Gerber-файлы для монтажа: чек-лист, который я хотел бы получить 8 лет назад
Автор: Ефим, главный технолог Технион | Время чтения: ~10 минут
Я видел всякое. Файлы, в которых шёлкография налезает на вскрытия паяльной маски. Зеркально отражённые платы. BOM с артикулами вида «купить на Aliexpress, красненький». Однажды человек прислал мне скриншот из KiCad — буквально скриншот, JPEG, 800×600. Он спрашивал, можно ли по нему смонтировать плату.
Нельзя.
До того как стать технологом, я сам был по другую сторону: разрабатывал электронику и каждый раз ходил на поклон к производству с примерно одинаковым набором ошибок в файлах. Теперь я сам технолог — и вижу те же ошибки уже с другой стороны стола. Эта статья — тот чек-лист, который мне никто не дал тогда.
Содержание
1. Что вообще нужно подготовить 2. Gerber: типичные грабли 3. BOM: почему половина BOM-файлов бесполезна 4. Pick & Place: файл, о котором все забывают 5. Технологические поля: о чём молчат туториалы 6. Про трафарет — это не ваша головная боль, но знать надо 7. Чек-лист перед отправкой 8. Источники
1. Что вообще нужно подготовить
Для запуска контрактного монтажа технологу нужен комплект из трёх документов. Без любого из них производство либо не запустится, либо запустится с браком.
Gerber-файлы — топология платы в формате, который понимает производственное оборудование: слои меди, маска, шёлкография, сверловка, технологические поля.
BOM (Bill of Materials) — список компонентов с обозначениями, номиналами, корпусами и артикулами у конкретных производителей.
Pick & Place файл (он же Centroid) — таблица с координатами и углами поворота каждого компонента. Без него автомат не знает, куда ставить детали.
Дополнительно:
Сборочный чертёж и инструкции по THT-монтажу — если на плате есть выводные компоненты.
2. Gerber: типичные грабли
Формат: RS-274X, не RS-274D
RS-274D (старый формат) требует отдельного файла апертур и почти не поддерживается современным ПО. RS-274X содержит всё в одном файле и является стандартом де-факто с конца 1990-х. Если ваша САПР экспортирует RS-274D — найдите настройку экспорта и смените формат.
Ещё лучше — Gerber X2 (расширение IPC-2581): содержит метаданные о назначении каждого слоя, снижает вероятность путаницы.
Набор файлов: что должно быть
Минимальный набор для двусторонней платы:
Верхняя медь (GTL / F.Cu)
Нижняя медь (GBL / B.Cu)
Верхняя маска (GTS / F.Mask)
Нижняя маска (GBS / B.Mask)
Верхняя шёлкография (GTO / F.SilkS)
Нижняя шёлкография (GBO / B.SilkS)
Контур платы (GKO / Edge.Cuts)
Сверловка (DRL / .drl)
Технологические поля (GM1, GM20 и др.) — подробнее в разделе 5
Типичная ошибка №1: Забытая маска
Прислать только слои меди и забыть маску. Без файла маски технолог
не знает, где открытия под пайку — производство будет вынуждено
делать запрос или угадывать.
Типичная ошибка №2: Непонятные имена файлов
Файлы с расширениями .art, .ph1, .ph2 без описания того, что в них. Переименуйте
в понятные имена или приложите список слоёв. Я не телепат.
Единицы измерения
В Gerber есть настройка формата координат: количество знаков и подавление нулей. Если это не совпадает с тем, что ожидает ПО — плата откроется с координатами, умноженными на 10 или 100. Выглядит корректно, просто в другом масштабе. Не всегда сразу заметно.
Что делать:
При экспорте укажите единицы явно (мм или дюймы) и проверьте файл
в стороннем просмотрщике — Gerbv, KiCad Gerber Viewer или аналогичном
онлайн‑инструменте.
Маска и медь: зазоры
Стандартное раскрытие паяльной маски — с небольшим расширением относительно площадки, обычно 0,05–0,1 мм на сторону. Важный нюанс: маска может быть и меньше площадки — это не ошибка, а осознанное конструктивное решение. Проблема возникает, когда маска перекрывает площадку там, где этого не должно быть.
Если маска полностью закрывает площадку там, где не предусмотрено
конструктивно — паяльная паста просто не ляжет. Результат: непропай или
слабое соединение.
Типичная ошибка №4: Виа под exposed pad без заполнения эпоксидом
Корпуса QFN, DFN, LGA имеют тепловую площадку снизу (exposed pad). Под ней
делают виа для теплоотвода. Если эти виа не заполнены эпоксидом с
последующей металлизацией — при нанесении паяльной пасты она частично
утечёт внутрь переходных отверстий. На тепловой площадке пасты не хватит —
непропай. Устройство собрано, но перегревается или сбоит. Один из самых
неочевидных дефектов. Решение: заказывайте заполнение виа (plugged vias) у
производителя плат, либо обсуждайте с технологом монтажа.
Шёлкография на вскрытиях — убрать
3. BOM: почему половина BOM-файлов бесполезна
Минимальный BOM — это не «резистор 10k»
Я регулярно получаю BOM примерно такого вида — и по нему невозможно ни закупить компоненты, ни проверить, что именно монтировать:
Ref
Value
Package
Проблема
R1
10k
0402
Нет допуска, нет MPN
C3
100nF
0402
Какой производитель?
U1
STM32
LQFP48
Какой именно STM32?
А вот как должен выглядеть нормальный BOM:
Ref Des
Номинал
Корпус
Кол-во
MPN
Производитель
R1
10k 1%
0402
1
RC0402FR-0710KL
Yageo
C3
100nF 16V X7R
0402
4
GRM155R71C104KA88D
Murata
U1
STM32F103C8T6
LQFP-48
1
STM32F103C8T6
ST Micro
Типичная ошибка №5: Не указан допуск компонента
Стандартные допуски — 5% и 1%. Для большинства задач этого достаточно,
просто укажите явно. Если в цепи нужен допуск 0,1% — это уже прецизионный
эксклюзив, который стоит в разы дороже и его надо искать отдельно. Без указания
допуска — получите то, что есть на складе.
Типичная ошибка №6: BOM в формате PDF или фото
Нужен Excel (.xlsx) или CSV — то, что можно открыть и обработать машиной.
Перепечатывать 200 строк вручную — не в моих планах.
Компоненты под вопросом:
Если знаете, что компонент в дефиците или у него длинный срок поставки —
напишите об этом сразу и укажите допустимые замены. Сэкономите время себе и
нам.
4. Pick & Place: файл, о котором все забывают4. Pick & Place: файл, о котором все забывают
Самый часто забываемый файл. Люди прикладывают Gerber и BOM — и считают, что дело сделано. Но автомат установки компонентов не может сам определить координаты из Gerber, ему нужна отдельная таблица.
Минимальный состав файла:
Ref Des (совпадает с BOM!) • Координата X • Координата Y • Угол поворота
(Rotation) • Сторона платы (Top/Bottom) Формат — CSV или ASCII-текст.
Большинство САПР экспортируют автоматически.
На что обратить внимание
Угол поворота. Разные САПР считают углы по-разному — KiCad и Altium используют разные системы отсчёта. Полярный конденсатор, установленный задом наперёд — ещё полбеды, поймать можно. Хуже с микросхемой в симметричном корпусе. Проверяйте ориентацию по 3D-виду платы перед отправкой файла.
Начало координат. Должно совпадать с тем, что в Gerber — обычно левый нижний угол контура платы. Если координаты взяты из разных источников с разным origin — всё съедет.
Совпадение Ref Des с BOM. Если в Pick & Place написано «R01», а в BOM — «R1» — придётся сопоставлять вручную. Это время и риск ошибки.
5. Технологические поля: о чём молчат туториалы
Вот о чём в большинстве обучающих материалов не говорят — а зря. Отсутствие технологических полей регулярно становится причиной задержки запуска.
Что такое технологические поля и зачем они нужны
Технологические поля — это дополнительные полосы материала по периметру платы для её захвата и перемещения по конвейеру автоматической линии. Загрузчик, установщик компонентов, печь — все эти станки зажимают плату за края. Если компоненты расположены слишком близко к краю (ближе 3–5 мм), конвейер либо не сможет нормально зафиксировать плату, либо повредит компоненты при захвате. Технологические поля дают машине пустое пространство для зажима, а после монтажа отламываются или отфрезеровываются.
Как правильно оформить
Технологические поля рисуются в технологических слоях САПР — они не входят в производственные слои меди или маски, но передаются производству как отдельные инструкции.
• В KiCad — слои GM1, GM2... GM20 (General Mechanical) • В Altium — слои Mechanical • В Eagle — слои Dimension и Milling
Типичная ошибка №7: Компоненты вплотную к краю без технологических
полей
Особенно критично, когда к краю выходят разъёмы, светодиоды или другие
высокие компоненты. В таких случаях либо плата не пройдёт через линию
автоматически (нужен ручной монтаж — дороже), либо придётся запрашивать
переработку конструкции.
Типичная ошибка №8: Технологические поля в слое меди
Если поля нарисованы в слое меди — производитель плат воспринимает их как
часть рисунка, а не как технологический элемент. Используйте только механические/технологические слои.
Скрайбирование или фрезеровка?
Если плата небольшая, её обычно монтируют в панели, а потом разделяют. Два основных метода:
Скрайбирование (V-cut) — надрез по прямой линии с двух сторон. Быстро и дёшево, но только для прямоугольных контуров без компонентов, нависающих над линией разрыва.
Фрезеровка — вырезание по произвольному контуру. Для нестандартных форм. Дороже, требует технологических перемычек (tabs) для удержания плат в панели.
Совет:
Какой метод подойдёт для вашей платы — обсудите с технологом при
размещении заказа. Это влияет на то, как оформить технологические слои в
файлах.
6. Про трафарет — это не ваша головная боль, но знать надо
Хочу сразу прояснить момент, который вызывает путаницу.
Когда вы размещаете заказ на монтаж — вы присылаете Gerber, BOM и Pick & Place. Вам не нужно указывать толщину трафарета, размер апертур и прочие производственные параметры. Это головная боль технолога, не разработчика. Мы сами разберёмся, какой трафарет нужен под вашу плату.
Но есть вещи на вашей стороне, которые напрямую влияют на результат:
Виа под exposed pad. Как описано выше — незаполненные виа под тепловой площадкой создают проблемы при нанесении пасты. Это ваша ответственность на этапе проектирования.
BGA на плате. Сообщите об этом при запросе — это не значит, что нужно самому считать апертуры, но это сигнал технологу, что нужно уделить дополнительное внимание.
Реперные знаки. Вот это точно ваша ответственность. Минимум три реперных знака (fiducials) — круглые медные площадки диаметром 1–2 мм с открытием в маске. По ним автомат ориентируется на плате.
Реперные знаки:
Располагайте несимметрично — чтобы нельзя было перепутать ориентацию
платы при установке на конвейер. Без реперных знаков — только ручная
коррекция, что медленнее и менее точно.
7. Чек-лист перед отправкой
Gerber:
Формат RS-274X (не RS-274D)
Все слои: медь (верх/низ), маска (верх/низ), шёлкография, контур, сверловка
Файлы названы понятно или приложен список слоёв
Единицы измерения указаны (мм/дюймы)
Файлы проверены в Gerber-просмотрщике
Маска открыта над паяемыми площадками корректно
Шёлкография не перекрывает вскрытия маски и реперные знаки
На плате минимум 3 реперных знака, расположенных несимметрично
Виа под exposed pad заполнены эпоксидом (или согласован альтернативный подход)
Технологические поля добавлены в механические слои (GM1, GM20 или Mechanical)
BOM:
Формат .xlsx или .csv (не PDF, не фото)
Для каждой позиции: Ref Des, номинал, корпус, MPN, производитель
Допуск указан явно: 5%, 1% или специальный
Допустимые замены для дефицитных позиций
Количество совпадает с фактическим числом компонентов
Pick & Place:
Файл приложен (не забыт)
Ref Des совпадают с BOM
Начало координат совпадает с Gerber
Углы поворота проверены по 3D-виду
Конструктив:
Указана сторона монтажа (одно- или двусторонний)
Компоненты не ближе 3 мм к краю — или есть технологические поля
Отверстия под крепёж вынесены за монтажное поле
THT-компоненты: есть отдельный монтажный чертёж
Компоненты с особыми требованиями (MSL, ESD) — отмечены
Тип пайки указан: свинцовая или бессвинцовая
Бесплатный DFM-анализ перед монтажом
Проверяем файлы до запуска и сообщаем о проблемах прежде, чем потратим
ваше время и деньги. Занимает несколько часов — экономит недели переделок.
1. IPC-2581 — стандарт передачи данных о печатной плате (Gerber X2). IPC International. https://www.ipc.org/ipc-2581 2. IPC-7351B — стандарт посадочных площадок для SMD-компонентов. IPC International. 3. IPC-7527 — требования к трафаретам для нанесения паяльной пасты. IPC International. 4. KiCad Documentation — форматы экспорта, механические слои GM. https://docs.kicad.org 5. Altium Designer Documentation — экспорт производственных файлов. https://www.altium.com/documentation 6. По опыту автора: практика монтажного производства Технион, 2019–2026.
Ефим
Главный технолог Технион. Собираю платы с 2019 года, до этого — 8 лет разрабатывал электронику и знаю, как выглядит этот процесс с обеих сторон. Нашли ошибку или хотите дополнить чек-лист? Пишите в комментарии или на zakaz@tech-nion.ru