Überblick über das Gerber X3 Dateiformat

Die meisten Designer und EDA-Anbieter sind sich wahrscheinlich des neuesten Updates der Gerber-Exportformate von Ucamco nicht bewusst. Still und leise hat Ucamco 2020 ein Update für das Gerber-Format veröffentlicht, das neue Format ist als Gerber X3 bekannt. Das neue Format sieht dem alten sehr ähnlich, und es sei denn, Ihre EDA-Software oder Ihr CAM-Tool hat Ihnen mitgeteilt, dass Sie einen Satz von Gerber X3-Dateien haben, würden Sie es wahrscheinlich nicht wissen.

Was ist also das Besondere an diesem Format, und warum sollten sich Designer und Hersteller dafür interessieren?

Wenn wir uns einige der neuen Funktionen und Metadaten ansehen, die in Gerber X3-Dateiexporte aufgenommen werden können, wird viel klarer, warum Ucamco sich entschieden hat, dieses Upgrade für das de facto Standardfertigungsdateiformat der Branche durchzuführen. Ich werde einige der Upgrades und neuen Funktionen in diesem Artikel umreißen.

Geschichte der intelligenten Datenformate

Zuerst gebe ich Ihnen einen sehr kurzen Überblick über die Ausgaben der PCB-Herstellung, und hoffentlich wird dies die Motivation für die Aktualisierung des Gerber-Dateiformats auf seine aktuelle Version veranschaulichen.

Gerber-Dateien gehen zurück auf das Jahr 1980 mit der ursprünglichen Veröffentlichung des RS-274-D Dateiformats; später, im Jahr 1998, wurde das Format als „technisch veraltet“ erklärt und durch das RS-274-X Format ersetzt, welches bis heute zusammen mit Gerber X2 der de facto Standard bleibt. Im Jahr 1995 wurde das erste „intelligente“ Datenformat namens ODB++ veröffentlicht, als Versuch, mehr Fertigungs- und Montagedaten in einem einzigen Datenarchiv für die Übergabe an PCB-Hersteller zu bündeln. Im März 2004 wurde die ursprüngliche Revision des IPC-2581 Standards veröffentlicht, die denselben Grad an Intelligenz wie eine ODB++ Ausgabe bot, jedoch in einer einzelnen XML-basierten Datei (.IPC Erweiterung).

• Erfahren Sie mehr über die heutigen PCB-Ausgabedateiformate

EDA-Anbieter und CAM-Anbieter haben seitdem die Erstellung und Ansicht dieser Datenformate in unterschiedlichem Maße unterstützt. Der Trend in der Entwicklung dieser Dateiformate sollte klar sein: Sie haben im Laufe der Zeit stetig mehr Informationen über die PCB in das Format integriert. Einige Beispiele für unterstützte Daten in diesen Dateiformaten umfassen:

• Komponenteninformationen
• Stackup- und Schichtdefinitionen
• Netznamen ohne die Notwendigkeit einer externen Netzliste (wie IPC-D-356)
• Definitionen von Differentialpaaren

Es gab andere moderne Formate, die gekommen und gegangen sind, die Happy Holden in einem anderen Artikel schön beschreibt. Aber die drei, die bisher überlebt haben, sind neuere Gerber-Versionen, ODB++ und IPC-2581. X3 bringt das klassische Gerber-Format viel näher an das, was man von einem intelligenten Datenformat erwarten würde.

Was ist neu in Gerber X3

Gerber X3 exportiert weiterhin eine Reihe von Dateien, die die Fertigungsdaten kodieren, wobei eine Datei pro Schicht exportiert wird. Das neue X3-Format ermöglicht es, Komponenten- und Montagedaten in einen Gerber-Export zu kodieren, was normalerweise einen zusätzlichen Satz von PCB-Design-Exporten erfordern würde. Das neue Gerber X3-Format unterstützt die Einbeziehung der folgenden Informationen:

• Explizite Definition der oberen und unteren Platzierungsschichten
• Komponenten-Referenzbezeichnungen
• Komponentenhersteller-/interne Teilenummern
• Komponentenplatzierungsdetails (Position und Rotation)
• PCB-Bibliotheksdetails (Footprint-Name und Paketdetails)
• Komponentenumrissmaße
• Komponenten-Pin-Positionen
• Rückwärtskompatibilität mit früherer Software wird beibehalten

Der Nutzen für Designer ist ziemlich klar: Das Format hat das Potenzial, die Anforderung für separate PCB-Designausgaben zu eliminieren, die normalerweise an die Montage übergeben werden würden. Die zwei großen Integrationen in einen Gerber-Export sind die Stückliste und die Pick-and-Place-Dateien. Dies könnte helfen, einige der häufig auftretenden Probleme bei der PCB-Fertigung und -Montage zu verhindern, wie zum Beispiel eine Footprint-Unstimmigkeit zwischen Fertigung und BOM-Daten.

Was fehlt in Gerber X3

Um zu sehen, was in Gerber X3 nicht verfügbar ist, muss man nur das ODB++-Format betrachten, da es der nächste Konkurrent von Gerber X3 in Bezug auf Dateistruktur und Informationsumfang ist. Gerber X3 enthält immer noch nicht die folgenden Informationen, die bereits in einem ODB++-Archiv kodiert sind:

• Definitionen der PCB-Materialien im Lagenstapel
• Lagennummer/-reihenfolge im PCB-Stapel
• Definitionen von differentiellen Netzen

Leider bedeutet dies, dass jede CAM-basierte Analyse das manuelle Definieren des Lagenaufbaus und das Anordnen in der richtigen Reihenfolge erfordert. CAM-Anwender müssen dies als Teil der Prozessplanung und bei der Durchführung einer DFM-Überprüfung für Kundenbestellungen tun. Gerber-Dateien ermöglichen den Export von mechanischen Schichten oder Zeichnungsschichten, und es ist üblich, eine Schichtstapelzeichnung und Impedanztabelle in eine Gerber-Schicht einzufügen (normalerweise die Bohrzeichnungsschicht).

Für weitere Informationen über das Gerber X3-Format und die erforderliche Syntax, um diese Informationen in Komponentenschichtdateien zu kodieren, lesen Sie die Revision 2020.03 des Formats von Ucamco. Dieses Dokument listet alle Syntax auf und bietet Beispieldateien, die die korrekte Verwendung jedes Befehls zeigen.

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