de las extensiones. Empecemos:

3.1.1 Gerber Estándar (RS-274-D)

Forma más antigua, diseñada por Gerber Systems Corp como formato Control Numérico (NC) para mover fotoplóteres de los 60 y 70. Soportaba capacidades básicas de trazado. No definía claramente coordenadas y márgenes (Electronic Industries Association, 1979).

Con el tiempo, el Gerber Estándar se volvió impopular y fue revocado por sus desarrolladores en 2014. Aun así, fue responsable del origen y popularidad de la extensión ".gbr".

3.1.2 Gerber Extendido (RS-274-X o X-Gerber)

Introducido en 1998 por UCAMCO. Usa comandos ASCII legibles por humanos combinados para generar gráficos vectoriales 2D. X-Gerber incorporó metadatos para definir gráficos. Asociado a extensiones ".gbr" y ".gbx".

3.1.3 Gerber X2

Último formato. Incluye mejoras de predecesores. Soporta extensiones extra de vendedores como ".top" y ".bot". Compatible con la mayoría de software CAM moderno.

Ahora que vimos herramientas para ver Gerber, es hora de ensuciarse las manos manipulando archivos Gerber. ¿Listo? En 5, 4, 3, 2, 1…

4. Manos a la Obra con Archivos Gerber

4.1 Crear Archivo Gerber con Eagle 3.55

Esta parte le enseñará paso a paso cómo usar el software de diseño PCB.

1. PCB123
2. Eagle para generar o convertir archivo Gerber y archivo excel.

Elegir fabricante fiable es importante tras su diseño; factores a considerar:

• ¿Puede ayudar a revisar rápidamente problemas en su diseño?
• ¿Cumple requisitos especiales en su diseño?
• Plazo, Calidad, y luego Precio aceptable.

4.1.1 Archivo Gerber

Antes del siguiente paso, necesitará descargar otro archivo de definición: archivo CAM.

EAGLE proporciona un archivo de trabajo CAM que crea su archivo Gerber para placa de 2 capas fácilmente. Siga estos pasos:

Primero, descargue estos archivos:

• eagle to gerber1.doc (39,5 KB)
• Eagle user brochure.pdf (289 KB)
• IPC-a-600.pdf (1,50 MB)

1. Cargue su placa en pantalla.

Desde el Panel de Control Eagle, clic en Archivo/Abrir/Placa y seleccione la placa a usar.

2. Clic en el icono ULP de la barra de herramientas superior.

En el cuadro de diálogo, seleccione el archivo ULP llamado DRILLCFG.ULP del directorio ULP. En segundos, la línea de comandos mostrará "ULP ha finalizado".

3. Clic en el icono del Procesador CAM.

Cargará la pantalla del Procesador CAM. Desde allí, Archivo/Abrir/Trabajo (si pregunta guardar "Trabajo Modificado" responda NO) y seleccione el trabajo CAM llamado GERBER.CAM del directorio CAM, clic OK.

4. Clic en el botón "Procesar Trabajo".

Aparecerán 2 mensajes. Primero: "Eliminar archivo $$$ tras proceso" (archivo dummy que crea EAGLE), clic OK. Segundo: "Más de una capa de señal activa", clic OK. Según tamaño y complejidad, el proceso tarda minutos u horas.

5. Cuando el Procesador CAM se detiene, ha terminado.

Se crean varios archivos con mismo nombre de su placa y extensiones distintas:

• .WHL Archivo Rueda de Apertura. .PLC Pantalla de Seda Lado Componentes
• .CMP Cobre Lado Componentes .STC Máscara Soldadura Lado Componentes
• .SOL Cobre Lado Soldadura .STS Máscara Soldadura Lado Soldadura

Luego comprima en zip los siguientes archivos y envíelos al fabricante de PCB:

Archivos Gerber	Extensión
Capa Superior (cobre)	.GTL
Capa Inferior (cobre)	.GBL
Superposición Superior	.GTO
Superposición Inferior	.GBO
Máscara Pasta Superior	.GTP
Máscara Pasta Inferior	.GBP
Máscara Soldadura Superior	.GTS
Máscara Soldadura Inferior	.GBS
Capa Keep-Out	.GKO
Dibujo Taladro	.GD1
Guía Taladro	.GG1
Capa Plano Interno 1,2,…,16	.GP1, .GP2, … , .GP16

*El archivo GTP no es necesario para fabricación PCB porque se usa para crear plantilla (si su diseño tenía componentes SMD).

4.1.2 Archivos Excellon

(Asegúrese de haber hecho pasos 1 y 2 antes de proceder con archivos Excellon)

• Directamente desde el procesador CAM, clic Archivo/Abrir/Trabajo y seleccione el trabajo CAM llamado EXCELLON.CAM del directorio CAM, clic OK.
• Clic en el botón "Procesar". Comienza generación de archivo EXCELLON. Normalmente solo segundos.
• Al terminar, se crean:

.DRL Archivo Rack Herramientas. .DRD Salida Excellon. .DRI Archivo Info Taladro

ICONOS

Procesador CAM - Programa de Lenguaje de Usuario (ULP)

Añadir Capas al archivo GERBER.CAM existente

(Consulte manual EAGLE 3.55 página 86.)

La primera página enseña a crear todos los archivos Gerber necesarios para placa de 2 caras. Por la demanda de más de 2 capas, añadimos esta parte.

Inicialmente GERBER.CAM genera todas las aperturas para placa de 2 caras. Modificando el proceso Gerber.CAM podemos añadir pasos al procesador CAM para capas adicionales.

Comencemos:

1. Desde panel EAGLE, Archivo/Abrir/Placa, seleccione la placa de interés.
2. Clic en icono Procesador CAM.
3. Archivo/Abrir/TRABAJO, seleccione GERBER.CAM del directorio CAM. Si Eagle pide guardar proceso actual, clic NO.
4. En pantalla del procesador CAM, campo SECCIÓN. Si no visible "Generar archivo rueda", clic flecha abajo y seleccione "Generar Archivo Rueda".
5. En lado derecho, lista de capas. Marque capas adicionales a incluir: capas internas o maybe serigrafía inferior (BPlace y BName). NO DESMARQUE OTRAS CAPAS. Archivo/Guardar Trabajo para guardar. Recomiendo nombre distinto, ej. 4Layer.cam.
6. Flecha abajo en SECCIÓN, seleccione última sección "Máscara Soldadura SOL".
7. Clic en AÑADIR. Eagle pedirá nombre para nueva sección. Cualquiera cómodo, ej. "PLANO POTENCIA INTERNO VCC", "CAPA SEÑAL INTERNA 2", "SERIGRAFÍA INFERIOR". Clic OK.
8. Seleccione capa apropiada para esta sección. Si plano potencia interno (ej. $GND) solo seleccione esa capa. Si serigrafía inferior, marque Dimension, BPlace, BName. Si capa señal regular, combínela con PADs y VIAs. ASEGÚRESE QUE NINGUNA OTRA CAPA ESTÁ MARCADA.
9. Cambie nombre de salida. Use tabla al final de página como ejemplo.
10. Cree nueva sección para cada capa nueva. Repita pasos 7, 8, 9, 10 para cada capa.
11. Vaya a paso 4 en página 1.

Capas	Extensión
Capa Alimentación	Solo capa alimentación ($GND).GND
Capa Señal	Capa señal, Pad, Via.LY3
Serigrafía Inferior	Dimension, Bplace, Bname.PLS

4.2 Exportar Archivos Gerber desde Altium Designer

4.2.1 Generar Gerber

1: Seleccionar menú "Archivo" >> "Salidas de Fabricación" >> "Archivos Gerber"

2: En cuadro de diálogo, especifique parámetros de medición del PCB.

3: Seleccione capas: Para placa 2 capas, desmarque capas G1, G2, G3…

4: Marque "Aperturas Incrustadas" (Embedded Apertures)

5: Confirmando ajustes correctos, clic "OK" para generar Gerber.

4.2.2 Generar Excellon

1: Menú "Archivo" >> "Salidas de Fabricación" >> "Archivos Taladro NC"

2: Ajuste parámetros para que coincidan con los del archivo Gerber y clic "Ok" para generar.

3: Comprima todos los archivos generados en .zip y envíelos para Fabricación.

4.3 Convertir Archivos Gerber (".gbr") a ".pcb"

4.3.1 Qué son Archivos ".pcb"

En resumen, la extensión ".pcb" está asociada a archivos generados por software CAD (Diseño Asistido por Ordenador). Tras diseñar su circuito con software como Altium Designer, estos archivos almacenan información para guiar la creación de circuitos.

4.3.2 Por Qué es Importante

Aunque los ingenieros de diseño estén cómodos compartiendo datos en formato PCB (fácil de comprender), los fabricantes de PCB pueden requerir directrices adicionales sobre taladrado. Estos parámetros pueden obstaculizar la fabricación exitosa. WellPCB le dará servicio integral y productos de alta calidad. Envíenos los documentos y obtenga presupuesto inmediato. Tenemos diez años de fabricación PCB.

4.3.3 Cómo Convertir: 12 Pasos (Usando LinkCAD)

• Descargue LinkCAD desde su web oficial.
• Instálelo en su ordenador (como cualquier programa). Tendrá prueba de 5 días.
• Ejecute LinkCAD.
• En pantalla inicial, clic "Formato Importación" y seleccione tipo de archivo PCB (el que quiere convertir) del desplegable.
• Seleccione "Gerber" en "Formato Exportación".
• Desmarque "Omitir opciones" (Skip options).
• Marque "Ignorar texto" en ventana "Opciones Importación GDSII".
• Modifique preferencias adicionales en menú "Opciones Exportación".
• Busque en su ordenador y elija el archivo "PCB" a convertir.
• Clic "Siguiente" y espere a que convierta.
• Compruebe en la carpeta del archivo "PCB" original los archivos Gerber convertidos.
• Si todo bien, clic "Finalizar" y salga.

Conclusión

Hace no mucho, crear un archivo Gerber que presentara con precisión su idea de circuito para WellPCB era a menudo una tarea desafiante. Primero, el reto de aprender software CAM apropiado. Luego, el problema común de listas faltantes como lista de aperturas o herramientas. Y el reto de compatibilidad entre software CAM hacía la tarea demasiado dura.

Con el tiempo, el proceso se ha optimizado enormemente. Gracias a avances en software CAM y representación de archivos como Gerber, desarrolladores y diseñadores pueden fabricar PCB desde datasets de fabricación.

Ahora se crea un bucle interesante: la electrónica depende de PCB; los PCB dependen del archivo Gerber. Para que la electrónica prospere, los PCB deben prosperar; para que los PCB sean geniales, los diseños Gerber deben ser excelentes.

Para que Gerber mejore, debe haber mayor demanda de electrónica mejorada. ¿Lo ve? ¿Nota un bucle curioso? Por eso el futuro de la electrónica probablemente esté lleno de archivos Gerber por doquier. Además de aprender por su cuenta, ¿qué más puede hacer?

¡Hey! Seguro que le encantará esta parte.

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