Ihr Leitfaden zu Gerber File Extensions im Leiterplattendesign

Zachariah Peterson
|  Erstellt: April 8, 2021  |  Aktualisiert am: August 12, 2022
Gerber-Dateiformate

Wenn Sie jemals einen externen Gerber-Datei-Viewer oder Leiterplatten-Designanwendungen mit integriertem Gerber-Viewer verwendet haben, wissen Sie, dass es verschiedene Gerber File Extensions (Dateierweiterungen) und Formate für Gerber-Dateien gibt. Einige Anwendungen können das Erscheinungsbild eines Leiterplattenlayouts mit nur wenigen aktiven Lagen sehr gut reproduzieren – wie im Gerber-Bild oben aus einem unserer Beispiellayouts für Einpress-Steckverbinder. Der Schlüssel zum Erstellen und Verwenden dieser Gerber-Viewer-Anwendungen besteht darin, die verschiedenen Gerber-Dateierweiterungen und Gerber-Dateiformate zu verstehen.

Was neuen Designern wie schwarze Magie erscheinen mag, ist eigentlich intuitiv. Und keine Gerber Extension ist objektiv „besser“ als eine andere. Wenn Sie die Dateierweiterungen und -formate von Gerber verstehen möchten, lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren.

Gerber File Extensions und Dateiformate

Gerber-Dateien sind das Industriestandardformat für die Codierung von Leiterplatten-Layoutdaten in ein Format, das von Vektor-Fotoplottern verwendet werden kann. Wir haben in anderen Artikeln in diesem Blog besprochen, was Gerber-Dateien und die verschiedenen Gerber-Formate sind. Wir müssen uns jedoch noch eingehend mit den verschiedenen Dateierweiterungen für jedes Format befassen. Erfahrene Designer und Hersteller haben die verschiedenen Gerber-Dateierweiterungen wahrscheinlich bereits entschlüsselt, daher richtet sich dieser Beitrag eher an neue Designer.

Ein kurzer Überblick: Was sind die Standard-Gerber-Dateiformate und was kodieren sie? Die beiden Gerber-Dateiformate sind das Format RS-274-X (1998 eingeführt) und das neuere Format X2 (2014 eingeführt). Diese ersetzen das ältere RS-274-D-Format, das von seinem Entwickler UCAMCO nicht mehr unterstützt wird. Bei beiden Dateiformaten handelt es sich um menschenlesbare ASCII-Dateien, die eine beliebige Erweiterung haben können und in einem Texteditor wie andere ASCII-Dateien gelesen werden können.

  • RS-274-X-Format: Ein 2D-Vektorbild einer bestimmten Lage im Aufbau einer Leiterplatte. Dieses Dateiformat enthält Aperture-Definitionen, XY-Koordinatenpositionen für Draw- und Flash-Befehle, Einheitendaten, spezielle Polygon-Füllbefehle und andere Informationen, die für die Leiterplattenherstellung benötigt werden.
  • X2-Format: Erweitert das RS-274-X-Format, um Informationen zu Lagenposition, Pads und Vias, kontrollierten Widerstandsanforderungen und anderen Attributen einzubeziehen. Bei der Veröffentlichung 2014 erklärte UCAMCO die frühere Norm RS-274-D als „technisch veraltet“, zugunsten von RS-274-X und X2, da die Aperture-Definitionen in RS-274-D nicht standardisiert sind.

Ein Satz solcher Dateien sowie Bohrdateien, eine Stückliste, Zentroid-Dateien, Netzlisten und einige andere Fertigungs- und Bestückungszeichnungsdateien geben Ihrem Hersteller alles, was er braucht, um Ihre Leiterplatte zu verstehen. Um mehr über die Vor- und Nachteile der einzelnen Formate zu erfahren, lesen Sie diesen älteren (aber immer noch relevanten) Blog-Post von Ben Jordan.

Um zu sehen, wo die Dateierweiterungen ins Spiel kommen, hilft ein kurzer Blick auf ein Beispiel mit fertigem Leiterplatten-Layout. Ich zeige den Satz von Gerber-Dateien, die ich für ein Produkt generiert habe, das ich gerade designe. Hier können wir sehen, was die Gerber-Dateierweiterungen bedeuten, indem wir sie uns unter beiden Standards ansehen.

RS-274-X

Das Bild unten zeigt einen Satz von RS-274-X-Gerber-Dateien für eine beispielhafte zweilagige Leiterplatte. Aus dieser Liste von Dateien können wir ersehen, dass sie alle unterschiedliche Erweiterungen haben. Die Erweiterung hat das allgemeine Format „GXY“, wobei X und Y für eine bestimmte Funktion und/oder Lagenzuweisung für die jeweilige Datei stehen. Gemäß RS-274-X-Standard erfolgt die Zuweisung der Dateien zu den jeweiligen Lagen auf der Leiterplatte über die Erweiterung, da keine Attribute an die Datei angehängt sind.

Ordner mit RS-274-X-Gerber-Dateien in Windows
RS-274-X Gerber-Dateien haben verschiedene Erweiterungen, und die jeweilige Erweiterung sagt dem Viewer/Editor, welche Funktion die Datei hat.

Bei RS-274-X-Gerber-Dateien können Sie normalerweise einfach aus der Erweiterung auf die Funktion jeder Lage schließen. Ich sage „normalerweise“, weil ich schon Gerber-Dateien für Projekte erhalten habe, bei denen der Ingenieur des Kunden die oben gezeigten Erweiterungen nicht verwendet hat. Bei den Daten in diesen Dateien handelt es sich ausschließlich um ASCII-Daten. Beliebige Anwendungen können diese Daten also auslesen und zum Generieren von 2D-Vektorbildern der jeweiligen Lage verwenden. Wenn die von Ihnen verwendete Gerber-Viewer/Editor-Anwendung die Gerber-Formaterweiterung nicht versteht und die Position im Lagenaufbau nicht bestimmen kann, werden die Lagen nicht in der richtigen Reihenfolge angezeigt (normalerweise wäre diese alphabetisch).

Gerber X2

Wenn Sie X2-Dateien für Ihr Design erstellen, können Sie eine Datei für jede einzelne Lage im PCB-Lagenaufbau erstellen, einschließlich mechanischer Lagen. Dateien werden auch für Bohrlöcher im Design erzeugt, einschließlich für metallisierte und nicht metallisierte Durchkontaktierungen. Die Dateien, die Sie von Ihrem Gerber-X2-Dienstprogramm erhalten, haben alle die Erweiterung .GBR. Ihr Dienstprogramm kann jeder Datei auch einen Namen geben, der ihrem Namen in Ihrer PCB-Designsoftware entspricht, und außerdem ihrer Position im Lagenaufbau (je nachdem, wie Sie Ihre Lagen benannt haben).

Ordner mit Gerber-Dateien, die Dateiendung .gbr haben und mit "Top" oder "Bottom" beschriftet sind
Alle Gerber-X2-Dateien haben die Dateierweiterung .GBR.

In der obigen Abbildung habe ich die beiden Signallagen dieser einfachen Platte skizziert; es gibt keine Kupferlagen. Der Rest der Lagen enthält einen Datensatz, der für die Herstellung und Bestückung benötigt wird. Diese Daten können Sie im Leiterplatten-Layout sehen, sofern Sie wissen, wie man die Ansichtskonfigurationen in Ihren Design-Tools verwendet.

Hieraus werden die Vorteile des X2-Formats ersichtlich, in dem Informationen wie die tatsächliche Position im Leiterplattenlagenaufbau als Teil der Daten in den GBR-Dateien kodiert werden können. Auf diese Weise kann ein Gerber-Viewer-Dienstprogramm den Lagenaufbau so erstellen, dass er dem vorgesehenen Design entspricht. Dadurch muss den X2-Dateien keine intuitive Dateierweiterung mehr hinzugefügt werden, im Gegensatz zu RS-274-X-Dateien.

Welche Gerber-Dateierweiterungen und welches Gerber-Format sollten Sie verwenden?

Um ehrlich zu sein: Jedes Mal, wenn ich ein Design für die Fertigung einsenden muss und der Hersteller spezifisch um Gerber-Dateien bittet, erstelle ich einfach Gerber-Dateierweiterungen in beiden Formaten, komprimiere sie in verschiedene Ordner und schicke alles an den Hersteller. Wenn Sie ihm die Möglichkeit geben, sich eines der beiden Gerber-Formate selbst auszusuchen, entfallen Wartezeiten und Kommunikation per E-Mail. Ich sende außerdem eine Netzliste, NC-Bohrdatei, Stückliste, IPC-2158-Dateien, ODB++ Dateien, eine Reihe von Fertigungs- und Bestückungszeichnungen, Pick-and-Place-Daten, PDFs mit Schaltplänen sowie ein STEP-Modell der Platte. Wenn Sie ihm alles schicken und es klar in verschiedenen Ordnern organisieren, kann der Hersteller genau das auswählen, was er benötigt und so die Platte schnell in die Produktion bringen.

Wenn Sie Ihre Gerber-Dateien und andere Fertigungsdaten mit Ihrem Hersteller oder anderen Designern austauschen müssen, geht das am einfachsten über die Altium-365-Plattform. Mit der Projektfreigabefunktion können Sie alle von Ihnen erzeugten Fertigungsdateien problemlos mit Ihrem Hersteller teilen. Ihr Hersteller kann dann dank der sicheren Plattform von Altium 365 direkt über Altium Designer oder über seinen Webbrowser auf die freigegebenen Dateien zugreifen.

Unabhängig davon, welche Gerber-Dateierweiterungen Sie bevorzugen oder was Ihr Hersteller vorschreibt: mit den Design- und Fertigungstools in Altium Designer® können Sie schnell und einfach eine Reihe von standardisierten Fertigungsdateien erzeugen. Die Output-Job-Funktion automatisiert die Erzeugung von Fertigungsdateien und stellt sicher, dass Ihre Dokumentation fehlerfrei ist.

Wenn Sie Ihr Design fertiggestellt haben und die Dateien für Ihren Hersteller freigeben möchten, können Sie auf der Altium-365™-Plattform ganz einfach zusammenarbeiten und Ihre Projekte teilen. Wir haben nur ganz oberflächlich behandelt, was mit Altium Designer auf Altium 365 möglich ist. Besuchen Sie die Produktseite für detaillierte Beschreibungen der Funktionen oder nehmen Sie an einem unserer On-Demand-Webinare teil.

Über den Autor / über die Autorin

Über den Autor / über die Autorin

Zachariah Peterson verfügt über einen umfassenden technischen Hintergrund in Wissenschaft und Industrie. Vor seiner Tätigkeit in der Leiterplattenindustrie unterrichtete er an der Portland State University. Er leitete seinen Physik M.S. Forschung zu chemisorptiven Gassensoren und sein Ph.D. Forschung zu Theorie und Stabilität von Zufallslasern. Sein Hintergrund in der wissenschaftlichen Forschung umfasst Themen wie Nanopartikellaser, elektronische und optoelektronische Halbleiterbauelemente, Umweltsysteme und Finanzanalysen. Seine Arbeiten wurden in mehreren Fachzeitschriften und Konferenzberichten veröffentlicht und er hat Hunderte von technischen Blogs zum Thema PCB-Design für eine Reihe von Unternehmen verfasst. Zachariah arbeitet mit anderen Unternehmen der Leiterplattenindustrie zusammen und bietet Design- und Forschungsdienstleistungen an. Er ist Mitglied der IEEE Photonics Society und der American Physical Society.

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