stringtranslate.com

Формат Гербер

Формат Gerber — это открытый векторный формат ASCII для проектирования печатных плат (PCB). [1] Это фактический стандарт , используемый программным обеспечением для индустрии 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 используются и другие расширения, такие как , или . Он задокументирован в спецификации Gerber Layer Format и некоторых связанных (но менее универсально поддерживаемых) расширениях, таких как файлы сверления XNC и GerberJob, для передачи информации обо всей печатной плате, а не об отдельных слоях..GBR.gbr.GB.geb.gerber

Gerber используется в данных по изготовлению печатных плат. [5] Печатные платы проектируются в специализированной системе автоматизации электронного проектирования (EDA) или автоматизированного проектирования (CAD). [6] Системы CAD выводят данные по изготовлению печатных плат, чтобы обеспечить изготовление 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 изготовлению голых плат, которому требуются данные изображений, например, фотоплоттеры , принтеры легенд, прямые устройства формирования изображений или машины автоматизированного оптического контроля (AOI), а также для просмотра эталонных изображений в различных отделах. Для сборки данные по изготовлению 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, заметки и Reference Gerber Viewer [13] для поддержки пользователей и особенно разработчиков программного обеспечения Gerber. [1]

Данные по изготовлению печатных плат

Вид файла формата Gerber

Печатные платы проектируются на специализированной системе автоматизации электронного проектирования (EDA) или системе автоматизированного проектирования (CAD). [6] Затем система CAD выводит данные по изготовлению печатной платы, чтобы обеспечить изготовление платы. [5] Данные по изготовлению содержат файл Gerber для каждого слоя изображения и интервала сверления (слои меди, паяльная маска, легенда или шелк ...) (По историческим причинам данные по сверлению также передаются в форматах NC, хотя файлы Gerber часто имеют лучшее качество.) [14] Обычно все эти файлы « сжимаются » в один архив, который отправляется в цех по изготовлению голых плат печатных плат. Изготовитель загружает их в систему автоматизированного производства (CAM) для подготовки данных для каждого этапа процесса производства печатных плат . [15]

Атрибут .FileFunction — это стандартизированный метод связывания каждого слоя печатной платы с соответствующим ему файлом Gerber в данных по изготовлению. [1] : Раздел 5.6.3 версии 202308 Спецификации формата слоев Gerber 

Если атрибуты не поддерживаются, то доступны только неформальные методы. Простой неформальный метод — четко выразить функцию файла в имени файла. Иногда расширение файла используется не по назначению, чтобы указать функцию файла, например, .BOT для нижнего слоя вместо стандартного расширения .GBR. [10] [16] В промышленности это считается плохой практикой, и инженерам следует использовать вместо этого соответствующий атрибут X2.

Данные по изготовлению печатной платы должны соответствовать ряду правил: все слои должны быть выровнены, должен быть включен профильный слой 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, электрическом тестовом формате. [20]

Схемы материалов, компоненты и отделка обычно предоставляются в неофициальных текстовых файлах или чертежах. [21] В 2018 году Ucamco опубликовала спецификацию для расширения формата Gerber, чтобы охватить эту производственную документацию. [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. Наложенные друг на друга в правильном порядке, они создают конечное изображение.

Файл Gerber содержит полное описание изображения слоя печатной платы без необходимости использования внешних файлов. Он содержит все операторы визуализации, 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 некоторые реализации все еще используют раскрашивание, что проблематично для пользователей этих файлов.) [24]

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

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

В 2020 году был представлен Gerber X3.

Производственная документация, такая как отделка, общая толщина и материалы, указывается в отдельном файле Gerber Job. [1] [22]

Пример файла Gerber:

G04 Краткая версия файла, взятого из примера работы 1, созданного Филиппом Вермейром, Ucamco*%TF.ФайлФункция,Медь,Бот,L4*%%TF.FilePolarity,Положительный*%%TF.Часть,Одиночный*%%FSLAX36Y36*%%МОММ*%%TA.AperFunction,Проводник*%%ADD10C,0.15000*%%TA.AperFunction,ViaPad*%%ADD11C,0.75000*%%TA.AperFunction,ComponentPad*%%ADD12C,1.60000*%%ADD13C,1.70000*%Г01*Г75*%ЛПД*%Д 10 * Х 76649990 Д 36899980 Д 02 * Х 83949950 Д 01 * Х 84399990 Д 37349990 Д 01 * Х 93699990 Д 01 * Д 11 * Х 76649990 Д 36899985 Д 03 * Х 83599990 Д 18749980 Д 03 * Х 98829985 Д 36504980 Д 03 * Д 12 * Х 460298855 Д 784148855 Д 03 * Д 13 * Х 107299765 Д 20629885 Д 03 * Х 109839765 Д 03 * X 112379765 Д 03 *М02*

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

Стандартный Gerber (отменен)

Стандартный Gerber был отменён в 2014 году. Он уже устарел после введения в 1998 году гораздо более эффективного Extended Gerber. [10] [11]

Стандартный Gerber был форматом числового программного управления (ЧПУ), разработанным Gerber Systems Corp для управления векторными фотоплоттерами для индустрии печатных плат в 1960-х и 1970-х годах. Он был подмножеством спецификации RS-274-D Ассоциации электронной промышленности , формата для управления механическими станками с ЧПУ в широком спектре отраслей. [29] Он широко использовался для управления векторными плоттерами. Стандартный Gerber был простым форматом ASCII, состоящим из команд и координат XY. [30] Пример:

Д 11 * Х 1785250 Д 2173980 Д 02 * Х 1796650 Д 2177730 Д 01 * Х 1785250 Д 2181480 Д 01 * Х 1796650 Д 2184580 Д 01 * Д 12 * Х 3421095 Д 1407208 Д 03 * Х 1785250 Д 2173980 Д 03 *М02*

Стандартный Gerber — это стандарт NC, но не стандарт описания изображения: основная информация об изображении, такая как единицы координат и определения апертур , не стандартизирована. (Апертуры — это основные формы, похожие на шрифты в файле PDF.) Они описаны в свободном текстовом файле, предназначенном для чтения человеком, называемом файлом апертуры или файлом колеса . Стандартов для файлов колес нет. Отправитель и получатель должны согласовывать их значение в каждом конкретном случае. [1] [30]

Стандартный Gerber поддерживает только простые операторы обработки изображений, которые может выполнять векторный плоттер — рисование дорожек и прорисовка отверстий. Этого недостаточно для эффективных данных по изготовлению печатных плат. Медные заливки должны быть созданы путем рисования (также известного как обводка или векторная заливка ) их огромным количеством дорожек. Все, кроме самых простых площадок, также рисуются из-за стоимости создания соответствующей физической апертуры. Рисование создает предполагаемое изображение, но приводит к очень большим файлам, которые требуют много времени для обработки и подвержены ошибкам ручной работы в CAM. [17] [24] [31] [32]

Стандартный Gerber был предназначен для ручного рабочего процесса с использованием станка с ЧПУ, называемого векторным фотоплоттером: оператор плоттера загружает бумажную ленту с файлом Standard Gerber в плоттер, вручную устанавливает блок координат на консоли станка и монтирует колесо апертуры, описанное в прилагаемом файле колеса. (Колесо апертуры представляет собой вращающийся диск, на котором установлены физические апертуры, и путем вращения колеса фотоплоттер выбирает апертуру для использования.) Стандартный Gerber не подходит для автоматизированной передачи данных между проектировщиками и производителями печатных плат.

История

Формат файла Gerber назван в честь Джозефа Гербера , предпринимателя и изобретателя, который был пионером векторных фотоплоттеров. [33] [34]

В 1980 году Gerber Systems Corp. [34] опубликовала первое издание Gerber Format: подмножество EIA RS-274-D; plot data format reference book , [35] подмножество EIA RS-274-D, которое она использовала для управления своей линейкой векторных фотоплоттеров. Этот формат стал известен как Standard Gerber и был принят несколькими другими поставщиками фотоплоттеров. Standard Gerber стал фактическим стандартным форматом изображения для изготовления печатных плат.

В 1991 году с появлением более производительных растровых фотоплоттеров формат Gerber был расширен площадями полигонов и «массовыми параметрами». Они позволяют пользователю динамически определять апертуры различных форм и размеров, а также определять заливки полигональных областей без необходимости «окрашивания». Он стал надмножеством стандартного Gerber RS-274-D. Импульс к разработке массовых параметров был предоставлен AT&T. [36] Это создало семейство входных форматов, каждый из которых предназначен для определенной модели плоттера Gerber.

В апреле 1998 года Gerber Systems Corp. была поглощена Barco ETS, подразделением Barco по печатным платам, 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 специфичных для модели конструкций. Формат стал известен как Extended Gerber или GerberX. Extended Gerber быстро вытеснил Standard Gerber в качестве фактического стандарта для данных изображений печатных плат. Он стал фактическим стандартом изображений для индустрии печатных плат. Иногда его называют «основой электронной промышленности».

В течение 2012 года формат был всесторонне пересмотрен в ходе большой реформы . Была исследована репрезентативная библиотека из 10 000 файлов со всего мира для установления текущей практики. Конструкции, которые редко или никогда не использовались, были исключены. Конструкции с неясными интерпретациями были уточнены. Документ спецификации был реорганизован, а его качество улучшилось. Это привело к пересмотру спецификации 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 Бремеершем из Ucamco. [1] [9] [27] [38] [39]

В июне 2013 года Ucamco опубликовала предложение добавить три новые команды в формат Gerber, которые позволяют включать атрибуты изображения, передающие метаданные, прикрепленные к изображению и его компонентам. Она призвала пользователей Gerber предоставить обратную связь, прежде чем зафиксировать эти идеи в твердой спецификации. Этот процесс привел к появлению версии J1 в феврале 2014 года, обновленной с дальнейшими изменениями до версии 2015.07. Включение метаданных добавляет интеллектуальности формату. 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 , Gerber X1 является чистым форматом изображения. 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 отменила стандарт Gerber. [1] [43]

В августе 2015 года Ucamco опубликовала проект спецификации, добавив вложенные шаговые и повторные апертуры и блочные апертуры, чтобы сделать описания панелей более эффективными, и призвала сообщество пользователей к комментариям. [44] Окончательная спецификация была опубликована в ноябре 2016 года после существенного вклада. Эта редакция была разработана Карелом Тавернье и Риком Бремершем. 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 внести свой вклад. [46] После ряда изменений проекта, вызванных вкладом пользователей, проект был окончательно доработан 2 октября 2016 года. [1] [19]

В марте 2017 года Ucamco опубликовала проект спецификации, включающей производственную документацию в Gerber, призывая сообщество пользователей вносить свой вклад. [47] [48] Состоялось оживленное обсуждение, проект прошел семь публичных ревизий, прежде чем был окончательно утвержден в начале апреля 2018 года. [22]

В июне 2017 года бесплатный онлайн- просмотрщик Reference Gerber [13] был предоставлен Ucamco в качестве дополнения к спецификации. Время от времени он обновляется новыми функциями. [49]

В октябре 2019 года Ucamco опубликовала проект спецификации для включения информации о компонентах в данные Gerber, призвав сообщество пользователей к комментариям. Предложение повторно использует существующий синтаксис и, следовательно, является обратно совместимым. Хотя оно не вводит новый синтаксис, оно расширяет Gerber в новый домен, и предлагается название Gerber X3. Проект спецификации был разработан Карелом Тавернье. [50] [51] [52]

Другие форматы печатных плат

За эти 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, из-за сложности форматов. [10] Gerber остается наиболее широко используемым форматом передачи данных. [2] [3] [4]

Ссылки

  1. ^ abcdefghijklmno "Официальный сайт".
  2. ^ ab Williams, Al (2004). Создайте свою собственную печатную плату. McGraw-Hill Professional . стр. 121. ISBN 978-0-07-142783-8. Получено 2011-04-02 .
  3. ^ ab Schroeder, Chris (1998). Проектирование печатных плат с использованием AutoCAD. Newnes. стр. 283. ISBN 978-0-7506-9834-4. Получено 2011-04-02 .
  4. ^ ab Blackwell, Glenn R. (2000). "5.18". Электронный справочник по упаковке. CRC Press . ISBN 978-0-8493-8591-9. Получено 2011-04-02 .
  5. ^ ab "Ucamco - Загрузки". Ucamco . Получено 2017-04-11 .
  6. ^ ab "EDA: Where Electronics Begins". edac.org . Electronic Design Automation Consortium . Архивировано из оригинала 2012-04-06 . Получено 2011-12-18 .
  7. ^ Йосифович, И.; Попович-Гербер, Дж.; Феррейра, Дж. А. (2009-05-01). "Концепция системной интеграции печатных плат для силовой электроники". IEEE 6-я Международная конференция по силовой электронике и управлению движением 2009 г. стр. 756–762. doi :10.1109/IPEMC.2009.5157486. ISBN 978-1-4244-3556-2. S2CID  23256387.
  8. ^ ab "Gerber версии 2 FAQ" (PDF) . ucamco . Ucamco . Получено 21.12.2014 .
  9. ^ ab "Ucamco предлагает последнюю спецификацию формата Gerber". ucamco.com . 2013-02-19. Архивировано из оригинала 2014-12-15 . Получено 2013-02-15 .
  10. ^ abcd «Ключ расширения файлов Protel Layer и Gerber».
  11. ^ ab Tavernier, Karel. "Открытое письмо о стандартном Gerber". Ucamco . Ucamco . Получено 2014-07-07 .
  12. ^ ab "Спецификация формата Gerber" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2020-08-01 . Получено 2020-09-04 .
  13. ^ ab "Справочник Gerber Viewer".
  14. ^ "Создание файлов Gerber и Excellon с помощью EAGLE 3.55". www.wellpcb.com . Получено 11.04.2017 .
  15. ^ "Данные о разводке печатной платы". Eurocircuits . Получено 2011-11-26 .
  16. ^ "Altium TechDocs - Онлайн-документация по продуктам Altium". Архивировано из оригинала 2019-09-14 . Получено 2019-12-27 .
  17. ^ ab Tavernier, Karel. "Данные по изготовлению печатных плат - Руководство". Ucamco . Получено 08.01.2015 .
  18. ^ "10 правил для улучшения данных". Eurocircuits . Получено 2016-01-06 .
  19. ^ ab "Ucamco's Gerber Netlist Goes Live with KiCad". PCB007. 2016-11-09 . Получено 2016-11-12 .
  20. ^ "Использование IPC-D-356 для импорта сетей и узлов" . Получено 16 октября 2011 г.
  21. ^ IPC-2524 Система оценки качества данных по изготовлению печатных плат , февраль 1999 г.
  22. ^ abc "Ucamco выпускает спецификацию для производственной документации в Gerber". PCB007 . Получено 2018-05-02 .
  23. ^ Синклер, Ян Робертсон; Дантон, Джон (11.01.2007). Практический справочник по электронике. Elsevier . С. 543. ISBN 978-0-7506-8071-4. Получено 2011-04-02 .
  24. ^ ab "RS-274X Painting Considered Harmful.pdf" (PDF) . Ucamco. Июнь 2011 . Получено 2012-03-05 .
  25. ^ "Gerber X2: новая парадигма в коммуникации CAD-CAM - Ucamco - Новости".
  26. ^ "Gerber version 2 intro movie". Ucamco. Архивировано из оригинала 2021-12-22 . Получено 2014-11-20 .
  27. ^ ab Tavernier, Karel. "Предложение расширить формат Gerber с помощью атрибутов". Ucamco . Ucamco . Получено 2013-07-12 .
  28. ^ "Gerber X2: Новая парадигма в коммуникации CAD-to-CAM". Ucamco . PCB007. Архивировано из оригинала 2014-12-13 . Получено 2014-06-13 .
  29. ^ EIA Standard RS-274-D Interchangeable Variable Block Data Format for Positioning, Contouring, and Contouroring/Positioning Numerically Controlled Machines . Ассоциация электронной промышленности, Инженерный отдел, 2001 Eye Street, NW, Вашингтон, округ Колумбия, 200006. Февраль 1979 г.
  30. ^ ab DiBartolomeo, Steve (1991). "D-коды, апертуры и файлы Gerber". Artwork Conversion Software, Inc. Получено 16 октября 2011 г.
  31. ^ Тавернье, Карел (ноябрь 2013 г.). "Painting Pads" (PDF) . Журнал PCB Design . Получено 23.11.2013 .
  32. ^ "Данные о разводке печатной платы". Eurocircuits. Архивировано из оригинала 2012-01-23 . Получено 2011-11-26 .
  33. ^ Гербер, Дэвид Дж. (2015). Дилемма изобретателя . Издательство Йельского университета. ISBN 978-0-300-12350-0.
  34. ^ abcd Буэтов, Майк (28.06.2011). "Краткая история электронных форматов данных". Журнал Printed Circuit Design and Fab . Получено 18.12.2011 . {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  35. ^ Запись в книге Google о формате Gerber: подмножество EIA RS-274-D; справочник по формату данных о участках. 1991.
  36. ^ Кумбс, Клайд Ф. (2007-09-02). Справочник по печатным схемам. McGraw-Hill Professional . стр. 18.11. ISBN 978-0-07-146734-6. Получено 2011-04-03 .
  37. ^ Танге, Жан-Пьер. "Barco приобретает Gerber Systems Corp". Barco.com . Barco NV . Получено 26.11.2011 .
  38. ^ "Ucamco's Revised Gerber Format Specification Now Online". ucamco.com . 2013-02-19. Архивировано из оригинала 2014-12-15 . Получено 2013-02-15 .
  39. ^ "Ucamco улучшает спецификацию формата файла Gerber". ucamco.com . 2013-11-22. Архивировано из оригинала 2014-12-15 . Получено 2013-11-22 .
  40. ^ "Gerber Grows Attributes". Printed Circuit Design & Fab. Август 2013 г. Получено 05.09.2012 г.
  41. ^ "Gerber X2, новая парадигма в коммуникации CAD-CAM". Ucamco. 2014-06-13 . Получено 2015-07-19 .
  42. ^ "Ucamco's Gerber теперь еще четче". PCB007. 2015-07-17 . Получено 2015-07-19 .
  43. ^ "Standard Gerber объявлен устаревшим". Ucamco. Май 2014. Получено 2015-07-19 .
  44. ^ Тавернье, Карел (август 2015 г.). "Gerber Nested Step and Repeat - Draft". Ucamco . Получено 19 сентября 2015 г.
  45. ^ "Cuprum реализует новые инструменты Gerber". Printed Circuit Design and Fabrication. 22 ноября 2016 г. Получено 15 марта 2021 г.
  46. ^ Тавернье, Карел. "Gerber Component and Netlist - Draft" (PDF) . Ucamco . Ucamco . Получено 2016-08-11 .
  47. ^ "Ucamco ищет комментарии по включению Fab-документации в Gerber". PCB Design. 2017-03-08 . Получено 2017-03-19 .
  48. ^ Тавернье, Карел. «Предложение включить документацию по изготовлению в Gerber - Проект» (PDF) . Ucamco . Ucamco . Получено 19.03.2017 .
  49. ^ "Ucamco предоставляет бесплатный просмотрщик справочных файлов для пользователей Gerber". PCB Design. 2017-07-19 . Получено 2017-09-22 .
  50. ^ "Ucamco расширяет Gerber в сборку". PCB Design. 2019-11-07 . Получено 2019-11-18 .
  51. ^ "К Gerber X3". Ucamco. 2019-10-25 . Получено 2019-11-18 .
  52. ^ Карел Тавернье (2019-10-25). "Towards Gerber X3" (PDF) . Ucamco . Получено 2019-11-18 .
  53. ^ Сантарини, Майк (2002-01-22). "ODB++ spec tapped for CAD-to-CAM data exchange". EE Times . Архивировано из оригинала 2013-01-22 . Получено 2011-09-29 .
  54. ^ Панельная дискуссия IPC-2581: Оживленное обсуждение форматов передачи данных на печатных платах, Ричард Геринг, блог Cadence Design Systems, 2011-10-02

Внешние ссылки

  • Документы Gerber - Ucamco
  • Просмотрщик файлов Gerber - Ucamco
  • Бесплатный просмотрщик файлов Gerber онлайн - HQDFM