خروجی گربر در پروتئوس؛ راهنمای جامع تنظیمات Gerber، سوراخ‌کاری Drill و رفع خطاهای DFM در Proteus ARES در سال ۱۴۰۵

آموزش گام‌به‌گام استخراج فایل گربر (Gerber RS-274X) و دریل Excellon در پروتئوس Proteus ARES؛ رفع خطای مرگبار جابجایی مته، اصلاح گزینه Edge (will appear on all layers)، تنظیمات لایه Mech 1 و شیارها، و اعتبارسنجی خودکار DFM جهت سفارش آنلاین PCB در بردیفای در سال ۱۴۰۵.

راهنمای تخصصی خروجی گربر و فایل دریل Excellon در نرم‌افزار Proteus ARES جهت بررسی فنی DFM و سفارش برد مدار چاپی در بردیفای

اهمیت حیاتی تنظیمات خروجی گربر در پروتئوس و ریسک‌های فاجعه‌بار خط تولید

خروجی گربر در پروتئوس (Proteus ARES) فرآیند حساس و استاندارد تبدیل داده‌های برداری مدار چاپی به لایه‌های استاندارد نورنگاری (Photoplotting) و کدهای سوراخ‌کاری عددی (NC Drill Excellon) جهت تولید صنعتی در سال ۱۴۰۵ است. نرم‌افزار پروتئوس محصول شرکت Labcenter Electronics به دلیل محیط شبیه‌سازی فوق‌العاده تعاملی (ISIS) در میان طراحان میکروکنترلری، شرکت‌های دانش‌بنیان اینترنت اشیاء (IoT) و مهندسان کنترل صنعتی از محبوبیت بالایی برخوردار است. با این وجود، ماژول طراحی مدار چاپی آن (ARES) از منطق و اصطلاحاتی در استخراج فایل‌های صنعتی استفاده می‌کند که در صورت عدم تسلط بر پارامترهای موتور CADCAM، خسارات غیرقابل جبرانی به خط تولید وارد می‌سازد.

در بازار سنتی تولید مدار چاپی و واسطه‌های خیابان جمهوری، بارها مشاهده شده است که طراحان فایل سورس پروژه (.pdsprj یا فایل قدیمی .lyt) را مستقیماً برای برادساز ارسال می‌کنند. این رویکرد غیرمهندسی، ریسک خطای انسانی را به اوج می‌رساند؛ زیرا نسخه‌های مختلف پروتئوس کتابخانه‌ها (Footprints) را با تلرانس‌های متفاوت رندر می‌کنند. از سوی دیگر، ارسال فایل گربر استخراج‌شده با تنظیمات پیش‌فرض پروتئوس معمولاً به دو فاجعه بزرگ ختم می‌شود: جابجایی کامل مته سوراخ‌کاری نسبت به پدها (Drill-to-Copper Shift) و تکثیر لایه کادر دور برد روی تمام لایه‌های مس (Short Circuit Disaster). هر دوی این خطاها منجر به تولید بردهایی کاملاً ضایعاتی، سوختن قطعات حساس در اولین تست و تحمیل هزینه‌های سنگین سفارش مجدد می‌شوند.

تیم مهندسی بردیفای (bordify.ir) با استقرار سیستم اعتبارسنجی خودکار DFM (Design for Manufacturability)، فایل‌های گربر بارگذاری‌شده را پیش از ورود به چرخه تولید به طور کامل بررسی می‌کند تا هیچ بردی با خطای چیدمان لایه‌ها یا ناهمخوانی مته تولید نشود. در این راهنمای جامع، تمامی زوایای فنی خروجی گربر در پروتئوس بر اساس استانداردهای بین‌المللی IPC-2221B، IPC-6012E و استانداردهای CAM به زبان مهندسی تشریح می‌شود.

مقایسه فرمت‌های خروجی صنعتی در Proteus ARES: RS-274X در برابر Gerber X2 و ODB++

فرمت گربر استاندارد صنعتی RS-274X مطمئن‌ترین و سازگارترین گزینه برای استخراج فایل‌های تولیدی از پروتئوس در سال ۱۴۰۵ است. در نسخه‌های ۸ و ۹ نرم‌افزار پروتئوس، گزینه‌های متعددی برای تولید خروجی کارخانه‌ای ارائه شده است که هر یک ویژگی‌های فنی مختص به خود را دارند:

  • Gerber RS-274X (Extended Gerber): فرمت استاندارد برداری که اطلاعات دیافراگم (Apertures) را درون هدر هر فایل به صورت یکپارچه ادغام می‌کند. این فرمت در تمامی تجهیزات مدرن لیزری و فتورسم پشتیبانی می‌شود و کمترین میزان باگ پارسینگ را دارد.
  • Gerber X2: نسخه تکامل‌یافته گربر که متادیتای ساختاری نظیر نوع لایه (Top Copper، Solder Mask)، عملکرد پدها (SMD Pad، Via، Test Point) و توالی استک‌آپ را به فایل اضافه می‌کند. هرچند Gerber X2 در پروتئوس‌های جدید تعبیه شده، اما به دلیل سازگاری حداکثری خطوط فتورسم در بردیفای و کارخانجات پیشرفته، فرمت RS-274X با رزولوشن ۵۰۰ یا ۱۰۰۰ DPI همواره بدون ریسک‌ترین خروجی محسوب می‌شود.
  • ODB++: دیتابیس جامع تولیدی که اطلاعات لایه‌ها، لیست اتصالات شبکه (Netlist) و اطلاعات مونتاژ را در یک آرشیو ساختاریافته فشرده می‌کند. اگر قصد استفاده از قابلیت‌های پیشرفته را دارید، پروتئوس از ODB++ پشتیبانی می‌کند، اما برای ثبت سفارش سریع PCB، استخراج پکیج ZIP شامل RS-274X و Excellon Drill رویکرد استاندارد جهانی است.

گام صفر: اجرای اعتبارسنجی پیش از تولید (Pre-Production Check) در ARES

اجرای اعتبارسنجی پیش از تولید (Pre-Production Check) در محیط ARES یک الزام قطعی برای کشف خطاهای اتصال کوتاه، ترک‌های باز (Unrouted) و نقض فواصل هوایی قبل از استخراج گربر است. هنگامی که در منوی اصلی پروتئوس روی گزینه خروجی کلیک می‌کنید، نرم‌افزار پیامی با مضمون «Do you want to run the pre-production check?» نمایش می‌دهد. هرگز این پنجره را رد نکنید.

این ابزار به صورت هوشمند و بر اساس قوانین طراحی مدار (DRC) موارد زیر را بررسی می‌کند:

  1. بررسی اتصالات شبکه (Design Connectivity): کشف هرگونه خط هوایی (Ratsnest) مسیرکشی نشده که اتصال مدار را قطع می‌گذارد.
  2. فواصل ایزولاسیون و فیزیکی (Clearance Rules): پایش حداقل فاصله بین ترک به ترک، ترک به پد و پد به پد بر اساس استاندارد IPC-2221B (برای ولتاژهای کاری زیر ۵۰ ولت DC، حداقل فاصله مطمئن در پروتئوس ۶ میل معادل ۰.۱۵ میلی‌متر است).
  3. پیوستگی کادر برد (Board Edge Integrity): اطمینان از اینکه خط محیطی برد مدار چاپی کاملاً بسته است و هیچ شکافی در تقاطع اضلاع وجود ندارد.

در صورتی که پنجره خطاهای Pre-Production Check خطایی (قرمز) را گزارش کرد، باید پیش از هر کاری به محیط طراحی بازگردید و آن را برطرف کنید؛ زیرا ورود این خطاها به گربر مستقیماً باعث قطعی مدار در لایه‌های ساخته‌شده خواهد شد. برای بررسی عمیق‌تر قواعد پیش از طراحی، می‌توانید راهنمای قوانین DFM در طراحی برد مدار چاپی را در وبلاگ بردیفای مطالعه کنید.

راهنمای گام‌به‌گام تنظیمات پنجره CADCAM Output در Proteus ARES

استخراج بدون خطای گربر در پروتئوس از مسیر Output > Generate Gerber/Excellon Files انجام شده و مستلزم تنظیم دقیق پنجره CADCAM Output در ۷ بخش مجزا است. برای شروع، در محیط ARES به منوی بالایی رفته و مسیر زیر را باز کنید:

Output -> Generate Gerber/Excellon Files...

پس از تایید پنجره Pre-Production Check، پنجره اصلی تنظیمات تحت عنوان CADCAM Output باز می‌شود. در این بخش، تنظیمات حیاتی را دقیقاً مطابق با مقادیر زیر پیکربندی کنید:

۱. مسیر ذخیره‌سازی و تجمیع در یک فایل فشرده (Folder & Single ZIP)

  • گزینه Filestem: نام پایه پروژه خود را به زبان انگلیسی و بدون فاصله، کاراکترهای خاص یا حروف فارسی بنویسید (مثال: Main_Controller_Rev1).
  • گزینه Folder: یک پوشه مجزا در سیستم خود برای ذخیره خروجی‌ها انتخاب کنید تا با سایر فایل‌های موقت تداخل نداشته باشد.
  • گزینه Output to a single ZIP file?: این چک‌باکس را حتماً فعال کنید. فعال بودن این گزینه باعث می‌شود تمام لایه‌های برداری گربر و فایل مته سوراخ‌کاری در یک فایل زیپ تمیز بسته‌بندی شوند که مستقیماً آماده بارگذاری در صفحه ثبت سفارش PCB بردیفای است.

۲. تنظیمات فرمت گربر و دقت برداری (Gerber Format & Resolution)

  • Gerber Format: گزینه RS274X را انتخاب کنید. فرمت منسوخ‌شده RS274D به هیچ عنوان نباید استفاده شود زیرا فایل جداگانه جدول دیافراگم تولید می‌کند که در سیستم‌های CAM امروزی خطاهای مقیاس فاحش ایجاد می‌کند.
  • Bitmap / Font Rasterizer (Resolution): مقدار رزولوشن را روی 500 DPI یا 1000 DPI قرار دهید. رزولوشن پایین‌تر از ۲۵۰ DPI باعث دندانه‌دار شدن قوس‌ها، لبه پدها و افت دقت فونت‌های لایه چاپ راهنما (Silkscreen) می‌شود.

۳. جهت چرخش و بازتاب تصویر (Rotation & Reflection)

  • Rotation: روی مقدار پیش‌فرض X Horizontal قرار داشته باشد.
  • Reflection: منحصراً روی Normal تنظیم شود. هرگز گزینه Mirror را تیک نزنید! آینه‌ای کردن لایه‌ها در زمان خروجی گربر باعث وارونه شدن پایه‌های آی‌سی‌ها و کانکتورها شده و کل مدار پس از مونتاژ غیرقابل استفاده خواهد شد.

۴. واحد فایل‌های مته و اطلاعات (INF File Units)

  • INF File Units: گزینه Metric (mm) را انتخاب کنید. انتخاب میلی‌متر تضمین می‌کند که کدهای مته دریل با ابعاد دقیق سیستم بین‌المللی با دقت ۰.۰۱ میلی‌متر تطابق داشته باشند و با مقیاس‌های اینچی یا میل دچار ناهماهنگی نشوند.
پارامتر در پنجره CADCAMمقدار پیشنهادی بردیفایدلیل فنی و استاندارد مرجعریسک در صورت تنظیم اشتباه
Gerber FormatRS274Xاستاندارد بین‌المللی دیافراگم تعبیه‌شده Ucamcoعدم خواندن ابعاد پدها در CAM و توقف تولید
Output to a single ZIPفعال (Checked)بسته‌بندی یکپارچه لایه‌ها و دریلگم شدن فایل دریل یا لایه عایق در پکیج سنتی
ReflectionNormalجهت واقعی لایه‌های مس طبق دید از بالاسوختن کامل تراشه‌ها به دلیل معکوس شدن پین‌ها
RotationX Horizontalتطابق دستگاه‌های برش و فتورسمخطای چرخش ۹۰ درجه در پنل‌بندی خودکار
INF File UnitsMetric (mm)دقت سیستم متریک در سوراخ‌کاری CNCخطای مقیاس ۲۵.۴ برابری ابعاد سوراخ‌ها
Rasterizer Resolution500 or 1000 DPIرندر نرم پلی‌گان‌های مس و متن‌های سیلکتار شدن لبه خطوط و ایجاد پلیسه نوری مس

رمزگشایی نام لایه‌ها در پروتئوس: تفاوت حیاتی Resist و Mask چیست؟

در ساختار نام‌گذاری پروتئوس ARES، لایه Resist نشان‌دهنده چاپ سبز ضد لحیم (Solder Mask) و لایه Mask نشان‌دهنده شابلون خمیر قلع (Solder Paste Stencil) است. یکی از گیج‌کننده‌ترین چالش‌های مهندسان در پروتئوس، تفاوت نام‌گذاری لایه‌ها نسبت به نرم‌افزارهایی مانند Altium Designer یا KiCad است. در ادبیات مهندسی پروتئوس:

  1. Resist به معنای Solder Resist (چاپ سبز): لایه‌ای پلیمری که روی تمام سطح برد کشیده می‌شود و فقط روی پدهای لحیم‌کاری باز می‌ماند تا از اکسیداسیون مس و اتصال پل لحیم (Solder Bridge) جلوگیری کند.
  2. Mask به معنای Paste Mask (شابلون استنسیل): لایه‌ای که فایل ساخت شابلون فلزی شستشو و برش لیزری (Stencil) را برای مالیدن خمیر قلع روی پدهای قطعات نصب سطحی (SMD) در خط مونتاژ اتوماتیک تعیین می‌کند.

اگر کاربری این دو را اشتباه بگیرد و برای چاپ سبز، لایه Mask را ارسال کند، کل سطح برد مدار چاپی بدون روکش عایق باقی مانده و تمام پایه‌های بردهای چندلایه دچار اتصال کوتاه کشنده می‌شوند!

لایه‌های الزامی برای استخراج در پروتئوس بر اساس استانداردهای بردیفای

در بخش Layers / Artworks از پنجره CADCAM Output، باید تیک لایه‌ها را با دقت انتخاب کنید. در جدول زیر، تطابق نام لایه‌های پروتئوس با پسوندهای استاندارد بین‌المللی و کارکرد صنعتی هر یک مشخص شده است:

نام لایه در Proteus ARESپسوند استاندارد گربرنام فارسی و شرح لایهالزامی برای تولید برد خام؟
Top Copper.GTLلایه مس روی برد (Top Layer)بله (در بردهای ۱، ۲ و چندلایه)
Bottom Copper.GBLلایه مس زیرین برد (Bottom Layer)بله (در بردهای دو لایه و بالاتر)
Inner 1, Inner 2 ....G1, .G2لایه‌های مس میانی در بردهای چندلایهبله (در بردهای ۴، ۶ و ۸ لایه)
Top Resist.GTSچاپ سبز لایه رو (Top Solder Mask)بله
Bottom Resist.GBSچاپ سبز لایه زیر (Bottom Solder Mask)بله
Top Silk.GTOچاپ راهنما و مارکاژ لایه رو (Top Silkscreen)بله (برای راهنمای مونتاژ و نام قطعات)
Bottom Silk.GBOچاپ راهنما لایه زیر (Bottom Silkscreen)در صورت وجود قطعه یا نوشته در زیر
Drill.DRL / .TXTفایل سوراخ‌کاری مته CNC (Excellon)بله (کاملاً حیاتی)
Board Edge.GKO / .GM1خط کادر محیطی برش فیزیکی بردبله (باید تک و مجزا باشد)
Mech 1.GMLلایه مکانیکی شیارهای داخلی و فرزکاریدر صورت وجود برش و اسلات
Top Mask.GTPشابلون استنسیل خمیر قلع بالا (SMD Paste)خیر (فقط هنگام سفارش شابلون استنسیل)
Bottom Mask.GBPشابلون استنسیل خمیر قلع پایینخیر (فقط هنگام سفارش شابلون استنسیل)

خطای فاجعه‌بار «Edge (will appear on all layers)» و راهکار اصولی کادر برد

چک‌باکس «Edge (will appear on all layers)» در پنجره CADCAM Output پروتئوس باید اکیداً غیرفعال (Unchecked) باشد؛ در غیر این صورت خط کادر دور برد بر روی تمام لایه‌های مس کپی شده و باعث اتصال کوتاه مرگبار در پیرامون برد می‌شود. این ویژگی قدیمی در پروتئوس از دورانی باقی مانده است که تکنسین‌های فتورسم دستی به خط دور برد روی فیلم‌های عکاسی نیاز داشتند تا لایه‌ها را با چشم روی یکدیگر منطبق کنند.

امروزه با دستگاه‌های اتوماتیک LDI (Laser Direct Imaging)، اگر گزینه Edge را روی تمام لایه‌ها فعال کنید، اتفاقات مخرب زیر رخ می‌دهد:

  1. خط کادر دور برد (که معمولاً با ضخامت ۱۰ یا ۱۲ میل رسم شده) تبدیل به یک سیم مسی رسانا دور تا دور برد روی لایه‌های Top Copper و Bottom Copper می‌شود.
  2. اگر پلی‌گان زمین (GND Copper Pour) یا خطوط تغذیه (VCC) تا فاصله نزدیک لبه برد آمده باشند، خط مسی کادر مستقیماً این ترک‌ها را به یکدیگر وصل می‌کند.
  3. در مرحله تست الکتریکی با پراب پروازی (Flying Probe)، تمام شبکه‌های برد دارای اتصال کوتاه با بدنه گزارش شده و ۱۰۰٪ بردها غیرقابل استفاده می‌شوند.

روش استاندارد تعریف کادر برد در پروتئوس (Watertight Board Outline)

برای داشتن یک کادر برد کاملاً استاندارد و مهندسی در پروتئوس، اقدامات زیر را انجام دهید:

  • در محیط ARES، کادر محیطی برد را با استفاده از ابزار 2D Graphics Box Mode یا 2D Graphics Line Mode رسم کنید.
  • لایه رسم را منحصراً روی Board Edge (یا Mech 1) قرار دهید.
  • ضخامت خط کادر را روی 10 mil (معادل ۰.۲۵۴ میلی‌متر) تنظیم کنید.
  • اطمینان حاصل کنید که کادر کاملاً بسته است (Watertight)؛ یعنی هیچ فاصله باز یا گوشه ناتمامی وجود ندارد تا تیغه CNC فرز در کارخانه مسیر حرکت پیوسته داشته باشد.
  • در پنجره CADCAM Output، گزینه Edge (will appear on all layers) را غیرفعال کنید و لایه Board Edge را در لیست لایه‌ها تیک بزنید.

حل معمای جابجایی مته و پد (Drill-to-Copper Shift): مدیریت مبدأ مختصات

خطای جابجایی سوراخ‌های مته نسبت به پدهای مسی ناشی از عدم تطابق مبدأ مختصات محلی (Origin Marker) و مبدأ فایل CADCAM در پروتئوس است. یکی از پرتکرارترین و پرهزینه‌ترین خسارات مهندسان در سفارش‌های بردهای پروتئوس، وضعیتی است که برد تحویل داده می‌شود اما تمام سوراخ‌های قطعات پایه‌دار (THT) و ویاها چندین میلی‌متر به سمت چپ یا بالا جابجا خورده‌اند و روی ترک‌های مسی مجاور سوراخ شده‌اند!

این فاجعه به دلیل وجود دو سیستم مختصات در پروتئوس اتفاق می‌افتد:

  1. مبدأ مطلق دیتابیس (Absolute World Origin): نقطه صفر، صفر پیش‌فرض نرم‌افزار در گوشه پایین سمت چپ صفحه کاری نامرئی.
  2. مبدأ فرضی یا نشانگر مبدأ (False Origin / Origin Marker): علامتی دایره‌ای با یک ضربدر داخلی که طراح می‌تواند با ابزار Origin در نوار ابزار سمت چپ، آن را در هر نقطه‌ای از صفحه (مثلاً گوشه پایین سمت چپ کادر برد) قرار دهد.

اگر طراح نشانگر مبدأ را در گوشه برد قرار دهد اما قبل از گرفتن خروجی، آن را حذف یا جابجا کند، یا اگر فرمت مته دریل Excellon با مختصات گربر برداری از نظر فرمت صفرهای پیشرو و پسرو (Leading/Trailing Zeros) ناهماهنگ شود، سیستم‌های CNC مته را نسبت به مبدأ دیگری اندازه می‌گیرند.

اقدامات ضد خطا برای هماهنگی مبدأ در پروتئوس

  • همیشه قبل از نهایی‌سازی مدار، ابزار Origin Marker را انتخاب کرده و آن را دقیقاً روی گوشه پایین-چپ (Bottom-Left) کادر Board Edge قرار دهید.
  • در پنجره CADCAM Output، مطمئن شوید که واحد فایل دریل روی Metric (mm) تنظیم شده است تا تبدیل مقیاس اینچ به میلی‌متر رخ ندهد.
  • برای کسب اطلاعات عمیق‌تر درباره کدهای سوراخ‌کاری و هدر مته‌ها، مقاله تخصصی راهنمای اعتبارسنجی فایل مته سوراخ‌کاری Excellon را در بردیفای مرور کنید.

شیارها، برش‌های داخلی (Cutouts) و اسلات‌های آبکاری‌شده در لایه Mech 1

تمام برش‌های داخلی، کانال‌های ایزولاسیون ولتاژ بالا و سوراخ‌های لوبیایی (Slotted Holes) در پروتئوس باید در لایه مکانیکی Mech 1 تعریف شده و در فیلد Slotting/Routing Layer انتخاب شوند. در بردهای الکترونیک قدرت، منابع تغذیه سوئیچینگ (SMPS) یا بردهای اینورتر، مهندسان برای رعایت استانداردهای خزش و فاصله هوایی (Creepage and Clearance طبق IPC-2221B و IEC 60950) شیارهایی عایق بین مسیرهای ۲۲۰ ولت برق شهر و مدار ولتاژ پایین میکروکنترلر ایجاد می‌کنند.

علاوه بر این، قطعاتی مانند جک آداپتور DC (Barrel Jack)، کانکتورهای USB Type-C و سوکت‌های صوتی دارای پایه‌های پهن تیغه‌ای هستند که نیازمند سوراخ‌های اسلات (بیضی یا مستطیلی) هستند. قواعد ساخت این المان‌ها در پروتئوس به شرح زیر است:

۱. شیارهای غیرفلزی و برش‌های عایقی (Non-Plated Cutouts)

  • این خطوط باید با ضخامت حداقل مسیر برشی در لایه Mech 1 رسم شوند.
  • حداقل قطر استاندارد تیغه فرز CNC در کارخانجات پیشرفته ۰.۸ میلی‌متر (۳۱.۵ میل) یا ۱.۰ میلی‌متر است. شیارهای باریک‌تر از ۰.۸ میلی‌متر نیازمند مته‌های مینیاتوری سفارشی بوده و هزینه تولید را افزایش می‌دهند.
  • در پنجره CADCAM Output، در کادر کشویی Slotting/Routing Layer، گزینه Mech 1 را انتخاب کنید.

۲. اسلات‌های آبکاری‌شده فلزی (Plated Through Slots)

  • برای پایه‌های فلزی کانکتورها که باید لحیم شوند، اسلات باید دارای پد مسی در هر دو لایه Top Copper و Bottom Copper باشد.
  • حداقل عرض اسلات فلزی ۰.۶۵ میلی‌متر (۲۵.۶ میل) است.
  • حداقل عرض حلقه مسی دور سوراخ (Annular Ring) طبق کلاس ۲ استاندارد IPC-6012E باید حداقل ۰.۱۵ میلی‌متر (۶ میل) باشد تا بر اثر تنش حرارتی مونتاژ، پد از دیواره سوراخ کنده نشود.

تنظیمات بازشوی چاپ سبز (Guard Gap) و پوشش ویاها (Via Tenting)

تنظیم پارامتر Guard Gap روی مقدار منفی یک (۱-) در سبک ویاها در پروتئوس باعث ایجاد پوشش کامل چاپ سبز روی ویا (Via Tenting) و جلوگیری از اکسیداسیون و لحیم‌خوردگی ناخواسته می‌شود. در پروتئوس، لایه چاپ سبز به صورت نگاتیو تعریف می‌شود؛ یعنی هر جا دایره یا مستطیلی وجود داشته باشد، چاپ سبز در آن نقطه پاک شده و مس برای لحیم‌کاری باز می‌ماند.

پارامتر Guard Gap (انبساط چاپ سبز)

این پارامتر فاصله لبه چاپ سبز تا لبه پد مسی را مشخص می‌کند (Solder Mask Expansion):

  • مقدار نرمال برای پدهای قطعات SMD و THT بین ۲ تا ۴ میل (۰.۰۵ تا ۰.۱ میلی‌متر) است تا در صورت تلرانس چاپ، رنگ چاپ سبز روی سطح پد نیفتد.
  • در قطعات با فاصله پایه‌های بسیار ریز (Fine Pitch ICs مانند QFN و QFP با فاصله ۰.۵ میلی‌متر)، پل رنگی چاپ سبز (Solder Mask Dam) بین پدها باید حداقل ۴ میل (۰.۱ میلی‌متر) پهنا داشته باشد تا از ایجاد اتصال پل لحیم جلوگیری کند. برای جزئیات فنی بیشتر، به مقاله راهنمای طراحی چاپ سبز و سولدر ماسک PCB مراجعه فرمایید.

پوشش ویاها با چاپ سبز (Via Tenting)

اگر مایلید ویاهای مدار با چاپ سبز پوشانده شوند (روش تیپ ۱ طبق استاندارد IPC-4761):

  • در محیط ARES به منوی Technology -> Design Rules بروید یا استایل ویاها (Via Style) را باز کنید.
  • مقدار Guard Gap ویاها را برابر با ۱- (منفی یک) قرار دهید.
  • در خروجی گربر لایه Resist، نرم‌افزار به صورت خودکار بازشوی روی ویاها را حذف کرده و ویاها کاملاً زیر لایه محافظتی چاپ سبز محفوظ می‌مانند که ریسک اتصال کوتاه کابل‌ها یا لحیم‌خوردگی تصادفی را به صفر می‌رساند.

جدول عیب‌یابی جامع خطاهای رایج گربر پروتئوس و راهکارهای پیشگیرانه

جدول زیر مهم‌ترین خطاهای پرتکرار در خروجی گربر پروتئوس، پیامدهای فنی در خط تولید و راهکار مهندسی برطرف‌سازی آن‌ها را در یک نگاه خلاصه می‌کند:

خطای شناسایی‌شدهریشه خطا در تنظیمات پروتئوسپیامد فاجعه‌بار در خط تولیدراهکار قطعی رفع در ARESبررسی خودکار در DFM بردیفای
جابجایی مته (Drill Offset)عدم همزمانی Origin Marker یا تغییر مبدأ مختصاتسوراخ‌کاری روی خطوط مس، قطعی کامل مدارتنظیم نشانگر Origin در گوشه پایین-چپ بردشناسایی خودکار انحراف سوراخ‌ها از مرکز پد
اتصال کوتاه کادر بردتیک زدن گزینه Edge (will appear on all layers)اتصال سراسری تمامی لایه‌های مس به یکدیگرغیرفعال کردن چک‌باکس و انتخاب لایه Board Edgeتشخیص خودکار خطوط رسانا در حاشیه برد
گم شدن خط برش بردرسم کادر برد در لایه نامربوط یا باز بودن گوشه‌هاعدم امکان برش برد توسط دستگاه CNC یا خطای ابعادیرسم خط پیوسته در لایه Board Edge با ضخامت 10milبررسی Watertight بودن خطوط پیرامونی
وارونه شدن پایه‌ها (Mirror)فعال بودن گزینه Mirror در بخش Reflectionغیرقابل مونتاژ شدن آی‌سی‌ها و سوختن تراشهتنظیم فیلد Reflection منحصراً روی Normalهشدار هوشمند لایه‌های معکوس
حذف شیارهای داخلیرسم برش‌ها در لایه اشتباه و عدم انتخاب Mech 1ساخته نشدن اسلات جک آداپتور و عدم جا رفتن پایهرسم برش در Mech 1 و انتخاب آن در Slotting Layerاستخراج اسلات‌های فرزکاری در فایل گربر مکانیکی
خطای مقیاس سوراخ‌هاتنظیم واحد INF بر روی Imperial به جای Metricسوراخ‌ها ۲۵.۴ برابر بزرگ‌تر یا کوچک‌تر می‌شوندانتخاب گزینه Metric (mm) در پنجره CADCAMاعتبارسنجی مقیاس هدر مته Excellon

چرا سفارش PCB در بردیفای ریسک فایل‌های پروتئوس را به صفر می‌رساند؟

پلتفرم بردیفای (bordify.ir) با بهره‌گیری از سیستم اعتبارسنجی مهندسی DFM هوشمند پیش از ارسال به کارخانه، فایل‌های گربر پروتئوس را به دقت بررسی کرده و تمامی باگ‌های جابجایی مته و کادر برد را پیش از تولید فیزیکی شناسایی می‌کند. در روش‌های سنتی بازار و واسطه‌های بی‌نام، سفارش شما بدون هیچ‌گونه تحلیل فنی مستقیماً روانه تولید می‌شود و در صورت بروز خطا در تنظیمات گربر، تمامی مسئولیت و هزینه‌های گزاف مالی سفارش مجدد، از دست رفتن قطعات چند میلیون تومانی و تاخیر در تحویل محصول به مشتری بر دوش طراح گذاشته می‌شود.

ارزش‌های محوری بردیفای در سفارش بردهای مدار چاپی

  1. بررسی فنی پیش از تولید رایگان (DFM Pre-Flight Inspection): پس از بارگذاری فایل ZIP گربر خروجی پروتئوس در سیستم بردیفای، الگوریتم‌های پیشرفته هندسی ما انطباق سوراخ‌های مته با پدها، ضخامت مس، حداقل فاصله خطوط (Clearance) و پیوستگی کادر برد را آنالیز می‌کنند. در صورت وجود کوچک‌ترین اشکال، پیش از صرف هزینه تولید به شما اطلاع‌رسانی می‌شود.
  2. محاسبه آنلاین و کاملاً تفکیک‌شده قیمت: قیمت تولید برد، هزینه متریال پایه (FR-4 با دمای تبدیل شیشه‌ای استاندارد TG150 یا TG170)، پوشش سطحی (هات‌ایر HASL، سرب‌خشک Lead-Free، یا طلای شیمیایی ENIG بر اساس استاندارد IPC-4552) و هزینه‌های بسته‌بندی با شفافیت ریالی ۱۰۰٪ و بدون هزینه پنهان ارائه می‌شود.
  3. تست الکتریکی ۱۰۰٪ پراب پروازی (Flying Probe Testing): تمامی بردهای تولیدشده در بردیفای تحت تست پراب پروازی قرار می‌گیرند تا عدم وجود هرگونه اتصال کوتاه میکرونی یا قطعی در لایه‌های میانی بر اساس استاندارد IPC-6012 کلاس ۲ تضمین شود.
  4. تیم مهندسی پاسخگو و واقعی: کارشناسان ارشد سخت‌افزار بردیفای در تمام مراحل طراحی، بهینه‌سازی گربر و سفارش همراه شما هستند تا از نمونه اولیه تحقیقاتی تا تیراژ انبوه صنعتی، بردی قابل اتکا در دست داشته باشید.

برای مقایسه تنظیمات گربر در سایر نرم‌افزارهای مطرح طراحی، پیشنهاد می‌کنیم مقالات راهنمای خروجی گربر در آلتیوم دیزاینر و راهنمای خروجی گربر در KiCad را نیز مطالعه کنید.

چک‌لیست نهایی مهندسی قبل از خروجی گربر در پروتئوس و ارسال به بردیفای

پیش از خروجی نهایی و آپلود در بردیفای در سال ۱۴۰۵، چک‌لیست زیر را بند به بند بررسی و تایید کنید:

  • اجرای موفق Pre-Production Check در ARES و برطرف‌سازی تمام خطاهای DRC.
  • قرار دادن نشانگر Origin Marker در گوشه پایین-چپ (Bottom-Left) کادر برد.
  • رسم کادر پیوسته، بسته و ضد آب (Watertight) در لایه Board Edge با ضخامت خط ۱۰ میل.
  • غیرفعال بودن قطعی چک‌باکس «Edge (will appear on all layers)» در پنجره CADCAM.
  • فعال بودن چک‌باکس «Output to a single ZIP file?».
  • انتخاب فرمت RS274X با رزولوشن ۵۰۰ یا ۱۰۰۰ DPI.
  • تنظیم حالت Reflection منحصراً روی Normal (عدم تیک خوردن Mirror).
  • تنظیم واحد INF File Units بر روی Metric (mm).
  • رسم شیارهای عایقی و اسلات‌های کانکتور در لایه Mech 1 و انتخاب آن به عنوان Slotting/Routing Layer.
  • بررسی لایه‌های Top Resist و Bottom Resist به عنوان چاپ سبز (نه لایه‌های Mask).
  • بازبینی فایل ZIP گربر در یک گربر ویوئر استاندارد و بارگذاری مستقیم در بردیفای.

منابع و شواهد

  1. Proteus Design Suite: PCB Manufacturing Output Formats and CADCAM Generation Guide — Labcenter Electronics Ltd.
  2. IPC-2221B: Generic Standard on Printed Board Design — IPC International
  3. IPC-6012E: Qualification and Performance Specification for Rigid Printed Boards — IPC International
  4. IPC-A-600K: Acceptability of Printed Boards — IPC International
  5. The Gerber Layer Format Specification (RS-274X & Gerber X2) — Ucamco
  6. IPC-D-356A: Bare Board Electrical Test Information — IPC International