Гербер файл что это. Файл Gerber: что это такое и как его использовать для производства печатных плат

Что такое файл Gerber и как он используется при изготовлении печатных плат. Каковы основные характеристики формата Gerber. Как создаются и обрабатываются файлы Gerber в процессе производства PCB. Какие типы информации содержатся в файлах Gerber.

Что такое файл Gerber и для чего он используется

Файл Gerber — это стандартный формат файла, используемый в электронной промышленности для хранения и передачи проектных чертежей печатных плат (PCB). По сути, файлы Gerber можно сравнить с PDF-файлами для производства электроники.

Основные характеристики файлов Gerber:

• Содержат информацию о слоях и компонентах печатной платы
• Используют ASCII-символы для кодирования данных
• Являются универсальным форматом для передачи проектов PCB производителям
• Обеспечивают точное представление всех элементов печатной платы

Файлы Gerber критически важны в процессе изготовления печатных плат, так как содержат всю необходимую информацию для производства.

Какую информацию содержат файлы Gerber

Типичный набор файлов Gerber для двухслойной печатной платы включает следующую информацию:

• Рисунок медных проводников для верхнего и нижнего слоев
• Маска паяльной пасты для верхнего и нижнего слоев
• Шелкография для верхнего и нижнего слоев
• Координаты и параметры всех отверстий
• Контур платы с обозначением механической обработки
• Текстовый README-файл с пояснениями

Таким образом, файлы Gerber содержат полное описание всех слоев и элементов печатной платы, необходимое для ее изготовления.

Как создаются файлы Gerber

Процесс создания файлов Gerber обычно включает следующие этапы:

1. Проектирование печатной платы в специализированном САПР (Altium Designer, KiCad и др.)
2. Экспорт проекта в формат Gerber из САПР
3. Генерация отдельных Gerber-файлов для каждого слоя платы
4. Проверка корректности сгенерированных файлов
5. Архивирование всех файлов Gerber в единый пакет

Современные САПР для проектирования печатных плат имеют встроенные средства экспорта в формат Gerber, что значительно упрощает процесс создания производственных файлов.

Как используются файлы Gerber при производстве

На производстве файлы Gerber проходят следующие этапы обработки:

1. Загрузка файлов в специальное программное обеспечение фотоплоттера
2. Печать каждого слоя на отдельной фотопленке
3. Создание «регистрационных отверстий» для выравнивания слоев
4. Нанесение фоторезиста на заготовку печатной платы
5. Экспонирование через фотошаблоны и проявка рисунка
6. Травление меди и удаление фоторезиста

Таким образом, информация из файлов Gerber используется на всех этапах изготовления печатной платы — от создания фотошаблонов до финальной обработки.

Преимущества использования формата Gerber

Использование файлов Gerber в производстве печатных плат имеет ряд важных преимуществ:

• Универсальность — поддерживается всеми производителями
• Точность передачи проектных данных
• Компактность файлов
• Возможность автоматизации производства
• Отсутствие проблем совместимости

Благодаря этим преимуществам формат Gerber стал фактическим стандартом в индустрии производства печатных плат.

Какие бывают типы файлов Gerber

Существует два основных типа файлов Gerber:

RS-274D (стандартный Gerber)

Это старый формат, который имеет следующие особенности:

• Требует отдельного файла апертур
• Ограниченный набор команд
• Используется в основном для совместимости со старым оборудованием

RS-274X (расширенный Gerber)

Современный формат со следующими преимуществами:

• Встроенное описание апертур
• Поддержка полигонов и других сложных форм
• Расширенный набор команд
• Используется в большинстве современных проектов

Формат RS-274X на сегодняшний день является наиболее распространенным и рекомендуемым для использования.

Как проверить корректность файлов Gerber

Для проверки файлов Gerber перед отправкой на производство рекомендуется выполнить следующие шаги:

1. Визуальный просмотр в специализированном ПО (например, GerbView)
2. Проверка наличия всех необходимых слоев
3. Анализ DRC (проверка правил проектирования)
4. Сравнение с оригинальным проектом в САПР
5. Тестовая загрузка на сайт производителя PCB

Тщательная проверка файлов Gerber позволяет избежать ошибок и проблем при производстве печатных плат.

Заключение

Файлы Gerber играют ключевую роль в процессе производства печатных плат, обеспечивая точную передачу проектных данных от разработчика к производителю. Понимание принципов работы с форматом Gerber критически важно для всех специалистов, занимающихся проектированием и изготовлением электронных устройств.

Формат Gerber. Общий обзор | САПР-журнал

Алексей Якубенко 18.09.2013 Статьи 0

Несмотря на многообразие оборудования для производства печатных плат, его производители как-то умудряются найти общий язык между собой, с производителями печатных плат и конструкторами. В результате, в отличие от программ для трассировки печатных плат, каждая из которых использует свой собственный формат данных, количество форматов для управления таким оборудованием, то есть технологических форматов, описывающих топологию печатных плат, можно буквально «по пальцам пересчитать». Наибольшее распространение получил формат под названием Gerber. Его ещё иногда называют «хребтом электронной промышленности». К сожалению, русскоязычной информации на эту тему не так уж и много. А она необходима. Больше всего она необходима технологам, занимающимся подготовкой печатных плат к производству. Но и конструкторам она тоже частенько нужна. Например, для того, что бы правильно сформировать gerber-файлы перед отправкой на производство.

Попробуем слегка приоткрыть завесу сей «стра-а-ашной тайны».

 Немного истории

Формат Gerber взял своё имя от несуществующей ныне компании Gerber Systems Corporation, бывшей в своё время ведущим производителем фотоплоттеров. Этот формат был задействован в далёком 1980-м году, и его первоначальная итерация представляла собой, так называемый, Standart RS-274-D. Так же, он стал известен под названием Standart Gerber – стандартный Gerber.

С течением времени аппаратура для производства плат развивалась, а платы становились всё сложнее и сложнее. Соответственно этому, развивался и Gerber. В результате он превратился в целое семейство форматов. В целях стандартизации в 1997-м году всё это семейство было сведено в один формат, и, таким образом, появился так называемый расширенный Gerber (Extended Gerber), или RS-274X. Фактически, новый формат стал стандартом для данных, описывающих топологию печатных плат. С 1997 года было произведено несколько изменений данного формата с целью его адаптации к развивающимся технологиям.

Ну, а компания Gerber Systems Corporation в 1998 году прекратила своё независимое существования. Она вошла в состав группы компании Barco в качестве подразделения Barco ETS, занимающегося вопросами технологии производства печатных плат. В настоящее время она носит название Ucamco.

 Ещё немного истории, но уже другой…

Что бы было проще понять «идеологию» формата Gerber, рассмотрим, от чего отталкивались его разработчики. Первые фотоплоттеры представляли собой, по сути, графопостроители с ЧПУ. Следовательно, и формат Gerber представляет собой программу для управления такими графопостроителями. Рассмотрим, принцип действия первых фотоплоттеров.

Рис.1 Принцип действия фотоплоттеров

Апертура – отверстие определённой формы. Луч света, проходя через апертуру на апертурном колесе, затвор и систему оптики, попадает на расположенный на координатном столе фотошаблон и оставляет на нём пятно. Это пятно по форме повторяет форму апертуры. Если при этом координатный стол двигается относительно осей X и Y, то на фотошаблоне «вычерчивается» линия, толщина и форма концов которой зависят от выбранной апертуры. Нужная апертура выбирается поворотом апертурного колеса таким образом, что бы она оказалась ровно напротив источника света. Открываясь или закрываясь, затвор «включает» или «выключает» «вычерчивание».

Для данной системы программа управления состоит из команд, которые управляют затвором, положением координатного стола и выбором апертуры. Опираясь на этот относительно нехитрый набор, на фотошаблоне можно построить практически любое изображение. Первоначальный стандартный Gerber как раз и состоит из подобного набора команд. Слегка забегая вперёд, необходимо отметить, что в отличие от расширенного Gerber, стандартный не имеет в своём составе файлов данных об апертурах. Для них формируется отдельный файл.

Рис.2 Фотоплоттер

И последний «исторический факт», на который стоит обратить внимание. Первые фотоплоттеры управлялись при помощи программ, записанных на перфоленты или магнитные ленты. Как следствие – данные устройства были чувствительны к объёму программ, что наложило свои особенности на задание координат. Вместо запятой, отделяющей дробную часть числа, используются такие параметры, как «количество цифр перед запятой»  (Digits Integer) и «количество цифр после запятой» (Digits Decimal). Каждый из них представляет собой по две цифры. Суть в следующем: запятая – определённый символ, занимающий определённое место в памяти. Количество запятых равняется сумме количества координат по оси X и количества координат по оси Y. Соответственно, в программе убираются все запятые, а вместо них один раз используется запись о положении запятой, что значительно сокращает размер программы.

Рис.3 Магнитная лента

Вторая особенность – отсечение относительно ненужной информации – ведущих или замыкающих нулей. Суть в том же – символ нуля занимает определённое место в памяти. Поэтому из координат удаляются все ведущие или все замыкающие нули, а вместо этого делается одна запись, представляющая собой один символ, что так же значительно сокращает объём программы. И, наконец, третья особенность – возможность не указывать одну или обе координаты.

Такой подход позволяет сократить объём программы за счёт случаев, когда последующая координата не меняется или меняется только по одной из осей. В этом случае неизменяющееся значение можно вообще не указывать.

Рис.4 Перфолента

Естественно, с течением времени аппаратура для производства плат постоянно развивалась. В настоящее время фотоплоттеры представляют собой скорее принтеры, чем графопостроители. Однако идеология и терминология программ для построения рисунка топологии печатной платы осталась неизменной.

 Gerber с точки зрения файловой системы

Модель печатной платы в формате Gerber представляет собой набор файлов. Каждый файл описывает только один слой платы, независимо от его назначения. То есть, и для каждого слоя металлизации, и для каждого слоя шелкографии, и так далее, формируется отдельный gerber-файл. Иными словами, будут одновременно верны оба определения: «для описания одного слоя печатной платы нужен один gerber-файл» и «один  gerber-файл описывает один слой печатной платы».

Стоит обратить внимание на то, что gerber-файлы используются не только для вычерчивания топологии слоёв, но и для обработки контуров плат, и для создания трафаретов для паяльной пасты. Более того, формат файлов сверления является прямым наследником Gerber.

С точки зрения расширенного Gerber, каждый gerber-файл – законченная программа, не требующая дополнительных файлов или иных внешних параметров. В то же время при применении gerber-файлов старого образца – RS-274-D – требуется дополнительный файл апертур, поскольку сами gerber-файлы в данном случае не содержат данных об апертурах.

Каждая программа является «однопроходной». То есть, структура управляющих кодов построена таким образом, что при создании изображения коды считываются и выполняются последовательно и при этом не происходит возвратов в начало программы или на какую-либо её строку.

Gerber-формат является векторным форматом, то есть по его данным формируется изображение, не зависящее от разрешения.

Каждый gerber-файл является текстовым файлом. При этом расширение *.txt используется крайне редко. Как правило, расширение gerber-файла соответствует типу его слоя. Каждый разработчик программного обеспечения, оперирующего gerber-данными, закладывает свои правила определения расширений. В таблице 1 приведены наиболее распространённые расширения.

Таблица  1. Наиболее распространённые расширения gerber-файлов

Тип слоя	Расширение
Верхний слой металлизации	*.art01, *.gtl, *.cmp, *.top, *.gtl, *.layer1, *.soldcom, *.comp
Нижний слой металлизации	*.art02, *.gbl, *.bottom, *.sld, *.bot, *.GBL, *.layer2, *.soldsold,*.sol
Внутренний слой	*.art, *.in, *.internal, *.gt1, *.gt2, *.gt3, *.gt4, *.gt5, *.gt6, *.g1, *.g2, *.g3, *.g4, *.g5, *.g6
Негативный экранный слой	*.pgp, *.pwr, *.gp1, *. gp2, *.gp3, *.gp4, *.gp5, *.gp6, *.gnd, *.ground
Позитивный экранный слой	*.pgp, *.pwr, *.gnd, *.ground
Слой сверловки	*.dd01, *.gd1, *.gg1, *.drill, *.drl, *.tap, *.nc1, *.dd02, *.gd, *.gg, *.drill, *.drl, *.tap, *.nc2, *.dd, *.gd, *.gg, *.drill, *.drl, *.tap, *.nc3, *.nc4, *.nc5
Верхний слой шелкографии	*.sst01, *.gto, *.top silk, *.silk, *.slk, *.sst, *.ts, *.skt
Нижний слой шелкографии	*.sst, *.bsilk, *.gbo, *.ssb, *.bot silk, *.silk, *.bs, *.skb
Верхний слой маски	*.sm01, *.cmask, *.gts, *.tmask, *.tmk, *.smt, *.mask1, *.maskcom, *.tr, *.top mask, *.mst
Нижний слой маски	*.sm, *.gbs, *.bmask, *.bmk, *.smb, *.mask2, *.masksold, *.br, *.bot mask, *.msb
Верхний слой пасты	*.sp01, *.gtp, *.tm, *.top paste, *.paste, *.pst
Нижний слой пасты	*.sp02, *.gbp, *.bm, *.bot paste, *. paste, *.psb
Периметр платы	*.BDR, *.gko, *.border, *.out
Список цепей	*.ipc, *.net

 

Рис.5 Пример реального набора gerber-файлов, сформированных средствами Altium Designer

Немного подробнее про апертуры

Апертура – основной инструмент формирования топологического рисунка, она представляет собой «пятно» определённой формы. С её помощью фотоплоттер прорисовывает все элементы топологии за исключением полигонов (а в случае формата RS-274-D – и полигоны тоже). Можно сказать, что это аналог карандашей, но с той разницей, что апертуры отличаются друг от друга не цветом, а формой. Апертуры делятся на два типа – стандартные и макроапертуры.

Рис.6 Стандартные апертуры

Чаще всего используются стандартные апертуры. Макроапертуры могут быть любой формы.

Рис.7 Пример макроапертур

Для формирования линии, как правило, используется апертура круглой формы с диаметром, соответствующим ширине линии. Данная апертура «передвигается» из одной точки в другую по определённой траектории. Аналогичным образом могут использовать как стандартные апертуры, так и макроапертуры любой формы.

Рис.8 Пример «вычерчивания» линии

 Синтаксис

Допустимым набором символов в gerber-файлах являются символы с 32 по 126 7-битной ASCII-таблицы, а так же символы под номерами 10 (LF, Line Feed) и 13 (CR, Carriage Return). Все остальные символы являются недопустимыми. LF и CR могут использоваться как разделители строк. Разделители строк могут использоваться только между блоками данных и в составе макроапертур. Символы «*» и «%» зарезервированы. Первый может быть использован только в качестве символа конца блока данных, второй – только как ограничитель параметров. Символ пробела может быть использован лишь в комментариях. Разработчики формата gerber настоятельно рекомендуют каждый новый блок данных начинать с новой строки, что улучшает «читабельность» программы, никак не влияя при этом на построение изображений.

В составе программ допускается применять имена для идентификации макросов, изображений и уровней. В именах можно использовать все допустимые символы, за исключением пробела, CR, LF, «%» и «*». Длина имён не должна превышать 255 символов. Имена не могут начинаться с цифр и символов «+» и «-».

Описание платы в формате Gerber состоит из блоков данных и объявлений. Блоки данных – это низшие синтаксические элементы, из которых строится программа. Каждый блок данных должен заканчивать символом конца блока данных, как правило – «*». Каждый блок данных может содержать один или несколько параметров, кодов или координат. Примеры блоков данных:

X2Y0D02*

G01X5000Y0D01*

Несколько блоков данных могут объединяться в высшие синтаксические элементы – объявления. По сути, gerber-программа представляет собой последовательность объявлений. Объявления могут содержать как один блок данных, так и группу. Если в объявлении присутствуют параметры, то оно представляет собой «объявление параметров» и заключается между символами «%». Примеры объявлений:

G02X0Y100I-400J100D01*

%AMDONUTFIX*1,1,0.100,0,0*1,0,0.080,0,0*%

Gerber оперирует тремя типами данных:

1. параметры
2. функциональные коды;
3. координаты.

Параметры определяют характеристики gerber-файлов. Параметры, определяющие характеристики всего gerber-файла, должны располагаться в его начале, остальные – в соответствующем месте. Блоки данных, содержащие параметры, являются «объявлениями параметров», заключаются между символами «%», и их длина не может быть более 4096 символов. Объявления параметров состоят из двух-символьного параметрического кода, определяющего назначение параметра, и следующих за ним параметрических данных. В большинстве случаев параметры состоят из одного блока данных. При этом символ конца блока данных должен располагаться непосредственно перед символом «%». Параметры макроапертур могут состоять из нескольких блоков данных. Для хорошей читаемости, разработчики gerber рекомендуют каждый блок данных начинать с новой строки. Примеры объявлений параметров:

%FSLAX23Y23*%

%LPD*%

%AMA1bo*

1,1,0.00591,-0.02829,0.02477*%

Функциональные коды определяют действия, необходимые для прорисовки топологии слоя. Они состоят из буквенного символа D, G или M и двух цифр. Например, D01 или M02.

Координаты определяют текущую точку, в которой необходимо совершить текущее действие. Координаты записываются в форме:

[X(число)][Y(число)][I(число)][J(число)].

«X» и «Y» – координаты по осям X и Y, «I» и «J» — сдвиг по тем же осям. Квадратные скобки указывают на то, что каждую из координат или сдвигов возможно опустить. Вместо опущенной координаты подразумевается соответствующая координата из предыдущего блока данных. Вместо опущенного смещения подразумевает ноль. Примеры задания координат:

X5298Y5923

X5303

Y5924

X+100I-50

X200Y200I50J50

Как определить систему измерений и способ задания координат

В практике любого инженера иногда возникает необходимость определить такие параметры gerber-файлов, как система измерений и способ задания координат. Данное действие несложно, достаточно лишь открыть gerber-файл как текст в любом текстовом редакторе, найти в его начале описанные ниже строки и расшифровать их.

Система измерения и способ задания координат определяют характеристики всего gerber-файла, поэтому, как уже говорилось выше, они объявляются в начале файла. Строка, объявляющая способ задания координат, выглядит следующим образом:

%FS(L/T/D)(А/I)(Xa)(Yb)*%, где

FS – начало строки объявления параметров.

L/T/D – подавление нулей:

• L – ведущих,
• T – конечных,
• D– нули не подавляются.

А/I – режим координат:

• A – абсолютный,
• I – относительный.

Xa, Yb – количество знаков целой и дробной частей (подставляется вместо a, b).

Пример подобной строки:

%FSDAX56Y56*%

В данном примере объявляется следующее: FS – начало строки объявления параметров, D – нули не подавляются, A – абсолютный режим координат, X56Y56 – 5 цифр целой части и 6 – дробной, * – конец строки объявления параметров.

Строка объявления системы измерений бывает двух видов: %MOMM*% – координаты заданы в миллиметрах, %MOIN*% – координаты заданы в дюймах.

В качестве заключения

Мы рассмотрели лишь общие вопросы, связанные с форматом Gerber. На самом деле, тема гораздо более обширна. Для более глубоко изучения данного формата можно обратиться к документуThe Gerber File Format Specifications, разработанного компанией Ucamco. Его можно найти здесь — The Gerber File Format Specification, или — пройдя по ссылке  http://www.ucamco.com/en-us/downloads.aspx.

About Алексей Якубенко

View all posts by Алексей Якубенко →

Облегчаем работу с блоками в AutoCAD

История бренда AutoCAD

Что это и как его открыть?

By: Jay Geater   |   Обновлено: November 26, 2018

Резюме файла GERBER

Расширение файла GERBER имеет один тип (-ов) файла (-ов) и связано с один различными программными обеспечениями, но главным образом с ACE 3000, разработанным Numerical Innovations. Часто они представлены в формате Printed Circuit Board Photoplotter Data. Основную часть этих фацлов классифицируют, как CAD Files.

Расширение файла GERBER поддерживается Windows. Данные типы файлов можно найти в основном на настольных компьютерах и некоторых мобильных устройствах. Рейтинг популярности файлов GERBER составляет «Низкий». Это означает, что они не часто встречаются на большинстве устройств.

Для получения дополнительной информации о файлах GERBER и связанных с ними прикладных программных средствах, см. информацию ниже. Кроме того, далее также представлено основное руководство по устранению неполадок, которое позволит вам решить проблемы, возникающие во время открытия файлов GERBER.

Универсальность

Рейтинг

/ 11690

Активность

Актуальность

26

November

2018

Обновленный

FileViewPro открывает файлы GERBER

Продукт Solvusoft

Скачать бесплатно

Установить необязательные продукты — FileViewPro (Solvusoft) | Лицензия | Политика защиты личных сведений | Условия | Удаление

Виды GERBER-файлов

Основная принадлежность в формате GERBER

. GERBER

Форматирование:	.gerber
Группа:	Printed Circuit Board Photoplotter Data

Файл GERBER представляет собой файл данных обычно используется в PCB промышленности для различных печатных плат конструкций.

Создатель:	Numerical Innovations
Функция:	Файлы CAD
Запись:	HKEY_CLASSES_ROOT\.gerber

Программные обеспечения, открывающие Printed Circuit Board Photoplotter Data:

ACE 3000, разработчик — Numerical Innovations

Windows

Установить необязательные продукты — FileViewPro (Solvusoft) | Лицензия | Политика защиты личных сведений | Условия | Удаление

Поиск файлов

Устранение неполадок GERBER-файлов

Распространенные проблемы открытия GERBER

ACE 3000 Исчез

При двойном щелчке GERBER-файла может появиться диалоговое окно операционной системы с сообщением о том, что он «Не удается открыть этот тип файла». Обычно это означает, что ACE 3000 не установлен в %%os%%. Вы не сможете дважды щелкнуть, чтобы открыть свой GERBER, так как ваша ОС не знает, что с ним делать.

Совет. Если у вас установлена другая программа, которая, как вы знаете, откроет ваш GERBER, вы можете выбрать ее из других перечисленных программ (см. «Показать приложения»).

Устаревший ACE 3000

Файл Printed Circuit Board Photoplotter Data несовместим с ACE 3000, поскольку возможно, установлена неправильная версия. Если у вас установлена неправильная версия ACE 3000, вам потребуется установить правильную версию. Большую часть времени файл Printed Circuit Board Photoplotter Data был создан более новым ACE 3000, чем то, что вы установили.

Совет . Щелчок правой кнопкой мыши на GERBER-файле, затем выбрав «Свойства» (Windows) или «Получить информацию» (Mac), может предоставить подсказки о версии файла.

Резюме: В любом случае, большинство проблем, возникающих во время открытия файлов GERBER, связаны с отсутствием на вашем компьютере установленного правильного прикладного программного средства.

Другие проблемы с файлами GERBER

Даже при установке правильной версии ACE 3000 вы все равно можете испытывать трудности с открытием GERBER-файлов. Если у вас по-прежнему возникают проблемы с открытием GERBER-файлов, могут возникнуть другие проблемы, препятствующие открытию этих файлов. Проблемы, не связанные с программным обеспечением:

• Неверные ссылки на файлы GERBER в реестре Windows («телефонная книга» операционной системы Windows)
• Непреднамеренное удаление описания GERBER-файла в реестре Windows
• Недопустимая установка программы, связанной с GERBER (например, ACE 3000)
• Сам GERBER-файл поврежден
• На ваш документ GERBER негативно повлияли вредоносные программы
• Повреждены или устарели драйверы устройств оборудования, связанного с файлом GERBER
• Windows не имеет достаточных ресурсов для открытия файла Printed Circuit Board Photoplotter Data

Опрос: Используете ли вы компьютер или мобильное устройство, чаще просматривать файлы?

Компьютер (настольный компьютер, ноутбук)
Мобильный (телефон, планшет)

Как исправить проблемы с открытием файлов GERBER

Установить необязательные продукты — FileViewPro (Solvusoft) | Лицензия | Политика защиты личных сведений | Условия | Удаление

Расширение файла   # A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

Введение в расширенные файлы Gerber

Вы когда-нибудь смотрели на печатную плату и задавались вопросом, что именно нужно для ее изготовления? В этой статье мы объясним Gerber и расширенные файлы Gerber, чертежи печатной платы, ответив на ряд вопросов, которые в первую очередь касаются. Мы считаем, что все, что вы хотите знать о файле Gerber, связано со следующими словами.

Что такое файл Gerber?

Gerber или расширенный файл Gerber — это стандартный формат файла, используемый в электронной промышленности для хранения и передачи проектных чертежей. Они часто используются для передачи информации о производственных характеристиках печатных плат. По своей сути файлы Gerber похожи на PDF-файлы для производства электроники. Вы когда-нибудь проходили рентгенологическое обследование в больнице, когда у вас был перелом костей? Вы можете полностью представить файл Gerber как рентгеновское изображение реальной печатной платы. Рентгеновское изображение просто показывает, как организованы ваши кости, в то время как файл Gerber показывает, как схемы расположены на печатной плате.

Символы американского стандартного кода для обмена информацией (ASCII) обозначают информацию внутри файлов Gerber. Поскольку компьютер может воспринимать информацию только как наборы чисел, код ASCII работает как числовое представление нечисловых символов, таких как «A» или знак @.

Во время своего создания файлы Gerber использовали строки ASCII как способ вызова инструкций для машины, называемой «фотоплоттер», которая использовала инструкции как средство экспонирования изображения на куске пленки путем управления источником света. , который является одним из ведущих этапов в процессе производства печатных плат.

Как работает файл формата Gerber?

Производство печатных плат и файлы Gerber

Так как же файлы Gerber используются при производстве печатных плат? В субтрактивном методе изготовления печатных плат печатная плата начинается с листа материала подложки, заключенного в медь с одной или обеих сторон. Файлы Gerber используются для получения изображения того, где медь на печатной плате должна оставаться в конце процесса.

Затем изображение используется для создания каналов для удаления меди с платы, чтобы остались только проводящие дорожки, используемые реальной печатной платой. Стандартное соглашение состоит в том, чтобы использовать четкую маркировку для областей без меди и черную маркировку для фактических медных дорожек. Но это не останавливаться на достигнутом. После того, как медные дорожки размечены, их покрывают такие слои, как паяльная маска и шелкография. В файле Gerber также будут изображения для этих других слоев, представления расположения отверстий для сверления платы и даже обозначение размера платы.

Поскольку файлы Gerber содержат так много информации, производители печатных плат получают до 9 файлов, хотя они делают только двухслойную печатную плату. Примеры:
• Медные дорожки для верхней части печатной платы
• Медные дорожки для нижней стороны печатной платы
• Изображение паяльной маски для верхнего слоя
• Изображение паяльной маски для нижнего слоя слой
• Шелкография верхнего слоя
• Шелкография нижнего слоя
• Координаты всех отверстий, а также их свойства
• Контур физической платы с отмеченными операциями обработки, такими как надрезы, прорези и внутренние вырезы
• Простой текстовый файл README, объясняющий использование всех файлов

Пост-дизайнерский процесс для файлов Gerber

Несколько программных приложений приводят к различным методам создания файлов Gerber, включая Cadence и Altium Designer. После проектирования фотоплоттер переносит Gerber на печатную плату. Фотоплоттер распечатывает каждый файл на одной пленке.

Каждый слой печатной платы и сопутствующая маска для пайки получают свой собственный лист, поэтому для простой двухслойной печатной платы требуется как минимум четыре листа пленки — по одному для верхнего и нижнего слоев трассировки и по одному для сопутствующих слоев маски для пайки.

После печати фотоплоттер пробивает «регистрационное отверстие» в выстроенных пленках. Регистрационное отверстие используется в качестве направляющей для выравнивания кусочков пленки на слоях меди и подложки, чтобы пленка покрывала панель подложки.

Фоточувствительная пленка, состоящая из слоя химических веществ, затвердевающих под действием ультрафиолета, затем покрывает схему печатной платы. Эта пленка, известная как «сопротивление», позволяет производителю печатных плат получить идеальное соответствие фотографиям в файле Gerber.

После того, как резист и слой подложки выровнены с помощью отверстий для совмещения ранее, они получают луч ультрафиолетового света, который проходит через полупрозрачные части пленки, затвердевая фоторезист. Это указывает на области следов меди, которые должны оставаться в качестве путей. Напротив, черные чернила предотвращают попадание света на области, которые не должны затвердевать, чтобы их можно было позже удалить.

Этот процесс повторяется для каждого слоя, включая слои паяльной маски и слои шелкографии. Когда дело доходит до разработки файла Gerber и переноса его на печатную плату, дизайнеры должны учитывать два момента.

1. Унаследованные проблемы

Формат файла Gerber изначально использовался для управления фотоплоттерами с числовым программным управлением. Сегодняшние принтеры для печатных плат гораздо больше похожи на современные лазерные принтеры — формат файла Gerber не предназначен для обработки, что вызывает проблемы, когда файлы используются с текущими растровыми плоттерами для печати печатных плат:
• Данные по отверстиям могут отсутствовать, поскольку оригинальные фотоплоттеры, используемые для изготовления печатных плат, не просверливали отверстий. Файлы числового программного управления Excellon можно использовать для дополнения данных Gerber, но даже это неполно — в нем не различаются сквозные, глухие и заглубленные отверстия. Технические специалисты, считывающие данные, также не имеют ни малейшего представления о том, правильно ли они смещены или используют правильный масштаб.
• Нет функционального определения или сопоставления файлов. Ничто в самом файле Gerber не говорит CAM-специалисту, является ли он верхним, нижним или зеркальным файлом. Вот почему большинство текущих файлов Gerber включают файл README.

2. Вопросы дизайна для производства (DFM)

Файлы Gerber не содержат возможности прочитать «намерение» печатной платы. Также нет средств защиты от разработчиков печатных плат, создающих печатную плату, которую сложно или даже функционально невозможно создать. Одна из наиболее распространенных ошибок, на которую должны обращать внимание технические специалисты по монтажу печатных плат, — это отсутствие файлов, но другие ошибки включают в себя:
• Нанесение шелкографии на контактные площадки печатной платы
• Расположение элементов печатной платы слишком близко к контуру печатной платы
• Сверление отверстий в два раза, делая их излишне большими

Пока дизайнеры и технические специалисты осознают эти и другие проблемы, формат файлов Gerber может и будет использоваться для проектирования и производства печатных плат в будущем.

PCBCart имеет интеллектуальную систему проверки DFM, которая способна автоматически выполнять проверку DFM на стандартных проектах, пока вводится файл проекта печатной платы, что играет решающую роль в повышении эффективности и точности. Кроме того, проверка DFM, предоставляемая нами, абсолютно бесплатна!

В чем разница между форматами файлов RS-274D и RS-274X?

Поскольку современные лазерные фотоплоттеры обрабатывают файлы ASCII Gerber больше как современные файлы изображений, почему бы нам не перейти на современный формат, такой как PostScript? Ответ прост: современные фотоплоттеры используют формат файлов Gerber, потому что большинство компьютерных программ для проектирования/черчения создают файлы в этом формате, а большинство компьютерных программ создают файлы в формате Gerber, потому что его используют современные фотоплоттеры. .

Два формата файлов могут создавать типы файлов Gerber:
• RS-274D: более старый из двух стандартов форматов файлов Gerber, RS-274D распределяет информацию для одного слоя по двум отдельным файлам Gerber.
• RS-274X: более новый из двух форматов файлов, RS-274X позволяет хранить всю информацию для одного слоя в одном файле.

Что это значит на практике? По сравнению с файлами RS-274X файлы RS-274D гораздо более подвержены ошибкам из-за упаковки их файлов апертуры. Файлы Aperture для производства печатных плат бывают самых разных типов, но почти все они являются собственностью исходного программного обеспечения, а это означает, что ответственный инженер по автоматизированному производству (CAM) должен набирать их вручную. Поскольку файлы Gerber содержат текст ASCII, который люди не могут легко прочитать, это длительный и трудоемкий процесс.

С другой стороны, инженерам гораздо проще использовать формат файла RS-274X. В RS-274X файлы апертур встраиваются как часть файловых данных, поэтому нет необходимости в ручном вводе. Использование RS-274X позволяет разработчику печатных плат определять основные блоки кода, такие как макросы, форму площадки и ширину линии, в одном файле, тогда как RS-274D требует, чтобы эти блоки были в отдельном файле.

Возникновение RS-274X связано с потребностью в большей гибкости формата Gerber. С появлением лазерных/растровых фотоплоттеров производители и проектировщики печатных плат смогли сделать формат Gerber более гибким, чтобы он лучше соответствовал требованиям непрерывного проектирования печатных плат. Чтобы привести формат файла в соответствие с достижениями в области фотоплоттеров, EIA запустила формат файла RS-274X в 1991.

Формат файла RS-274X позволял разработчику отображать любую форму одним из трех способов — в виде полной площадки, длинной дорожки или на плоскости или многоугольнике. Поскольку для определения апертуры не требовалось физического колеса на фотоизображении, производители могли при необходимости извлекать файл САПР. Определения апертуры и макросов теперь включаются в файл Gerber в качестве стандартного вывода, тогда как раньше они были отдельными файлами.

Внедрение RS-274X в 1991 году сделало его стандартным файловым форматом для передачи данных слоев печатных плат. Тем не менее, формат файла RS-274D все еще используется некоторыми разработчиками печатных плат, особенно когда им необходимо проектировать или копировать старые стили печатных плат. Соответственно, профессиональные инженеры надежных производителей печатных плат все же могут что-то сделать, чтобы компенсировать недостатки RS-274D. Например, сталкиваясь с форматами RS-274D, инженеры из PCBCart обычно вводят D-код вручную, чтобы получить полное содержимое файлов проекта.

Как перевести код ASCII для фотоплоттеров?

Есть четыре типа инструкций, которые могут быть переданы фотоплоттеру в коде ASCII файла Gerber, независимо от формата:
• Параметры конфигурации: Начинающиеся с символов % в стандарте RS-274X, это команда, которая управляет различными частями. процесса рендеринга, включая выбор цвета.
• Определения макросов и апертур: используются для определения формы различных частей печатной платы. Макросы обращаются к специальной геометрии, такой как логотипы, регистрационные метки или другие сложные формы. Отверстия используются для определения формы и толщины контактных площадок, используемых на большинстве печатных плат.
• Команды рисования: Приходите в одном из четырех стилей — вспышки, линии, полигональные заливки и дуги.
• Информация о координатах для каждого объекта: представлена ​​в формате X-Y.

Каковы плюсы и минусы файла Gerber?

Как и любой другой существующий формат файла, формат файла Gerber имеет свои плюсы и минусы. Плюсы:
• Один из самых простых форматов файлов для создания и использования
• Один из самых распространенных форматов файлов, используемых сегодня
• Поддерживается бесплатным программным обеспечением для просмотра файлов

Минусы включают:
• Требуется несколько файлов, в зависимости от формата
• Все файлы требуют проверки перед изготовлением

Используются и другие форматы файлов. Основным конкурентом файлового формата Gerber является формат ODB++, преимущество которого заключается в его однофайловой природе: один файл ODB++ содержит все части, необходимые для укладки слоев печатной платы, сверления необходимых отверстий и выполнения любой маскировки.

ODB++ также имеет свои плюсы и минусы. Как и файл Gerber, файл ODB++ является общим, проверяется на качество и имеет проверку DFM как часть процедуры изготовления. Однако одним из факторов, который может заставить производителя выбрать ODB++ вместо Gerber, является простота импорта выбранному производителю, особенно по сравнению с выводом Gerber в формате ASCII.

Основная проблема с ODB++ заключается в том, что он сложнее, чем Gerber, что делает его более подверженным ошибкам при кодировании. Кроме того, он разработан как другой формат изображения, а это означает, что некоторые производители, которые могут использовать файл Gerber .gbr, могут не иметь возможности использовать формат файла ODB++.

PCBCart: ваш надежный производитель печатных плат

PCBCart специализируется на предоставлении нашим клиентам по всему миру набора высококачественных услуг по изготовлению и сборке печатных плат по доступной цене. Уже более десяти лет мы помогаем инженерам, преподавателям и предприятиям разрабатывать инновационные приложения, чтобы они могли трансформировать отрасли, в которых они работают. Наши клиенты движут нами, поэтому мы придерживаемся самых строгих стандартов качества, когда речь идет о наших услугах. Потребности и удовлетворение потребностей клиентов лежат в основе нашего бизнеса. Мы предлагаем ряд вариантов производства печатных плат, в том числе:
• Быстрое прототипирование печатных плат
• Массовое производство печатных плат
• Поиск компонентов
• Полная сборка печатных плат под ключ

Мы обнаружили, что файлы Gerber — один из лучших вариантов для производства печатных плат, и надеемся, что это руководство было для вас полезным! Ознакомьтесь с нашим контрольным списком для предварительного заказа, чтобы получить дополнительную информацию о том, как подготовить заказ, и свяжитесь с нами, чтобы получить предложение сегодня.

Получите мгновенное предложение для ваших печатных плат FR4

В предыдущих абзацах мы рассмотрели важность и распространенность файлов Gerber. Если вам интересно узнать больше о формате Gerber, в том числе о происхождении имени Gerber, принципе работы фотоплоттера и о том, как файл Gerber развивается до того, как он выглядит сегодня, читайте дальше.

Узнайте больше о формате файлов Gerber

Различное освещение для изображений

Первые фотоплоттеры использовали лампу-вспышку на ксеноновой основе для проецирования изображения с вращающегося колеса апертуры на кусок светочувствительной пленки или светочувствительную стеклянную пластину. Лампа изображения проходила по стеклу или пленке, не касаясь его, что создавало два разных типа освещения в зависимости от продолжительности и того, как двигалась головка изображения. Два типа освещения:
• Рисунки, представляющие собой векторы, создаваемые непрерывным освещением светочувствительного материала при движении над ним формирующей головку
• Вспышки, представляющие собой единичные простые графические изображения, создаваемые в одном месте путем пропускания света через отверстие соответствующей формы в определенном месте расположение

В отличие от тех ранних устройств с ламповым питанием, использующих текст ASCII, современные фотоплоттеры сканируют растровую графику или растровые изображения, а затем используют лазер, лазерный диод или светодиод (LED), сфокусированные на нескольких точках на светочувствительном материале для формирования рассматриваемого изображения. .

Как Гербер нашел «Гербера»?

Файл Гербера был детищем австрийско-американского Х. Джозефа Гербера, изучавшего инженерное дело в Политехническом институте Ренсселера в Нью-Йорке. Работая над дипломом в области авиационной инженерии, Гербер изобрел переменную шкалу, чтобы облегчить выполнение задания.

В первой переменной шкале использовался пояс пижамных штанов Гербера, который был съемным в европейском стиле того времени. Гербер отметил шкалу на ленте и использовал ее, чтобы помочь себе в утомительных измерениях, вычислениях и перерисовке, которые требовались для выполнения его задания.

Профессора Гербера призвали его запатентовать эту идею. После окончания учебы он учредил компанию Gerber Scientific Instrument Company, чтобы продавать разработанные им устройства. По мере роста успеха компании Gerber Scientific Instruments Гербер путешествовал по США, разговаривая со своими клиентами и узнавая о проблемах, с которыми они сталкивались на работе.

Все это взаимодействие с другими инженерами вызвало у Гербера интерес к построению сюжета. Он понял, что современные аналоговые плоттеры недостаточно точны для информации, что побудило его разработать первый цифровой плоттер. В течение 19В 50-х годах он создал цифровую координатную таблицу X/Y, которую позже использовал в качестве основы для первой цифровой чертежной машины.

Как был создан расширенный файл Gerber и где он изначально работал?

Во время поездки в штаб-квартиру RCA в конце 1960-х Гербер обнаружил еще одно применение таблицы координат X/Y, которую он разработал несколько лет назад, — для создания фотографий, которые послужили чертежом печатной платы. Патент на первый фотоплоттер, получивший в патентных документах название «Устройство фотоэкспозиции с переменной апертурой», был подан 19 сентября.70 и выдан в октябре 1972 г.

Первый фотоплоттер работал, перемещая головку лампы на основе ксенона в нужное место над пленкой. Затем он повернул колесо так, чтобы правильное отверстие выровнялось под лампой.

В то время как изобретение первого фотоплоттера имело невероятно важное значение для индустрии печатных плат, команда Gerber Scientific сыграла столь же важную роль в области автоматизированного проектирования. Под руководством старшего инженера Рона Вебстера и главного инженера Дэвида Логана компания Gerber Scientific приступила к разработке целой системы изготовления печатных плат. Ранняя система включала:
• Некоторые функции САПР
• Автоматизированные системы оптического контроля
• Сетевые возможности

Собственный файловый формат Gerber Scientific (.gbr) произошел от уже существующего файлового формата RS-274D, частью которого он позже стал. В 1980 году Ассоциация электронной промышленности (EIA) одобрила RS-274D и использовала его для управления чертежными машинами с числовым программным управлением, в том числе созданными Gerber Scientific.

Как сегодня используются файлы Gerber?

С введением RS-274D в качестве стандартизированного формата файла в 1980, CAD как система становилась все более распространенной и начала заменять использовавшиеся ранее чертежи «два к одному», записанные вручную. С помощью программного обеспечения САПР фотоплоттер можно было использовать для создания фотографических чертежей путем вывода данных привода прямо на сам плоттер.

К тому времени, когда RS-274D стал стандартом, на рынок начали выходить другие производители фотоплоттеров. Однако вариант Gerber формата RS-274D стал лучше, потому что Gerber опубликовал полные спецификации формата, когда он вышел в 1919 году.80.

Формат файла RS-274D имеет одно серьезное ограничение, когда речь идет о передаче изображений различных слоев для печатных плат. Пространство, доступное на колесе апертуры, ограничивало размер, форму и количество апертур, которые RS-274D мог использовать одновременно.

Хотя это могло работать для конструкций, использующих обычные компоненты для сквозного монтажа, использование колеса апертуры означало, что плоттер не мог работать с новыми компонентами для поверхностного монтажа. В этих новых системах использовалось несколько различных типов прямоугольных площадок разных размеров, которые было трудно рисовать фотоплоттерам.

Поиск лучших приложений для формата

В формате RS-274D единственным вариантом для инженера САПР было использование серии рисунков для создания крошечных линий, «рисующих» на контактных площадках. Точно так же плоттер мог рисовать простые слои плоскости в обратном порядке — отверстия, используемые для зазора в плоскости, были черными для черчения, а производитель менял полярность на белый, используя интерфейсную систему CAM или контактную печать.

Однако это не работало для слоев смешанных плоскостей или плоскостей сигнального слоя — вместо этого эти слои нужно было рисовать с помощью рисунков, таких как пэды. Этот процесс может занять более одного дня для большого изображения.

Длительный процесс создания чертежа RS-274D представлял собой проблему, поэтому был разработан новый фотоплоттер с новым форматом файла. Результатом стал растровый фотоплоттер, в котором использовался свет, подобный лазерному диоду или светодиоду, для непрерывного сканирования пленки. На лазеры растровых плоттеров подавалась серия команд включения/выключения для последовательного построения изображения чертежа печатной платы.

Используя растеризованные пиксели, производители могли создавать печатные платы любой формы. Сегодня растровый фотоплоттер стал стандартным инструментом для создания изображений для печатных плат. Современные фотоплоттеры используют более 40 лучей, все они независимо переключаются и работают одновременно. Это позволяет проектировщикам печатных плат строить чертежи с разрешением до 50 000 точек на дюйм и более.

Свяжитесь с PCBCart сегодня, чтобы начать!

Все о файлах Gerber и схемах

Все о файлах Gerber и схемах

Хотя известные производители печатных плат, такие как Rush PCB Inc, настаивают на использовании файлов Gerber для изготовления плат, новички могут не знать об этой технологии. Файлы Gerber являются стандартными выходными форматами, которые используют производители печатных плат, и они необходимы для изготовления печатных плат, поскольку они содержат информацию о деталях завершенного проекта. Файлы Gerber можно создавать из любой программы проектирования печатных плат САПР.

Gerber Files

Джозеф Гербер основал Gerber Scientific Company, и они первыми разработали файлы Gerber. Эти файлы содержат информацию о конструкции печатной платы. Обычно разработчики архивируют несколько файлов Gerber в один файл для отправки производителю печатных плат.

Для многослойных печатных плат файлы Gerber содержат информацию обо всех слоях в зависимости от конструкции печатной платы, сборки, производственных чертежей, программ сверления и компоновки массива панелей.

Для проекта необходимо иметь соответствующие файлы Gerber для каждого изображения, медных схем, медных элементов, заземления и слоев питания. Это позволяет производителям создавать необходимый рисунок.

Как правило, имена файлов Gerber являются описательными, что позволяет производителям узнать слой платы, соответствующий файлу. Можно указать, какие отверстия они должны латать, а какие латать не надо. Точно так же можно указать глухие и скрытые переходные отверстия и все типы слотов.

Кроме того, импортируя файлы Gerber в инженерное программное обеспечение CAM, дизайнеры могут использовать данные для создания не только двухмерных моделей, но и трехмерных фигур в дополнение к созданию проектов для производства.

Кроме того, данные в файлах Gerber могут выступать в качестве справочных и руководящих указаний, помогающих производителям избегать ошибок при вводе данных платы в свои автоматизированные машины.

Форматы файлов Gerber

Файлы Gerber со временем развивались в соответствии со сложностью технологии проектирования печатных плат. Таким образом, существует множество форматов, начиная с самого старого и заканчивая самым последним форматом.

RS274-D

RS274-D — один из старейших форматов файлов Gerber. В своем первоначальном виде он работал для машин с числовым программным управлением. Позже он поддерживал различные фотоплоттеры. Хотя стандартный формат файлов Gerber, RS274-D был признан неудовлетворительным, что привело к разработке других форм.

RS274X

Чтобы избежать многих изъянов и недостатков RS274-D, недавно переработанного формата, RS274X был разработан. Вместо формата числового управления в пересмотренном формате использовались встроенные единицы, структуры и информация.

RS274X позволяет производителям использовать многослойные структуры и команды заполнения для специальных полигонов, контрольных пленок и полярности. Больше не нужно вручную вводить данные, что помогает свести к минимуму ошибки фотопечати.

ODB++

ODB++ — это самораспаковывающийся файловый формат, содержащий всеобъемлющий стандартизированный формат ввода. Этот формат помогает дизайнерам автоматизировать процесс укладки, размещения отверстий и маркировки.

Однако первая версия этого формата была неудобна для пользователя и имела сложности со многими другими программами. В более поздних версиях эти проблемы были решены, и проектировщики могли использовать ODB++ в качестве входных данных для большинства других программ САПР.

Благодаря автоматизации большинства процессов формат ODB++ не оставляет места для человеческих ошибок. Хотя это и не популярный формат, производители печатных плат все еще используют его.

Формат Gerber X2

Gerber X2 — новейший файловый формат Gerber, включающий передовое программное обеспечение CAM. У дизайнеров есть возможность назначать атрибуты объектам в файле Gerber. Программное обеспечение CAM реализует эти атрибуты, интерпретируя их, а также предоставляет дополнительную информацию оператору CAM и производителю.

Как помогают файлы Gerber

Файл Gerber содержит информацию, необходимую для руководства по изготовлению печатной платы. Это стандарт де-факто, определяющий двумерные бинарные изображения с использованием открытого векторного формата ASCII.

Файлы Gerber также включают метаданные или данные о другой важной информации в файле. Это может включать в себя несколько медных слоев, маски для пайки и легенду или информацию для шелкографии.

Производители используют файлы Gerber и файлы для сверления с ЧПУ для создания печатных плат. Фактически каждый файл Gerber представляет собой один слой на физической плате. Следовательно, могут существовать отдельные файлы Gerber, представляющие верхний медный слой, внутренние медные слои, нижний медный слой, маскирующие слои, наложение компонентов и т. д.

Поскольку используется несколько разновидностей файлов печатных плат, производители настаивают на том, чтобы клиенты предоставляли им полный набор файлов Gerber и файлы для сверления ЧПУ. Это позволяет избежать конфликтов из разных версий.

Файлы Gerber могут не содержать важной информации, например, о цвете паяльной маски и шелкографии, требованиях к панелеобразованию, отделке контактных площадок, массе меди и толщине платы.

Другими элементами, не включенными в файлы Gerber, могут быть специальные требования к печатным платам или функции, такие как вырезы или слоты. Разработчики должны разместить такую ​​информацию на механическом слое или включить ее в прилагаемый текстовый файл.