Jak se ujistit, že Gerber data odpovídají navržené desce

Možná se někomu zdá tato otázka zbytečná, ale praxe často dokazuje pravý opak. Gerber data poslaná do výroby nemusí vždy odpovídat navržené desce, takže jsou vyrobené desky vadné, mnohdy neopravitelné, zejména když se jedná o desky vícevrstvé. Chyba může vzniknout při generování Gerber dat ještě v návrhovém programu, při interpretaci načtených Gerber dat v CAM editoru u výrobce nebo při dodatečných úpravách desky přímo v Gerber datech.

Problém lze alespoň částečně eliminovat porovnáním netlistu z návrhového programu s netlistem získaným z Gerber dat v CAM editoru ještě před vlastní výrobou desky. Je to jediný možný způsob, jak najít nepropojené, nebo naopak zkratované spoje v Gerber datech, a zřejmě jedna z nejdůležitějších kontrol prováděná v souvislosti s následnou výrobou desky. Porovnání si může provést návrhář sám, aby se ujistil, že odeslaná Gerber data jsou správná, ale stejně tak je dobré poslat netlist z návrhového programu rovněž výrobci, aby si ho porovnal s netlistem z Gerber dat před výrobou. To je důležité zejména v případě, pokud se v CAM editoru provádějí dodatečné změny ovlivňující geometrii spojů, protože se tím odhalí možné porušení původního zapojení.

Zde je nutné si vyjasnit, že pod netlistem se míní výpis zapojení sítě spojů pomocí souřadnic, nikoliv pomocí značení součástek a jejich vývodů, jak to dělá klasický netlist. Souřadnicový netlist není nic nového, protože je pro potřebu testování holé desky standardem IPC pod označením IPC-D-356 nebo IPC-D-356a a většina návrhových programů desek ho umí generovat.

Aby mělo porovnání smysl, je potřeba porovnávat souřadnicový netlist generovaný v návrhovém programu (např. PADS, Altium, Orcad atd.) s netlistem z Gerber dat v CAM programu (např. CAM350). Generovat netlist typu IPC-D-356 v návrhovém programu není žádný problém. Pro generování stejného typu netlistu z Gerber dat je ale potřeba mít v CAM editoru načtena i vrtací data, přičemž jednotlivé vrstvy i vrtání musí být navzájem správně zarovnány. Vrtací data jsou zde velmi důležitá, protože informují CAM editor o vzájemném propojení grafiky spojů na jednotlivých vrstvách.

Porovnávat dva souřadnicové netlisty je možné různými způsoby, protože se jedná o textové formáty, ale nejlepší metodou je automatické porovnání přímo v CAM editoru, pokud to umí. Vzhledem k tomu, že se porovnávají netlisty se souřadnicemi, musí mít Gerber a vrtací data načtená do CAM editoru stejný výchozí bod (počátek) jako data v externím netlistu!

Zde je ukázán postup při porovnání souřadnicového netlistu z Gerber dat s netlistem IPC-D-356 nebo IPC-D-356a přímo v programu CAM350 v. 14:

1. V návrhovém programu se vygenerují Gerber a vrtací data i souřadnicový netlist (IPC-D-356 nebo IPC-D-356a), který bude při porovnávání sloužit jako externí netlist.
2. V programu CAM350 se po načtení Gerber a vrtacích dat vygeneruje souřadnicový netlist (povely Analyze – Netlist Tools – Extract CAM Netlist, nebo Test – Extract Netlist).
3. Externí netlist se načte a porovná (Analyze – External Nets).

Některé další detaily porovnávání netlistů v programu CAM350 jsou uvedeny v článku na webu výrobce tohoto programu [1].

CAD netlist versus IPC-D-356 netlist

Jako příklad je níže ukázán rozdíl mezi netlistem získaným z CAD programu a netlistem IPC-D-356. CAD netlist zapisuje pro síť spojů stejného potenciálu název sítě (CLK65) a připojené vývody součástek (například U2-5) třeba takto: % COMPONENTS SN7442 U1 CD4008 U2 … % SIGNALS Clk65 U2-5,U3-3,U7-4,U11-9 Sig22 U2-10, U6-10,U11-5 Clock73 U2-9,U3-4,U6-2,U7-9,U10-1 Data82 U2-4,U5-10,U7-10,U10-8,U11-1 Sig26 U2-3,U3-2,U5-3 …

Stejný netlist pro danou desku vyjádřený pomocí souřadnic připojených vývodů ve formátu IPC-D-356 generovaný rovněž v návrhovém programu desky pak vypadá takto: % COORDINATES Clk65 (2300.0:1200.0), (2100.0:1700.0), (2200.0:3900.0), (3400.0:3000.0) Sig22 (2300.0:1500.0), (2300.0:3500.0),(3300.0:2700.0) Clock73 (2400.0:1500.0), (2200.0:1700.0), (2000.0:3200.0), (2400.0:4200.0), (2900.0:2200.0) Data82 (2200.0:1200.0), (2300.0:3000.0), (2300.0:4200.0), (3500.0:2500.0), (2900.0:2700.0) Sig26 (1850.0:2600.0), (2100.0:1200.0), (2000.0:1700.0)

Při generování souřadnicového netlistu z Gerber dat sleduje CAM program grafiku spoje formou odkud-kam v podobě souřadnic. V případě, kdy je na konci spoje otvor a současně je na jiné vrstvě desky (Gerber data pro jinou vrstvu) začátek jiného spoje, program pokračuje ve sledování spoje dále. Otvor může indikovat otvor v pájecí plošce pro vývodové součástky nebo via otvor pro převod spoje z jedné vrstvy do druhé.