Revisa los archivos de KiCad antes de enviarlos a fabricar

La placa pasa el DRC. Generas los Gerbers, comprimes la carpeta, la subes, y un día después el fabricante pregunta cuál archivo es el contorno de la placa. O peor, nadie pregunta, y las placas llegan con un plano de cobre desactualizado o una parte girada noventa grados.

Casi ninguno de estos problemas es un error de diseño. Son errores de liberación: los archivos que salieron del proyecto no coincidían con el proyecto. Esta nota es la revisión que haríamos entre “layout terminado” y “subir”, para proyectos de KiCad en específico.

Empieza por el proyecto, no por los archivos

Cada salida se genera a partir de la placa tal como existe en ese momento. Si la placa está desactualizada, todos los archivos lo están con ella.

Rellena las zonas. La documentación de KiCad dice que es importante asegurarse de que los rellenos de zona estén actualizados antes de generar las salidas, y que KiCad te avisará cuando las zonas no se hayan vuelto a rellenar. Trata esa advertencia como una señal de alto, no como una molestia. Un plano que se rellenó antes del último cambio de ruteo puede poner en corto una red o dejar un hueco que la vista en pantalla oculta.

Ejecuta el DRC con la verificación de paridad con el esquemático activada. El DRC encuentra violaciones de separación y de ancho mínimo, redes sin conectar y otros problemas de reglas. La verificación de paridad compara la placa con el esquemático, lo que atrapa el caso en que alguien editó el esquemático y nunca ejecutó Update PCB from Schematic. El manual del editor de PCB de KiCad cubre ambas cosas. Corrige los errores. De cada advertencia que decidas conservar, sabe por qué.

Verifica que las reglas sean las tuyas. El DRC solo aplica las restricciones de la configuración de la placa. Si el proyecto todavía trae reglas por defecto de una plantilla, un DRC limpio significa “limpio según los números de alguien más.” Compara la configuración con las capacidades publicadas del fabricante para el proceso que elegiste. Esas capacidades son específicas de cada proveedor y de cada stackup, así que lee las de la casa que realmente vas a usar.

Qué entra en el conjunto de Gerbers

El diálogo de trazado tiene un puñado de opciones que cambian sin ruido lo que recibe el fabricante. Las que vale la pena decidir a propósito:

• Formato Gerber X2. X2 incrusta metadatos en cada archivo, incluido un atributo de función de archivo que indica si es cobre superior, máscara de soldadura inferior, leyenda, etc. Ucamco, que mantiene el formato, describe los atributos como metainformación sobre la imagen, por ejemplo si un objeto es un pad SMD, un pad de vía o un fiducial. Eso elimina las conjeturas del operador de CAM del fabricante. Si la herramienta de carga de tu fabricante pide extensiones de nombre de archivo, existe una opción de extensiones Protel. Usa la que pida el fabricante, y no las mezcles en un mismo paquete.
• Verificar los rellenos de zona antes de trazar. Déjala activada. Es la misma verificación de arriba, integrada en el paso de trazado.
• Restar la máscara de soldadura de la serigrafía. Esto evita que la leyenda se imprima sobre pads expuestos. Si el fabricante lo vuelve a hacer de su lado es asunto suyo, pero una leyenda recortada de tu lado es una sorpresa menos.
• Trazar los valores de los footprints. Los designadores de referencia en la serigrafía ayudan a quien ensambla y retrabaja la placa. Los valores suelen ser ruido. Decide, en lugar de heredar lo que usó el último proyecto.

Luego abre la salida. Carga los archivos trazados en un visor aparte, como el visor de Gerbers del propio KiCad, no en el editor de PCB. Buscas cosas que el editor tolera y que un visor muestra con claridad:

1. Están todas las capas esperadas: cobre de cada capa del stackup, máscara, pasta si necesitas un esténcil, leyenda y el contorno de la placa en Edge.Cuts.
2. El contorno es una sola forma cerrada. Un hueco en el contorno es la razón clásica por la que un fabricante te escribe.
3. Las aberturas de máscara coinciden con los pads, y ningún pad que querías cubrir está abierto.
4. No hay nada de otro proyecto en la carpeta. Trazados viejos de una revisión anterior junto a los nuevos es como se sube el archivo equivocado.

Si no estás seguro de que tu layout sobrevivirá al ensamblaje, nuestra nota sobre errores de layout de PCB que solo se notan en el ensamblaje cubre el lado de footprints y colocación.

Archivos de taladro

KiCad puede escribir los orificios metalizados y no metalizados en un archivo o en dos. Esa es una elección con un consumidor al otro lado: algunos fabricantes los quieren separados, otros aceptan cualquiera. Pregunta, o lee las instrucciones de carga, y no lo des por hecho.

Otros dos ajustes importan más de lo que la gente espera:

• Origen del taladro. Las coordenadas del archivo de taladro se miden desde un punto de referencia. Si trazas los Gerbers con un origen y los archivos de taladro con otro, los orificios caen en el lugar equivocado respecto al cobre. Usa el mismo origen para todo. KiCad te permite fijar un origen de taladro/colocación desde el menú Place, y el mismo ajuste se puede aplicar a los archivos de colocación.
• Mapa de taladros. Genera el archivo de mapa. Es una imagen de cada orificio y su tamaño. Compáralo con la placa a simple vista. Una ranura que se volvió una fila de orificios redondos, o un orificio de montaje que quedó metalizado, salta a la vista de inmediato.

Revisa la lista de orificios contra lo que pretendías: tamaños de vías, pines de conectores, orificios de montaje. Cualquier cosa que parezca un tamaño suelto suele ser un footprint de una biblioteca que olvidaste que habías incorporado.

BOM y datos de colocación para el ensamblaje

Si la placa va a ensamblarse, dos archivos más cargan con el trabajo, y ambos se generan por separado de los Gerbers. Es donde empiezan la mayoría de las preguntas del ensamblador.

La BOM. En el editor de esquemáticos de KiCad, un símbolo tiene tres banderas de exclusión, y significan cosas distintas. Según el manual del editor de esquemáticos:

• Exclude from bill of materials deja la parte fuera de las exportaciones de la BOM.
• Exclude from board significa que el símbolo es solo del esquemático y ningún footprint va a la placa.
• Do not populate significa que la parte no debe colocarse, aunque su footprint permanece en la placa.

La falla es confundir las dos últimas. Un footprint que se conserva para una opción futura debe marcarse como do-not-populate, de modo que permanezca en la placa pero no se compre ni se coloque. Un punto de prueba o un símbolo de logotipo normalmente debe quedar fuera de la BOM. Verifica que la BOM exportada haga lo que querías: cada línea tiene un número de parte del fabricante o un valor, paquete y tolerancia completos, y cada elemento do-not-populate está marcado de una forma que tu ensamblador verá. Nuestra nota sobre qué enviar para una cotización de ensamblaje de PCB enumera lo que un ensamblador necesita junto con la BOM.

El archivo de colocación. La exportación de colocación de KiCad tiene opciones que cambian su contenido: formato, si incluir solo partes SMD, si excluir las partes do-not-populate y de orificio pasante, si usar el origen de taladro/colocación, un archivo o uno por lado, y cómo se maneja la rotación en el lado inferior. Cada una de ellas puede producir un archivo internamente correcto y aun así equivocado para la máquina que lo lee.

No confíes en que el archivo está bien porque se exportó. Revisa tres o cuatro partes. Elige una asimétrica, como un SOIC o un capacitor polarizado, una cerca de cada esquina de la placa y una en el lado inferior. Confirma posición y rotación contra el layout. Luego pregunta a tu ensamblador qué convención de rotación y de origen espera su programación. La orientación del pin uno en una biblioteca de footprints es una convención de CAD. Cómo un programa de pick-and-place lee un ángulo de rotación es un requisito del ensamblador, y los dos no siempre coinciden. Un ensamblador que conoce su propia convención normalmente puede decirte en una línea qué ajustar.

Una rutina de liberación corta

Ejecuta esto en orden, cada vez, incluso para un cambio de una sola línea:

1. Update PCB from Schematic; confirma que no hay diferencias.
2. Rellena todas las zonas.
3. Ejecuta el DRC con la verificación de paridad; resuelve o justifica cada mensaje.
4. Traza los Gerbers y los archivos de taladro en una carpeta limpia y vacía.
5. Abre el resultado en un visor; revisa capas, contorno, máscara y orificios.
6. Exporta la BOM y la colocación; revisa algunas partes contra el layout.
7. Nombra la carpeta con la revisión de la placa y conserva una copia de exactamente lo que se envió.

Ese último paso se paga solo la primera vez que una placa regresa mal y necesitas saber si la falla estuvo en tus archivos o en la fabricación.

Cómo lo manejamos

Liberamos desde KiCad y revisamos el paquete de salida como un paso aparte de la revisión de diseño. Si tienes un proyecto a punto de enviarse, o archivos que un fabricante te sigue rechazando, envíanos la carpeta del proyecto y los requisitos de carga del fabricante, y te diremos lo que vemos.