利用Gerber文件生成貼片坐標(biāo)及元件位置圖的方法技巧

1、利用Gerber文件生成貼片坐標(biāo)及元件位置圖的方法技巧2010-10-1121:59Gerber文件是所有電路設(shè)計(jì)軟件都可以產(chǎn)生的文件，在電子組裝行業(yè)又稱為模版文件（stencildata），在PCB制造業(yè)又稱為光繪文件?？梢哉fGerber文件是電子組裝業(yè)中最通用最廣泛的文件格式。用戶或企業(yè)設(shè)計(jì)部門，往往出于各方面的考慮，只愿意提供給生產(chǎn)制造部門電路板的Gerber文件。對(duì)于一個(gè)電子生產(chǎn)企業(yè)，擁有一個(gè)能夠處理Gerber文件的電腦輔助制造CAM軟件是非常重要的，它對(duì)安排產(chǎn)品生產(chǎn)的準(zhǔn)備、制造及測(cè)試各工序都有輔助提高質(zhì)量的作用。Gerber文件是EIA的標(biāo)準(zhǔn)格式，分RS274-D和RS274-X兩

2、種，其中RS274-X是RS274-D的擴(kuò)展文件。生產(chǎn)制造部門在條件許可的情況下，應(yīng)當(dāng)盡可能要求用戶或設(shè)計(jì)部門提供RS274-X的Gerber文件，這樣有利于各工序的生產(chǎn)準(zhǔn)備。本文從CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)及生產(chǎn)自動(dòng)化之間的聯(lián)系入手，探討如何利用Gerber文件進(jìn)行貼片機(jī)生產(chǎn)線的離線編程準(zhǔn)備、元件位置圖的生成，從而提高電子組裝生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。Gerber文件的應(yīng)用2一、利用Gerber文件生成貼片坐標(biāo)傳統(tǒng)的貼片機(jī)生產(chǎn)裝配前的準(zhǔn)備工作往往是要等到PCB廠將PCB電路板生產(chǎn)好后方才可以進(jìn)行。通常要讓貼片機(jī)停止工作，利用貼片機(jī)的人工示教方式，移動(dòng)攝像頭在電路板上找出所有貼片元件的坐標(biāo)位置，然后再將物料

3、表（BOM）等其他信息手工輸入到貼片機(jī)中。這種方式需要占用貼片機(jī)的生產(chǎn)時(shí)間，而且采用人工示教方式找點(diǎn)對(duì)于普通的一塊有幾百個(gè)貼片元件的電路板來講是一件費(fèi)時(shí)費(fèi)力而又極易出現(xiàn)差錯(cuò)的工作。同時(shí)由于人為的必然誤差，元件位置偏差等原因?qū)е碌男迯?fù)及返工的成本上升。對(duì)于電子制造服務(wù)（EMS）企業(yè)來講,貼片機(jī)的生產(chǎn)時(shí)間就是企業(yè)的經(jīng)濟(jì)來源，無疑這種方式對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)造成的損失是很大的。Gerber文件的應(yīng)用3目前普遍采用的方式是在設(shè)計(jì)部門或用戶提供電路板設(shè)計(jì)文件時(shí)，可以直接由電路設(shè)計(jì)軟件直接生成，例如Protel、Powerpcb和Cadence等電路設(shè)計(jì)軟件都具有這個(gè)功能。但有些情況下用戶或企業(yè)設(shè)計(jì)部門只提供Ge

4、rber文件，這時(shí)就需要通過某些電腦輔助設(shè)計(jì)軟件處理來獲取貼片坐標(biāo)數(shù)據(jù)，例如Graphicode公司的GC-PowerStation軟件就是這方面的佼佼者，目前最新的版本是5.4.4,利用用戶或設(shè)計(jì)部門提供提供的Gerber文件，只需幾分鐘的時(shí)間就可以迅速提取出所有貼片元件的中心坐標(biāo)和旋轉(zhuǎn)角度（而傳統(tǒng)的方式卻需要大半天時(shí)間）。大大縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，并且由于直接處理用戶的CAD設(shè)計(jì)文件，提高了生產(chǎn)裝配精度，降低了故障率。下面簡(jiǎn)要介紹如何利用GC-PowerStation軟件生成貼片坐標(biāo)數(shù)據(jù)。Gerber文件的應(yīng)用41、導(dǎo)入Gerber文件。在軟件窗口中，選擇菜單“FileImport.”選擇要導(dǎo)

5、入的Gerber文件（配合Ctrl鍵可一次選取多個(gè)Gerber文件），Gerber文件應(yīng)包括電路板焊盤層（Solderpaste）和絲印層（Silkscreen）。2、設(shè)定每層Gerber文件的屬性。鼠標(biāo)右擊屏幕右下側(cè)顯示的Gerber文件，選擇“Proterties”彈出“GCExplore”對(duì)話框，在LayerType選項(xiàng)框中設(shè)置每層Gerber文件的屬性，焊盤層選擇Solderpaste，絲印字符層選擇Silkscreen，如圖1所示。3、切換公制單位。因?yàn)橘N片機(jī)的單位是mm,有些圖形是以mil作單位，所以要切換成公制單位。具體操作過程如下：選擇菜單“View-Units.”在彈出的“U

6、nit”對(duì)話框中選擇millimets（毫米）。4、設(shè)定坐標(biāo)原點(diǎn)。一般我們?nèi)≡陔娐钒宓淖笙陆?，首先將電路板顯示放大到合適尺寸,將光標(biāo)移到電路板的左下角中心處，按Space鍵確定住位置，選擇菜單“ToolZeroUser.”。5、將Pad（Trace部分）轉(zhuǎn)成Pads+Parts。有些設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)電路板時(shí)習(xí)慣以Trace的方式來畫Pads，而這些Trace無法由系統(tǒng)辯識(shí)出其Pads的位置，故無法由其轉(zhuǎn)換坐標(biāo)出來，所以需要將Pad（Trace部分）轉(zhuǎn)成Pads+Parts。具體操作過程如下：鼠標(biāo)右擊屏幕右下側(cè)顯示的絲印層Gerber文件，在彈出的對(duì)話框中選擇“View”或“Hide”，即將絲印層

7、暫時(shí)設(shè)定為瀏覽或隱藏，選擇菜單“Edit-SelectAll”，選中所有的焊盤，再選擇菜單“CAM-AutoConvertSktechedPads”，彈出如圖2所示的對(duì)話框，設(shè)置焊盤層Gerber文件，如圖2所示。按“0K”按鈕轉(zhuǎn)換完畢。Gerber文件的應(yīng)用56、坐標(biāo)辨識(shí)。先將欲轉(zhuǎn)換的焊盤選中，選擇菜單“Parts-AutoCentroidExtraction”,在彈出的對(duì)話框中設(shè)定每種芯片的方向，按OK鍵后轉(zhuǎn)換完成，并生成了一個(gè)新的已辨識(shí)坐標(biāo)的焊盤層，如圖3所示。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)找錯(cuò)焊盤中心的情況，這時(shí)可以選中找錯(cuò)中心的焊盤，選擇菜單“Parts-ExplodeParts”，將找錯(cuò)中心的焊盤分解

8、開來，再選中欲轉(zhuǎn)換的焊盤，選擇菜單“PartsTeachParts”，正確找出焊盤的中心，如圖4。7、元件位號(hào)（Ref.Des）的辯識(shí)。已辨識(shí)坐標(biāo)的焊盤層和絲印層必須都處于EDIT狀態(tài)下，如圖3所示，P1層和P2層處于EDIT狀態(tài)下，將十字光標(biāo)移至任一Ref.Des字母的左上角頂點(diǎn)后按下空格鍵，確定住光標(biāo)位置，如圖5所示，再選擇菜單“ToolsZeroRelative”將相對(duì)坐標(biāo)歸零，此時(shí)畫面左邊的Relative部分的坐標(biāo)會(huì)出現(xiàn)零（圖6），接著按下空格鍵松開被固定的十字光標(biāo)并移至該字母的右下角頂點(diǎn)，此時(shí)Relative部分的坐標(biāo)分別代表字符的長(zhǎng)和寬。Gerber文件的應(yīng)用6接著選擇Selec

9、tAll將已辨識(shí)坐標(biāo)的焊盤層和絲印層標(biāo)識(shí)出來，選擇菜單“PartsFindRefererceDesignator（s）”，彈出如圖7的對(duì)話框，在SilkLayer選擇框中選擇絲印層，而PartLayer選擇框中已默認(rèn)選中已辨識(shí)坐標(biāo)的焊盤層。在Width和Height欄中分別填入前面測(cè)的字符的長(zhǎng)和寬，這里是0.6mm和1.1mm,然后點(diǎn)擊OK鍵完成元件位號(hào)的辨識(shí)。8、元件位號(hào)（Ref.Des）的確認(rèn)。元件位號(hào)的辨識(shí)會(huì)出現(xiàn)些錯(cuò)誤，需要進(jìn)行確認(rèn)。操作步驟如下：選中已辨識(shí)坐標(biāo)的焊盤層和絲印層，選擇菜單“ToolsQuery”，出現(xiàn)如圖8所示的界面，在屏幕左下角的Display設(shè)置區(qū)域中選擇Part，然

10、后確認(rèn)屏幕下側(cè)坐標(biāo)欄中的每個(gè)坐標(biāo)位號(hào)是否與屏幕右側(cè)中顯示的圖形中元件位號(hào)一至，若不一致，則進(jìn)行修改。確認(rèn)完畢后按屏幕下側(cè)的“Save”按鈕將坐標(biāo)文件保存下來。至此，貼片坐標(biāo)數(shù)據(jù)導(dǎo)出完畢。二、利用Gerber文件制作元件位置圖Gerber文件的應(yīng)用7Gerber文件在電子組裝領(lǐng)域中的另一大用途就是用來制作元件位置圖，元件位置圖是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要工藝資料，例如手工插件的工藝卡等，需要在元件位置圖上標(biāo)注每個(gè)工位的插裝元件的位置、數(shù)量等必要信息。一般的做法是將電路板設(shè)計(jì)文件轉(zhuǎn)換為AUTOCAD格式文件（例如DXF文件），然后用AUTOCAD軟件打開，然后復(fù)制到專門的表格文件中，加入必要的文字信息，再將指定的元件進(jìn)行醒目處理（例如涂紅等）。常見的電路設(shè)計(jì)軟件一般都具有導(dǎo)出DXF文件的功能，那為什么還要利用Gerber文件導(dǎo)出DXF文件呢？這是因?yàn)橛械碾娐吩O(shè)計(jì)軟件，例如Protel等，會(huì)碰到導(dǎo)出的DXF文件很大，有時(shí)會(huì)有上百兆，用AUTOCAD打開很慢，或者根本就打不開，這時(shí)候就需要先將電路文件先轉(zhuǎn)為Gerber文件,再利用一些CAM軟件打開，轉(zhuǎn)換成DXF文件，文件大小會(huì)大為降低，通常不到10M，用AUTOCAD軟件很容易打開。這樣的CAM軟件很多，例如CAM350、GerbTool以及GC-PowerStation等，其中CAM