stringtranslate.com

Гербер-формат

Формат Gerber — это открытый векторный формат ASCII для проектирования печатных плат (PCB). [1] Это стандарт де-факто , используемый отраслевым программным обеспечением для печатных плат для описания изображений печатных плат: медных слоев, паяльной маски, легенды, данных сверления и т. д. [2] [3] [4] Стандартное расширение файла — или [1] хотя также используются и другие расширения, такие как , или ..GBR.gbr.GB.geb.gerber

Gerber используется в данных изготовления печатных плат. [5] Печатные платы проектируются с помощью специализированной системы электронного проектирования (EDA) или системы автоматизированного проектирования (CAD). [6] Системы САПР выводят данные изготовления печатной платы, необходимые для изготовления платы. Эти данные обычно содержат файл Gerber для каждого слоя изображения (слои меди, паяльная маска, легенда или шелк ...). Gerber также является стандартным форматом ввода изображений для всего оборудования по производству печатных плат, которому необходимы данные изображения, такого как фотоплоттеры , принтеры легенд, устройства прямого формирования изображения или машины автоматического оптического контроля (AOI), а также для просмотра эталонных изображений в различных отделах. Для сборки данные изготовления содержат слои паяльной пасты и центральные местоположения компонентов для создания трафарета, а также размещения и соединения компонентов. [7]

Существует два основных поколения формата Gerber:

Официальный сайт содержит спецификацию, [12] тестовые файлы, примечания и справочную программу просмотра Gerber [13] для поддержки пользователей и особенно разработчиков программного обеспечения Gerber. [1]

Данные изготовления печатной платы

Просмотр файла формата Gerber

Печатные платы проектируются с помощью специализированной системы автоматизации электронного проектирования (EDA) или системы автоматизированного проектирования (CAD). [6] Затем системы CAD выводят данные изготовления печатной платы, чтобы можно было изготовить плату. [5] Данные изготовления содержат файл Gerber для каждого слоя изображения и интервала сверления (слои меди, паяльная маска, легенда или шелк ...) (По историческим причинам данные сверления также передаются в форматах ЧПУ , хотя файлы Gerber часто имеют лучшее качество. .) [14] Обычно все эти файлы « сжимаются » в один архив, который отправляется в цех по изготовлению печатных плат. Производитель загружает их в систему автоматизированного производства (CAM) для подготовки данных для каждого этапа процесса производства печатных плат . [15]

Атрибут .FileFunction — это стандартизированный метод связи каждого слоя печатной платы с соответствующим файлом Gerber в данных изготовления. [1] Если атрибуты не поддерживаются, доступны только неформальные методы. Простой неформальный метод — четко выразить функцию файла в имени файла. Иногда расширение файла используется для обозначения функции файла – например, .BOT для нижнего уровня вместо стандартного расширения .GBR. [10] [16] В промышленности это считается плохой практикой, и вместо этого инженерам следует использовать соответствующий атрибут X2.

Данные для изготовления печатной платы должны соответствовать ряду правил: все слои должны быть выровнены, должен быть включен слой профиля и т. д. [17] [18]

Список соединений САПР может быть встроен в файлы Gerber. [1] [19] Однако по историческим причинам списки соединений часто описываются в отдельном файле в формате IPC-D-356A, формате электрических испытаний. [20]

Состав материалов, компоненты и отделка обычно представлены в неофициальных текстовых файлах или чертежах. [21] В 2018 году Ucamco опубликовала спецификацию расширения формата Gerber для охвата этой производственной документации. [22]

Расширенный Гербер

RS-274X, расширенный Gerber или X-Gerber, был первоначально выпущен в сентябре 1998 года. [1]

Это читаемый человеком формат ASCII . [23] Он состоит из потока команд, генерирующих упорядоченный поток графических объектов. Графические объекты могут быть положительными или отрицательными. Накладываясь в правильном порядке, они создают окончательное изображение.

Файл Gerber содержит полное описание изображения слоя печатной платы без необходимости использования каких-либо внешних файлов. В нем есть все операторы обработки изображений, необходимые для изображения печатной платы. Можно определить любую форму апертуры. Плоскости и контактные площадки можно указывать без необходимости раскрашивания или векторной заливки, как в стандартном Gerber. (Однако в некоторых реализациях по-прежнему используется рисование, что проблематично для пользователей этих файлов.) [24]

Выпущенный в феврале 2014 года Gerber X2 добавляет к изображению дополнительные метаданные. [25] Атрибуты позволяют добавлять метаданные в файл Gerber. Атрибуты аналогичны меткам, предоставляющим информацию, связанную с файлами изображений или функциями внутри них. Примеры метаданных, передаваемых атрибутами:

Для получения дополнительной информации об атрибутах см. Часто задаваемые вопросы по X2 или вступительное видео по внешним ссылкам. [1] [26] [27] [28] [8]

В 2020 году был представлен Gerber X3.

Документация по изготовлению, такая как отделка, общая толщина и материалы, указана в отдельном файле задания Gerber. [1] [22]

Пример файла Gerber:

G04 Краткая версия — файл, взятый из примера задания 1, созданный Филипом Вермейром, Ucamco*.%TF.FileFunction,Copper,Bot,L4*%%TF.FilePolarity,Положительный*%%TF.Часть,Один*%%FSLAX36Y36*%%МОММ*%%TA.AperFunction,Проводник*%%ADD10C,0,15000*%%TA.AperFunction,ViaPad*%%ADD11C,0,75000*%%TA.AperFunction,ComponentPad*%%ADD12C,1,60000*%%ADD13C,1,70000*%G01*G75*%ЛПД*%D 10 * X 76649990 Y 36899980 D 02 * X 83949950 D 01 * X 84399990 Y 37349990 D 01 * X 93699990 D 01 * D 11 * X 76649990 Y 36899985 D 03 * X 8359999 0 Д 18749980 Д 03 * Х 98829985 Ю 36504980 Д 03 * D 12 * X 460298855 Y 784148855 D 03 * D 13 * X 107299765 Y 20629885 D 03 * X 109839765 D 03 * X 112379765 D 03 *M02*

Спецификация формата опубликована на официальном сайте. [1] [12]

Стандартный Гербер (отменен)

Стандартный Gerber был отменен в 2014 году. Он уже устарел после появления гораздо более функционального расширенного Gerber в 1998 году. [10] [11]

Стандартный Gerber — это формат числового программного управления (ЧПУ), разработанный компанией Gerber Systems Corp для использования своих векторных фотоплоттеров для индустрии печатных плат в 1960-х и 1970-х годах. Это было подмножество спецификации RS-274-D Ассоциации электронной промышленности , формата для управления механическими станками с ЧПУ в широком спектре отраслей. [29] Он широко использовался для привода векторных плоттеров. Стандартный Gerber представлял собой простой формат ASCII, состоящий из команд и координат XY. [30] Пример:

D 11 * X 1785250 Y 2173980 D 02 * X 1796650 Y 2177730 D 01 * X 1785250 Y 2181480 D 01 * X 1796650 Y 2184580 D 01 * D 12 * X 3421095 Y 1407208 D 03 * Х 1785250 Ю 2173980 Д 03 *M02*

Стандарт Gerber — это стандарт ЧПУ, но не стандарт описания изображения: важная информация об изображении, такая как единицы координат и определения апертур , не стандартизированы. (Апертуры — это основные формы, аналогичные шрифтам в PDF-файле.) Они описаны в дополнительном текстовом файле свободного формата, предназначенном для чтения человеком, который называется файлом апертуры или файлом колеса . Для колесных напильников не существует стандартов. Отправитель и получатель должны согласовать их значение в каждом конкретном случае. [1] [30]

Стандартный Gerber поддерживает только простые операторы обработки изображений, на которые способен векторный плоттер — рисование дорожек и мигание апертур. Этого недостаточно для эффективного изготовления печатных плат. Медные заливки необходимо создавать путем рисования (то есть обводки или векторной заливки ) огромного количества дорожек. Все контактные площадки, кроме самых простых, также окрашиваются из-за стоимости создания соответствующей физической апертуры. При рисовании создается желаемое изображение, но в результате получаются очень большие файлы, обработка которых занимает много времени и требует ручной работы в CAM, подверженной ошибкам. [17] [24] [31] [32]

Стандарт Gerber был предназначен для ручного рабочего процесса с использованием станка с ЧПУ, называемого векторным фотоплоттером: оператор плоттера загружает бумажную ленту с файлом Standard Gerber на плоттер, вручную устанавливает единицу координат на консоли станка и устанавливает апертурное колесо, описанное в прилагаемый файл колес. (Колесо диафрагмы представляет собой вращающийся диск, на котором установлены физические апертуры, и, вращая колесо, фотоплоттер выбирает используемую апертуру.) Стандарт Gerber не подходит для автоматической передачи данных между разработчиками печатных плат и производителями.

История

Формат файла Gerber назван в честь Джозефа Гербера , предпринимателя и изобретателя, который первым разработал векторные фотоплоттеры. [33] [34]

В 1980 году компания Gerber Systems Corp. [34] опубликовала первое издание формата Gerber: подмножество EIA RS-274-D; Справочник по форматам данных печати , [35] подмножество EIA RS-274-D, которое он использовал для управления своей линейкой векторных фотоплоттеров. Этот формат стал известен как Standard Gerber и был принят несколькими другими поставщиками фотоплоттеров. Стандартный Gerber стал де-факто стандартным форматом изображений для изготовления печатных плат.

В 1991 году, с появлением более мощных растровых фотоплоттеров, формат Gerber был расширен за счет полигональных площадей и «параметров массы». Они позволяют пользователю динамически определять апертуры различных форм и размеров, а также определять заливку области полигона без необходимости «рисования». Он стал расширенным набором стандарта Gerber RS-274-D. Толчок к разработке массовых параметров дала компания AT&T. [36] В результате было создано семейство входных форматов, каждый из которых предназначен для конкретной модели плоттера Gerber.

В апреле 1998 года компания Gerber Systems Corp. была поглощена Barco ETS, подразделением Barco по производству печатных плат, которое теперь называется Ucamco. [34] [37] В сентябре 1998 года Ucamco опубликовала Руководство пользователя формата RS-274X , спецификацию, которая объединила семейство форматов в единый формат изображения, отменив большое количество конструкций, специфичных для модели. Формат стал известен как Extended Gerber или GerberX. Расширенный Gerber быстро заменил стандартный Gerber в качестве фактического стандарта для данных изображений печатных плат. Это стало де-факто стандартом имиджа для индустрии печатных плат. Его иногда называют «костяком электронной промышленности».

В течение 2012 года формат был всесторонне пересмотрен в ходе великой реформы . Для установления существующей практики была исследована репрезентативная библиотека из 10 000 файлов со всего мира. Конструкции, которые использовались редко или никогда не использовались, были признаны устаревшими. Уточнены конструкции с неясной интерпретацией. Спецификация была реорганизована, и ее качество улучшилось. Это привело к пересмотру спецификации с I1 по I4, опубликованному с декабря 2012 года. Результатом стал простой, но мощный формат, ориентированный на текущие потребности индустрии печатных плат. Эта версия формата Gerber была разработана Карелом Тавернье и Риком Бримершем из Ucamco. [1] [9] [27] [38] [39]

В июне 2013 года Ucamco опубликовала предложение добавить в формат Gerber три новые команды, которые позволяют включать атрибуты изображения, передающие метаданные, прикрепленные к изображению и его компонентам. Прежде чем воплотить эти идеи в твердую спецификацию, было получено мнение пользователей Gerber. Результатом этого процесса стала версия J1 в феврале 2014 года, дополненная дальнейшими изменениями до версии 2015.07. Включение метаданных делает формат более информативным. Он преобразует простой формат описания изображения в полноценный формат передачи данных печатной платы. Это называется вторым расширением и приводит к тому, что известно как Gerber X2 , где Gerber X1 является чистым форматом изображений. Gerber X2 полностью обратно совместим с X1, поскольку атрибуты не влияют на изображение. Gerber X2 был разработан Карелом Тавернье, Людеком Брукнером и Томасом Вейном. [1] [40] [41] [42]

В сентябре 2014 года Ucamco отозвала Standard Gerber. [1] [43]

В августе 2015 года Ucamco опубликовала проект спецификации, добавляющий вложенные ступенчатые, повторяющиеся и блочные отверстия, чтобы сделать описания панелей более эффективными, что потребовало комментариев от сообщества пользователей. [44] Окончательная спецификация была опубликована в ноябре 2016 года после существенного вклада. Эта редакция была разработана Карелом Тавернье и Риком Бримершем. Вскоре после этого программа просмотра Cuprum Gerber разработала первую реализацию. [45]

В июле 2016 года Ucamco опубликовала проект спецификации для включения информации о списке соединений в Gerber, призвав сообщество пользователей принять участие. [46] После ряда изменений проекта, вызванных мнением пользователей, проект был окончательно доработан 2 октября 2016 года. [1] [19]

В марте 2017 года Ucamco опубликовала проект спецификации, включающий производственную документацию в формате Gerber, призвав сообщество пользователей внести свой вклад. [47] [48] Была оживленная дискуссия, проект прошел семь публичных доработок, прежде чем был окончательно доработан в начале апреля 2018 года. [22]

В июне 2017 года компания Ucamco предоставила бесплатную онлайн- программу Reference Gerber Viewer [13] в качестве дополнения к спецификации. Время от времени он пополняется новыми функциями. [49]

В октябре 2019 года Ucamco опубликовала проект спецификации, включающий информацию о компонентах в данные Gerber, требуя комментариев от сообщества пользователей. Предложение повторно использует существующий синтаксис и, следовательно, обратно совместимо. Хотя он не вводит новый синтаксис, он расширяет Gerber на новый домен, и предлагается имя Gerber X3. Проект спецификации разработал Карел Тавернье. [50] [51] [52]

Другие форматы печатных плат

За прошедшие годы было предпринято несколько попыток заменить Gerber форматами, содержащими больше информации, чем просто изображение слоя, например, список соединений или информацию о компонентах. [34] Ни одна из этих попыток не получила широкого признания в электронной промышленности, вероятно, потому, что форматы сложны. [10] Gerber остается наиболее широко используемым форматом передачи данных. [2] [3] [4]

Рекомендации

  1. ^ abcdefghijklmno «Официальный сайт».
  2. ^ Аб Уильямс, Эл (2004). Создайте свою собственную печатную плату. МакГроу-Хилл Профессионал . п. 121. ИСБН 978-0-07-142783-8. Проверено 2 апреля 2011 г.
  3. ^ Аб Шредер, Крис (1998). Проектирование печатной платы в AutoCAD. Ньюнес. п. 283. ИСБН 978-0-7506-9834-4. Проверено 2 апреля 2011 г.
  4. ^ аб Блэквелл, Гленн Р. (2000). «5.18». Электронный справочник по упаковке. ЦРК Пресс . ISBN 978-0-8493-8591-9. Проверено 2 апреля 2011 г.
  5. ^ ab "Ucamco - Загрузки" . Укамко . Проверено 11 апреля 2017 г.
  6. ^ ab «EDA: Где начинается электроника». edac.org . Консорциум автоматизации электронного проектирования . Архивировано из оригинала 6 апреля 2012 г. Проверено 18 декабря 2011 г.
  7. ^ Йосифович, И.; Попович-Гербер, Дж.; Феррейра, Дж.А. (1 мая 2009 г.). «Концепция системной интеграции печатных плат для силовой электроники». 2009 6-я Международная конференция IEEE по силовой электронике и управлению движением . стр. 756–762. doi :10.1109/IPEMC.2009.5157486. ISBN 978-1-4244-3556-2. S2CID  23256387.
  8. ^ ab «Часто задаваемые вопросы по Gerber версии 2» (PDF) . Укамко . Укамко . Проверено 21 декабря 2014 г.
  9. ^ ab «Ucamco предлагает новейшую спецификацию формата Gerber» . ucamco.com . 19 февраля 2013 г. Архивировано из оригинала 15 декабря 2014 г. Проверено 15 февраля 2013 г.
  10. ^ abcd «Слой Protel и ключ расширения файла Gerber».
  11. ^ аб Тавернье, Карел. «Открытое письмо о стандарте Gerber». Укамко . Укамко . Проверено 7 июля 2014 г.
  12. ^ ab «Спецификация формата Gerber» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 1 августа 2020 г. Проверено 4 сентября 2020 г.
  13. ^ ab «Справочная программа просмотра Gerber».
  14. ^ «Создание файлов Gerber и файлов Excellon с помощью EAGLE 3.55» . www.wellpcb.com . Проверено 11 апреля 2017 г.
  15. ^ «Данные о компоновке печатной платы» . Евросхемы . Проверено 26 ноября 2011 г.
  16. ^ «Altium TechDocs — онлайн-документация для продуктов Altium» . Архивировано из оригинала 14 сентября 2019 г. Проверено 27 декабря 2019 г.
  17. ^ аб Тавернье, Карел. «Данные о производстве печатных плат. Руководство». Укамко . Проверено 8 января 2015 г.
  18. ^ «10 правил для улучшения данных» . Евросхемы . Проверено 6 января 2016 г.
  19. ^ ab «Список соединений Gerber от Ucamco становится доступным с KiCad» . PCB007. 09.11.2016 . Проверено 12 ноября 2016 г.
  20. ^ «Использование IPC-D-356 для импорта сети и узла» . Проверено 16 октября 2011 г.
  21. ^ Система оценки качества данных изготовления печатных плат IPC-2524 , февраль 1999 г.
  22. ^ abc «Ucamco выпускает спецификацию производственной документации в Gerber» . PCB007 . Проверено 2 мая 2018 г.
  23. ^ Синклер, Ян Робертсон; Дантон, Джон (11 января 2007 г.). Практический справочник по электронике. Эльзевир . п. 543. ИСБН 978-0-7506-8071-4. Проверено 2 апреля 2011 г.
  24. ^ ab «Окраска RS-274X считается вредной.pdf» (PDF) . Укамко. Июнь 2011 года . Проверено 5 марта 2012 г.
  25. ^ «Gerber X2: новая парадигма связи CAD-CAM - Ucamco - Новости» .
  26. ^ "Вступительный фильм Gerber версии 2" . Укамко. Архивировано из оригинала 22 декабря 2021 г. Проверено 20 ноября 2014 г.
  27. ^ аб Тавернье, Карел. «Предложение расширить формат Gerber атрибутами». Укамко . Укамко . Проверено 12 июля 2013 г.
  28. ^ «Gerber X2: Новая парадигма в коммуникации CAD-CAM». Укамко . PCB007. Архивировано из оригинала 13 декабря 2014 г. Проверено 13 июня 2014 г.
  29. ^ Стандарт EIA RS-274-D Формат данных сменных блоков переменных для позиционирования, контурной обработки и контурной обработки/позиционирования машин с числовым программным управлением . Ассоциация электронной промышленности, инженерный отдел, 2001 г. Ай-стрит, северо-запад, Вашингтон, округ Колумбия, 200006. Февраль 1979 г.
  30. ^ аб ДиБартоломео, Стив (1991). «D-коды, апертуры и файлы Gerber». Программное обеспечение для преобразования изображений, Inc. Проверено 16 октября 2011 г.
  31. ^ Тавернье, Карел (ноябрь 2013 г.). «Подушечки для рисования» (PDF) . Журнал дизайна печатных плат . Проверено 23 ноября 2013 г.
  32. ^ «Данные о компоновке печатной платы» . Евросхемы. Архивировано из оригинала 23 января 2012 г. Проверено 26 ноября 2011 г.
  33. ^ Гербер, Дэвид Дж. (2015). Дилемма изобретателя . Издательство Йельского университета. ISBN 978-0-300-12350-0.
  34. ^ abcd Buetow, Майк (28 июня 2011 г.). «Краткая история форматов электронных данных». Журнал «Дизайн печатных схем» и журнал Fab . Проверено 18 декабря 2011 г. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
  35. ^ Запись в книге Google о формате Gerber: подмножество EIA RS-274-D; Справочник по форматам данных графика. 1991.
  36. ^ Кумбс, Клайд Ф. (2 сентября 2007 г.). Справочник по печатным схемам. МакГроу-Хилл Профессионал . п. 18.11. ISBN 978-0-07-146734-6. Проверено 3 апреля 2011 г.
  37. ^ Танге, Жан-Пьер. «Barco приобретает Gerber Systems Corp». Barco.com . Барко Н.В. Проверено 26 ноября 2011 г.
  38. ^ «Пересмотренная спецификация формата Gerber от Ucamco теперь онлайн» . ucamco.com . 19 февраля 2013 г. Архивировано из оригинала 15 декабря 2014 г. Проверено 15 февраля 2013 г.
  39. ^ «Ucamco расширяет спецификацию формата файлов Gerber» . ucamco.com . 22 ноября 2013 г. Архивировано из оригинала 15 декабря 2014 г. Проверено 22 ноября 2013 г.
  40. ^ «Атрибуты Гербера растут». Дизайн печатных плат и фабрика. Август 2013 . Проверено 5 сентября 2012 г.
  41. ^ «Gerber X2, новая парадигма связи CAD с CAM» . Укамко. 13 июня 2014 г. Проверено 19 июля 2015 г.
  42. ^ "Гербер от Ucamco теперь еще яснее" . PCB007. 17 июля 2015 г. Проверено 19 июля 2015 г.
  43. ^ «Стандарт Гербера объявлен устаревшим» . Укамко. Май 2014 года . Проверено 19 июля 2015 г.
  44. ^ Тавернье, Карел (август 2015 г.). «Вложенный шаг и повтор Gerber — черновик». Укамко . Проверено 19 сентября 2015 г.
  45. ^ «Cuprum реализует новые инструменты Gerber» . Проектирование и изготовление печатных плат. 22 ноября 2016 года . Проверено 15 марта 2021 г.
  46. ^ Тавернье, Карел. «Компонент Gerber и список соединений — черновой вариант» (PDF) . Укамко . Укамко . Проверено 11 августа 2016 г.
  47. ^ «Ucamco ищет комментарии по поводу включения потрясающей документации в Gerber» . Дизайн печатной платы. 08.03.2017 . Проверено 19 марта 2017 г.
  48. ^ Тавернье, Карел. «Предложение включить производственную документацию в Gerber - Черновик» (PDF) . Укамко . Укамко . Проверено 19 марта 2017 г.
  49. ^ «Ucamco предоставляет бесплатную программу просмотра справочных файлов для пользователей Gerber» . Дизайн печатной платы. 19 июля 2017 г. Проверено 22 сентября 2017 г.
  50. ^ «Ucamco расширяет возможности Gerber до сборки» . Дизайн печатной платы. 07.11.2019 . Проверено 18 ноября 2019 г.
  51. ^ «К Герберу X3». Укамко. 25 октября 2019 г. Проверено 18 ноября 2019 г.
  52. ^ Карел Тавернье (25 октября 2019 г.). «К Герберу X3» (PDF) . Укамко . Проверено 18 ноября 2019 г.
  53. ^ Сантарини, Майк (22 января 2002 г.). «Спецификация ODB ++ используется для обмена данными CAD-CAM». ЭЭ Таймс . Архивировано из оригинала 22 января 2013 г. Проверено 29 сентября 2011 г.
  54. ^ Панель IPC-2581: Оживленная дискуссия о форматах передачи данных на печатных платах, Ричард Геринг, блог Cadence Design Systems, 2 октября 2011 г.

Внешние ссылки