COMO GENERAR ARCHIVOS GERBER DESDE EAGLE

REVISIÓN 2

OBJETIVO Dar a conocer a la Comunidad Uniandina el procedimiento a seguir para la culminación de diseño y generación de archivos necesarios para la fabricación de circuitos impresos en el LFCI del departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, utilizando la herramienta EAGLE PCB.

INTRODUCCIÓN EAGLE PCB es una herramienta de diseño CAD (Diseño asistido por Computador) para la elaboración de placas electrónicas. EAGLE dispone su software con licencia libre aunque con algunas restricciones para el tamaño de la placa. La versión profesional elimina estas restricciones pero requiere licencia y esta tiene costo. EAGLE PCB puede ser descargado de la página www.cadsoftusa.com.

CREACION DE UN PROYECTO EAGLE se compone de dos partes a saber, Esquemático y PCB, en el esquemático se monta el esquema eléctrico, en el PCB se visualiza el tamaño real de los componentes y se realiza el ruteado de las pistas de interconexión por una, dos o más capas.

Figura 1. Creación de un nuevo proyecto.

Figura 2. Se nombra la carpeta del proyecto.

Figura 3. Se abre el esquemático y se guarda en la carpeta del proyecto.

A modo de ejemplo tenemos el siguiente esquema eléctrico de un regulador de voltaje el cual esta montado sobre el esquemático de EAGLE.

Figura 4. Circuito esquemático.

Figura 5. Sobre esta pantalla se llama ahora la tarjeta PCB o Board.

Llamamos ahora la ventana de PCB para organizar los componentes y darle el ruteo deseado para finalizar nuestra placa.

Figura 6. Ruteado de los componentes con la herramienta AUTO, deshabilitando la capa TOP y habilitando BOTTOM.

REQUERIMIENTOS DE DISEÑO PARA EL PROCESO DE FABRICACION EN LFCI Se requiere para el diseño de las placas en LFCI tomar las siguientes recomendaciones:

1. Si se realiza un diseño de UNA capa esta se debe de hacer ruteado por la capa BOTTOM.

Figura 7. Ruteado adecuado para una sola capa.

2. Si se realiza un diseño de DOS capas esta se debe de hacer ruteado por la capa BOTTOM y TOP.

Figura 8. Ruteado adecuado para dos capas AZUL PARA BOTTOM Y ROJO PARA TOP

3. Realizar una margen alrededor de la placa de diseño en la pantalla del PCB BOARD, para que durante la fabricación se tenga la guía del tamaño para el corte final de la misma.

Figura 9. Margen sobre el diseño realizada con la herramienta WIRE.

4. Colocar Nombre y Código de la Persona o Estudiante sobre el diseño de la PCB Board que solicita el servicio de fabricación.

Figura 10. Nombre y código del usuario realizado con la herramienta TEXT.

5. Es Obligatorio y norma técnica profesional que los Ángulos de las pistas del diseño deben quedar a 45 Grados estas modificaciones se hacen con la herramienta RIPUP y ROUTE, sino se cumple esto, no se fabricara hasta hechas las correcciones.

Figura 11. Herramientas para reparar pistas y ángulos distintos de 45 Grados

6. Tener en cuenta cuando se realiza el diseño, el tamaño de las PISTAS y PADS siguiendo las normas de consumo de corriente, las especificaciones de disipación y el tamaño de los pines para los componentes electrónicos.

Para modificar el ancho de las pistas. Utilizamos la herramienta GROUP y se selecciona el área de trabajo.

Luego sobre la herramienta de trabajo CHANGE y en WIDTH se selecciona el tamaño de pista deseado teniendo cuidado de no dañar el diseño, luego click derecho sobre el diseño y change group.

Figura 12. Paso para modificar el ancho de las pistas.

Para modificar el ancho de los pads o donas de los componentes. Utilizamos la herramienta DRC

Figura 13. Herramienta DRC

Figura 14. Se modifica en la pestaña RESTRING los parámetros seleccionados, según el diseño.

Para modificar la distancia entre pistas pads y componentes. Utilizamos la herramienta DRC y modificamos los valores en Clearance. Esta herramienta se utiliza para que no queden tan pegadas las pistas a otras o contra otras donas o pads.

Figura 15. Se modifican estos parámetros para mejorar distancias.

7. Si el diseño no es muy complejo sea de una capa o más se recomienda realizar el plano de tierra para un mejor aprovechamiento de los recursos y materiales para la placa. En este caso se tiene que tener en cuenta en seleccionar el color azul para BOTTOM y rojo para TOP.

Figura 12. Plano de tierra con herramienta POLYGON

Figura 13. Ahora selecciona el área de trabajo del POLYGON hecho.

Figura 14. Cambiamos el valor de NAME y OK. Por ultimo damos OK y luego seleccionamos la herramienta RATSNETS y listo obtenemos nuestro plano de tierra como sigue.

Figura 15. Plano de tierra terminado para una capa.

Figura 16. Circuito final con todas las especificaciones anteriores, por último dibujamos marco con la herramienta

WIRE para el corte final.

PARA TENER EN CUENTA El diámetro de las brocas disponibles en LFCI son:

• 0.3 mm • 0.5 mm • 0.6 mm • 0.8 mm • 1 mm • 1.2 mm • 1.3 mm • 1.5 mm • 2 mm • 2.5 mm • 3 mm

Se recomienda revisar detalladamente los diseños teniendo en cuenta estos tamaños.

GENERACION DE ARCHIVOS GERBER PARA UNA SOLA CAPA Si el archivo dispone de UNA SOLA CARA con las especificaciones anteriores se procede a trabajar con la herramienta CAM.

Figura 17. Herramienta CAM

Para el diseño de una placa de una cara se requieren los siguientes archivos para la fabricación en LFCI:

1. LFCI.BOT (Cara de Pistas) 2. LFCI.SMS (Máscara de soldaduras lado soldaduras) 3. LFCI.DRL (Listado de diámetros de taladrado) 4. LFCI.DRD (Archivos de perforaciones) 5. LFCI.DRI (Archivos de perforaciones)

6. LFCI_BOT.BMP (Archivo imagen de la placa) El CAM PROCESSOR es una herramienta del EAGLE encargada de generar archivos o impresiones de sus diseños, estos archivos son necesarios para los fabricantes de circuitos impresos. Para LFCI se tiene:

1. Para generar la cara de pistas LFCI.BOT, en la casilla DEVICE se escoge la opción GERBER_RS274X, en la casilla OUTPUT en FILE se da el nombre con extensión .BOT y la ruta a donde quiere llevar los archivos GERBER. En la ventana de LAYER se selecciona los parámetros indicados en la Figura 18, luego se debe deseleccionar en STYLE todos los parámetros y por último PROCESS JOB en este instante ha quedado generado el archivo para la cara de pistas.

Figura 18. Generación de archivo GERBER para cara de pistas

La casilla de offset se modifica cuando se usa la impresora y queremos que el dibujo nos quede más o menos centrado o que quepan dos dibujos en una sola hoja.

2. Para generar el archivo LFCI.SMS (máscara de soldaduras lado soldaduras) en LAYER se selecciona BSTOP Se presiona PROCESS JOB, aparece un indicador y si desaparece solo sin mensajes de error, se genero el archivo con éxito (Ver Figura 19).

Figura 19. Generar archivo SMS máscara de soldaduras.

3. Para generar el archivo para las perforaciones LFCI.DRL, debemos ejecutar RUN DRILLCFG.ULP como se muestra en la Figura 20. Aparece luego una pequeña pantalla y seleccionamos en ella INCH y presionamos OK hasta que le pregunte donde desea guardarlo, elija la misma carpeta donde ha estado trabajando y póngale el mismo nombre (En este caso LFCI.DRL).

Figura 20. Correr RUN DRILLCFG.ULP.

Figura 21. Escogemos INCH y OK

4. Para generar los archivos de perforaciones con extensiones LFCI.DRD y LFCI.DRI sobre la ventana CAM seleccionamos en DEVICE la herramienta EXCELLON y colocamos nombre al archivo como también la ruta con la extensión .DRD como se ve en la Figura 22, automáticamente este genera los archivos LFCI.DRD y LFCI.DRI.

Figura 22. Generación de los archivos para las perforaciones.

5. Por último generamos un archivo de imagen de la placa para poder visualizar la forma y comparar el terminado de la misma. Seleccione en View\Display/hide layer, las layers bottom, pads, vias, dimension y ejecute FILE/EXPORT/IMAGE, y ejemplo: LFCI_BOT .BMP.

Figura 23. Selección de LAYERS para imagen.

Figura 24. Pasos para generar la imagen con extensión .BMP.

GENERACION DE ARCHIVOS GERBER PARA DOS CAPAS

Para generar los archivos GERBER para dos capas se debe GENERAR PRIMERO LOS ARCHIVOS ANTERIORES PARA UNA CAPA y por último generar los siguientes:

1. LFCI.TOP (Cara de Pistas) 2. LFCI.SMC (Máscara de soldaduras lado componentes) 3. LFCI_TOP.BMP (Imagen lado componentes)

1. Para generar la cara de pistas TOP se procede a utilizar la herramienta CAM y se siguen los pasos que se muestran en la Figura 24.

Figura 25. Pasos para generar capa de pistas TOP.

2. Ahora se necesita generar la capa de soldaduras de la capa TOP LFCI.SMC, para ello utilizamos la herramienta CAM nuevamente como se ve en la Figura 26 y guardamos con la extensión .SMC.

Figura 26. Pasos para generar máscara de soldaduras lado componentes.

3. Por último generamos imagen de la cara TOP de la placa final para tener como guía de diseño y culminación de la misma. Seleccione en View\Display/hide layer, las layers top, pads, vias, dimension y ejecute FILE/EXPORT/IMAGE, y ejemplo: LFCI_TOP .BMP.

Figura 27. Pasos para generar imagen de la capa TOP.

Al final se debe enviar la carpeta con los siguientes archivos (como esta en la Figura 28) dentro de ella, a la página del laboratorio después de que el Profesor o Monitor encargado de la autorización y aprobación.

Figura 28. Archivos para la fabricación del PCB de una cara.

Figura 29. Archivos para la fabricación del PCB de dos caras o capas.

Revisión 2 8 de Julio de 2009 Alejandro Monroy Ocasiones. Andrés Poloche Arango. Laboratorio de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Universidad de los andes