Как создать гербер файл в альтиуме

Гербер файлы – стандарт де-факто для передачи данных о печатных платах производителям. В Altium Designer процесс их генерации автоматизирован, но требует точной настройки параметров. Ошибки на этом этапе приводят к браку, задержкам и дополнительным затратам. В этой статье разберём последовательность действий, которая исключает типовые проблемы: несовпадение слоёв, некорректные апертуры и нарушение технологических норм.

Версия Altium Designer 22 и новее поддерживает формат Gerber X2, который содержит метаданные о назначении слоёв и атрибутах объектов. Это упрощает верификацию файлов на стороне производителя. Однако многие заводы до сих пор работают с классическим Gerber RS-274X. Перед генерацией уточните требования конкретного подрядчика – от этого зависит выбор настроек в диалоге Output Job.

Ключевой момент – правильная конфигурация слоёв. В Altium Designer по умолчанию включены вспомогательные слои (например, Mechanical 1), которые не должны попадать в герберы. Используйте фильтр Layer Stack в панели Layer Stack Manager, чтобы исключить лишние слои из экспорта. Для многослойных плат проверьте соответствие сигнальных слоёв и слоёв питания – ошибка здесь приведёт к коротким замыканиям.

Настройка апертур – ещё один критический этап. Altium Designer генерирует апертуры автоматически, но для сложных плат (например, с микросборками или высокочастотными трассами) требуется ручная корректировка. В диалоге Gerber Setup выберите опцию Embedded Apertures (RS-274X) и убедитесь, что все используемые апертуры (круглые, прямоугольные, термобарьеры) соответствуют возможностям оборудования производителя. Минимальный размер апертуры для большинства заводов – 0.1 мм.

Финальная проверка герберов перед отправкой – обязательный шаг. Используйте встроенный инструмент Gerber Viewer в Altium Designer или сторонние программы (например, GC-Prevue или ViewMate). Обратите внимание на следующие моменты: отсутствие разрывов в контурах, корректность позиционирования drill-файлов, соответствие размеров монтажных отверстий спецификации. Для плат с BGA-компонентами дополнительно проверьте шаг сетки и выравнивание контактных площадок.

Подготовка проекта перед генерацией герберов

Перед генерацией гербер-файлов проверьте соответствие стека слоёв в Layer Stack Manager (вызывается через Design → Layer Stack Manager) требованиям производителя платы. Убедитесь, что толщина меди, диэлектриков и порядок слоёв заданы корректно – ошибки здесь приводят к несовпадению импедансов или браку при изготовлении. Для многослойных плат (4+ слоя) добавьте тестовые структуры (например, Impedance Test Coupons) в неиспользуемые зоны платы, чтобы производитель мог верифицировать параметры.

Минимальные зазоры и ширины проводников должны соответствовать возможностям выбранного производителя. В Altium Designer настройте правила проектирования (Design → Rules) с учётом специфики производства:

• Минимальная ширина проводника: не менее 0,1 мм для стандартных процессов, 0,075 мм для HDI.
• Зазор между проводниками: 0,1 мм для обычных плат, 0,05 мм для тонких линий.
• Размер апертуры для паяльной маски: увеличьте на 0,05–0,1 мм относительно контактных площадок, чтобы избежать затекания маски.

Экспортируйте отчёт о правилах (Reports → Design Rule Check) и исправьте все критические нарушения (Clearance Constraint, Width Constraint) до генерации герберов.

Удалите все вспомогательные элементы, не относящиеся к производству: тестовые дорожки, метки для сборки, временные полигоны. Проверьте наличие обязательных элементов:

1. Реперные знаки (фидуциалы) для автоматического позиционирования – минимум 3 штуки на плату, диаметром 1–1,5 мм, с зазором 2 мм от края.
2. Номера слоёв и ориентационные метки на сигнальных слоях (например, TOP, BOT, L2).
3. Контур платы на механическом слое (Mechanical 1), без разрывов и с припуском 0,5 мм от края для фрезеровки.

Сохраните проект в отдельную папку с версией (File → Save As), чтобы исключить случайные изменения после проверки.

Настройка слоёв и параметров выходных файлов

В Altium Designer откройте File → Fabrication Outputs → Gerber Files. В окне Gerber Setup выберите вкладку Layers, где отметьте только необходимые слои для производства. Для стандартного двустороннего PCB включите: Top Layer, Bottom Layer, Top Overlay, Bottom Overlay, Top Solder, Bottom Solder, Mechanical 1 (для контура платы) и Drill Drawing. Исключите служебные слои (Multi-Layer, Keep-Out Layer), если они не требуются для специфических задач, например, для фрезеровки или тестирования.

Настройте параметры генерации в разделе General и Advanced. Установите формат координат 2:5 (единицы измерения – миллиметры) для совместимости с большинством производств. Включите опцию Use software arcs для корректной передачи дуг и окружностей. В таблице ниже приведены критические параметры и их рекомендуемые значения:

В разделе Drill Drawing активируйте Generate separate NC Drill files и выберите формат Excellon 2. Убедитесь, что в Drill Symbols установлен размер символов 1.5 мм для читаемости. Для слоёв шелкографии (Top/Bottom Overlay) задайте минимальную ширину линии 0.15 мм и размер текста 1.0 мм, чтобы избежать проблем с печатью. Сохраните настройки как профиль (Save As...) для повторного использования.

Выбор правильных шаблонов для каждого типа герберов

Altium Designer предлагает набор предопределённых шаблонов для генерации гербер-файлов, но их выбор зависит от требований производства и специфики платы. Стандартные шаблоны включают RS-274X (расширенный формат с встроенными апертурами) и RS-274D (устаревший, требующий отдельного файла апертур). Для современных заказов всегда используйте RS-274X – он исключает ошибки интерпретации апертур и поддерживается всеми производителями.

Для слоёв меди (Top/Bottom Layer, Internal Planes) выбирайте шаблон с разрешением не ниже 2:5 (0.01 мил). Это гарантирует точность передачи тонких дорожек и зазоров, особенно критичных при плотности трассировки выше 5/5 mil. Производители часто отклоняют файлы с разрешением 1:1, если минимальный зазор меньше 0.1 мм, даже если проект это допускает.

Шаблон для паяльной маски (Solder Mask) должен включать компенсацию (solder mask expansion) в пределах 0.05–0.1 мм. Это предотвращает затекание паяльной пасты под маску и короткие замыкания. В Altium параметр задаётся в Design Rules → Manufacturing → Solder Mask Expansion. Игнорирование этого значения приводит к браку при автоматической пайке.

Для слоя шелкографии (Silkscreen) используйте шаблон с минимальной шириной линии 0.15 мм и высотой текста не менее 1 мм. Меньшие размеры не воспроизводятся на производстве, особенно при трафаретной печати. Исключите шелкографию на контактных площадках – это нарушает стандарты IPC-A-600 и вызывает отказы при тестировании.

Файлы сверловки (Drill Files) требуют отдельного шаблона с указанием формата данных: Excellon или Gerber X2. Excellon – классический вариант, но Gerber X2 предпочтительнее, так как содержит метаданные о диаметрах отверстий и их назначении (металлизированные/неметаллизированные). В настройках Altium выберите «Gerber X2» и активируйте опцию «Embedded apertures» для совместимости с современными CAM-системами.

Для контура платы (Board Outline) используйте шаблон с точностью не ниже 0.01 мм. Производители часто требуют замкнутый контур без разрывов, иначе плата будет отклонена на этапе фрезеровки. В Altium убедитесь, что слой «Mechanical 1» содержит только один замкнутый полигон – дополнительные линии или текст вызывают ошибки в CAM-обработке.

При работе с гибкими платами (FPC) шаблоны для слоёв меди должны учитывать растяжение материала. Используйте параметр «Flexible PCB» в настройках герберов и увеличьте минимальную ширину дорожек на 20% относительно жёстких плат. Для адгезионных слоёв (Coverlay) выбирайте шаблон с расширением апертур на 0.2 мм, чтобы компенсировать погрешности ламинирования.

Перед генерацией герберов экспортируйте тестовый набор файлов и проверьте их в бесплатном CAM-редакторе (например, GerbView или ViewMate). Ошибки в шаблонах часто проявляются только на этапе визуализации: смещённые слои, неверные апертуры или отсутствующие элементы. Исправляйте их до отправки в производство – большинство заводов не проверяют файлы на корректность и запускают их «как есть».

Проверка ошибок перед экспортом данных

Экспорт гербер-файлов без предварительной проверки – гарантия брака на производстве. Altium Designer предоставляет инструменты для выявления критических ошибок до генерации выходных данных. Начните с запуска Design Rule Check (DRC) через Tools → Design Rule Check. Включите все правила, особенно Electrical Clearance, Short-Circuit и Un-Routed Net. Минимальный зазор для сигнальных дорожек должен составлять не менее 0,15 мм, а для высоковольтных цепей – от 0,3 мм в зависимости от класса точности.

Проверьте целостность стека слоёв (Layer Stack Manager). Убедитесь, что толщины диэлектриков и меди соответствуют требованиям производителя. Например, для стандартного FR-4 с медью 35 мкм толщина препрега между слоями должна быть не менее 0,1 мм. Ошибки в стеке приводят к несовпадению импедансов и проблемам с сигнальной целостностью.

• Откройте Reports → Board Information и проверьте количество неразведённых цепей (Unrouted Nets). Даже одна неразведённая цепь делает плату неработоспособной.
• Используйте Tools → Polygon Pours → Repour All для обновления полигонов. Необновлённые полигоны могут создавать короткие замыкания или разрывы в экранировании.
• Проверьте наличие Dangling Tracks (висячих дорожек) через Edit → Select → Connected Copper. Удалите или подключите их к существующим цепям.

Экспортируйте предварительный набор герберов и откройте их в стороннем просмотрщике, например GerbView или KiCad Gerber Viewer. Сравните слои с исходным проектом: проверьте соответствие контуров, апертур, позиционирования компонентов. Особое внимание уделите слою Drill Drawing – ошибки в сверловке необратимы на этапе производства.

Для плат с высокоскоростными сигналами запустите Signal Integrity Analysis (Tools → Signal Integrity). Убедитесь, что импеданс дорожек соответствует расчётным значениям (обычно 50 Ом для дифференциальных пар). Проверьте длину согласованных пар – разница не должна превышать 5% от общей длины. Игнорирование этих параметров приводит к отражениям сигнала и потере данных.