Cadence学习笔记之——Gerber制板文件的生成
提示:本文为Cadence学习笔记系列,不定期进行更新,旨在能够跟与同伴们共同精进;
序言
提示:本篇推文主要是讲使用Cadence完成PCB设计后,如何生成制板厂所需的gerber文件。
在上一篇推文中《为了学Cadence,我做了一个J-Link mini》,讲到自学Cadence的缘由和过程,但由于Cadence组件繁多,功能强大,很难在短时间内完全理解掌握,只能循序渐进,不断打磨,以此为前提,萌发了记录学习过程的念头,
一、Gerber文件是什么?
首先我们需要知道Gerber文件是什么?从何而来?有什么作用?Gerber 文件是一种用于定义印刷电路板(PCB)制造信息的标准文件格式;它最初由美国Gerber Scientific Instrument Company开发,后来成为PCB行业事实上的标准;主要用于指导PCB制造商如何在铜箔上蚀刻电路图案、钻孔位置、丝印文字等。
当前,绝大部分PCB制造商在生产前,都会要求我们提供生产文件,提供的方式一般有两种,一种是直接提供我们设计好的PCB文件,一种是提供生成的Gerber文件;前者更省事,但也更容易出错,因为不同的EDA软件设计出的PCB格式会有所不同,即便是相同的EDA软件,不同版本之间也会存在一些差异,这些差异的存在往往会导致制板时出现意料之外的问题,虽然制板工厂在生产前会帮我们进行DRC检查;后者更规范,但流程相对复杂,只要保证生成的Gerber文件正确,那么生产出的PCB也就不会出现问题。
二、运行环境
1、运行环境为Windows11;
2、软件版本为 Cadence 17.4,备注:已打补丁;
三、Gerber文件生成
步骤一、在生成Gerber文件之前,进行DRC检查,确保设计满足电气约束,无错误;
1、找到DRC检查选项;
2、检测选项全部勾选,进行检查;
** 3、如下所示,确保DRC检查无错误;**
步骤二、设置Gerber文件输出路径;如果不进行此项设置,Gerber文件会默认存放在PCB工程文件夹中,这样不利于后期打包。
1、打开路径设置;
2、首先在PCB工程文件夹下新建一个文件夹,重命名为gerber,在Uer preferences Editor窗口下,按照如下步骤设置路径,设置完成后点击Apply应用即可。
步骤三、生成钻孔(NC drill)文件;钻孔文件中会包含PCB中过孔的数量,孔径、位置、大小等信息。
1、按照操作顺序打开钻孔参数配置;
2、打开配置后可以看见,文件名已经自动生成,保存的位置在我们修改后的文件夹内,Format项的2·5代表的含义是两位整数,五位小数,可以按照自己需要的精度进行调整;Output units的含义是钻孔输出单位,这里我们只需要跟PCB设定的单位一致即可;再将生成文件的规则进行勾选,点击OK设置完毕。
3、为每一类钻孔分配图形符号;本步骤可以省略,原因是在我们设计过孔时就已经设定好了各自的代号,一般为A、B、C、D……,这里我们打开钻孔分配图形窗口,可以看见已有图形符号;如果Symbol Characters栏空白,则可以进行自动分配,分配完毕后,点击OK即可;
4、生成并放置钻孔表;按照操作顺序打开钻孔表生成窗口;需要修改的地方,一是输出单位,需要与PCB单位保持一致;二是勾选Dispaly total slot/drill count项,该项操作会在钻孔表下方显示钻孔的总数;其它选项默认即可;点击OK后,钻孔表会挂载在光标上,我们可以自行选择位置放置;
5、根据操作顺序打开钻孔生成窗口;
6、检查标注的三项是否勾选,其它选项保持默认,点击Drill,会在gerber文件夹内生成一个.drl的文件,此文件即生产时所需的钻孔文件。
步骤四、生成槽孔(NC Route)文件;此项是最容易疏漏的地方,当我们的PCB上存在机械孔,如椭圆孔、定位孔、槽孔等异形孔时,则需要Route文件进行补充。
1、按照操作顺序打开NC Route生产窗口;
2、打开窗口后,勾选①,其它保持默认,然后点击Route,当生产完成后,会在gerber文件夹内出现一个.rou类型的文件,该文件即为加工机械孔的生产数据。
步骤五、生成叠层截面图;此项意在说明PCB叠层的顺序和厚度,以便生产;
** 1、按照操作顺序打开叠层界面图设置;**
2、打开设置界面后,需要将单位设置成与PCB单位一致;然后将显示操作设置,按照②所示勾选对应项;最后点击OK即可;
3、生成的叠层截面图会在点击OK后挂在光标上,放置在合适的位置上即可,生成后的截面图包含层名称、板厚等信息。
步骤六、生成底片(Artwork)文件;此项为gerber文件中最重要的部分,生成的Artwork文件中会包含顶层丝印、各层电气线路等重要信息。
** 1、按照操作顺序打开Artwork设置界面;**
2、打开设置界面后,选择通用设置,与钻孔小节一样,检查Format项,两者保持一致,其它项保持默认即可;
3、再切换到①标记处;检查②标注的参数,该项是设定缺省下信号线的宽度,这里的单位与我们PCB的单位一致,由于我的PCB使用的是公制单位,所以这里的线宽就是0.127mm(6mil);按照③所示操作添加各项;
根据各个文件夹名称可以看出,既包含所有层信息,也包含丝印、钻孔、钢网、阻焊信息;
每个文件夹中的添加项如下图所示;
** 4、按照上述流程添加完各项之后,点击①标记处,进行全选;然后点击②处标记,生成Artwork文件;最后点击OK,完成操作;**
5、生成完成后,检查gerber文件夹,会出现新生成的11个.art文件,对应上述我们添加的11个文件夹;
最后一个步骤:我们只需要将整个gerber文件压缩打包即可发给生产厂商进行制板!至此生成gerber文件大功告成!
总结
生成Gerber文件的过程看似复杂,实际并不难,按照流程操作一遍之后,后续项目完全可以复制操作;
由于笔者也是学习不久,整个操作流程可能会有所疏漏,可以在评论区指出,我也会按照意见进行修改,意在和大家一起进步、完善。