Guida alle Gerber file extensions nella progettazione PCB

Se hai mai utilizzato un visualizzatore di file Gerber esterno, o hai utilizzato alcune applicazioni di progettazione PCB con un visualizzatore Gerber integrato, saprai che esistono diversi formati ed estensioni per i file Gerber (Gerber file extensions). Alcune applicazioni possono riprodurre molto bene l'aspetto di un layout PCB con pochi layer attivi, come l'immagine Gerber che ho mostrato sopra, proveniente da uno dei nostri layout d'esempio di connettori a pressione. Il segreto per utilizzare al meglio questi visualizzatori è comprendere le varie estensioni e i formati di file Gerber.

Quello che potrebbe sembrare complesso per i nuovi progettisti è in realtà piuttosto intuitivo. Non è detto che una Gerber file extension sia oggettivamente "migliore" di un'altra, quindi continua a leggere per scoprire come decodificare le estensioni e i formati dei file Gerber.

Gerber file extensions vs. formati dei file Gerber

I file Gerber sono il formato standard del settore per codificare i dati di un layout PCB in un formato utilizzabile da fotoplotter vettoriali. Abbiamo discusso di cosa sia un file Gerber e dei vari formati Gerber in altri articoli su questo blog, ma dobbiamo ancora approfondire le varie estensioni di file per ciascun formato. Progettisti e produttori esperti avranno già familiarità con le varie estensioni di file Gerber, per cui questo articolo è rivolto principalmente ai progettisti alle prime armi.

Riassumendo: quali sono i formati di file Gerber standard e cosa codificano? I due formati di file Gerber sono il formato RS-274-X (rilasciato nel 1998) e il nuovo formato X2 (rilasciato nel 2014). Questi sostituiscono il vecchio formato RS-274-D, non più supportato dal suo sviluppatore UCAMCO. Entrambi i formati sono file ASCII leggibili dall'uomo che possono avere qualsiasi estensione e possono essere letti in un editor di testo proprio come altri file ASCII.

• Formato RS-274-X: è un'immagine vettoriale 2D di uno specifico layer all'interno di uno stack-up PCB; questo formato di file include definizioni di apertura, coordinate XY per comandi di disegno e flash, dati di unità, comandi speciali di riempimento poligonale e altre informazioni necessarie per la fabbricazione PCB.
• Formato X2: è un passo avanti rispetto al formato RS-274-X e include informazioni sulla posizione di layer, pad e fori di via, requisiti di impedenza controllata e altri attributi. Al suo rilascio, nel 2014, UCAMCO ha dichiarato il precedente standard RS-274-D "tecnicamente obsoleto" a favore di RS-274-X e X2 dal momento che le definizioni di apertura nel RS-274-D non sono standardizzate.

Un pacchetto di questi file, così come: i file di foratura, la distinta base, i file di orientamento, le netlist e alcuni altri file di disegno per la fabbricazione e l'assemblaggio offrono al produttore tutto ciò di cui ha bisogno per comprendere la scheda da produrre. Per saperne di più sui pro e i contro di ciascun formato leggi questo post di Ben Jordan.

Per capire in che modo entrino in gioco le estensioni dei file, è utile consultare brevemente un esempio di layout PCB finito. Mostrerò il pacchetto di file Gerber che ho generato per un prodotto che sto progettando in modo da capire cosa significhino le estensioni dei file Gerber osservandone le estensioni in entrambi gli standard.

Gerber RS-274-X

L'immagine seguente mostra un pacchetto di RS-274-X Gerbers per un esempio di PCB a 2 layer. Da questo elenco di file, possiamo vedere come abbiano tutti estensioni diverse. L'estensione ha il formato generico "GXY", dove X e Y si riferiscono a una funzione specifica e/o all'assegnazione di layer per il file specifico. Secondo lo standard RS-274-X, poiché non ci sono attributi allegati al file, la corrispondenza di ciascun file a un layer specifico nel PCB avviene attraverso l'estensione.

Per i Gerber RS-274-X, è solitamente possibile dedurre la funzione di ciascun layer semplicemente osservando l'estensione. Dico "solitamente" perché ho ricevuto dei Gerber in cui l'ingegnere del cliente non ha utilizzato le estensioni mostrate sopra. I dati in questi file sono tutti dati ASCII; sono quindi tante le applicazioni in grado di leggerli e utilizzarli per generare immagini vettoriali 2D di ciascun layer. Se il visualizzatore/editor Gerber che stai utilizzando non comprende l'estensione del formato Gerber, e non è in grado di determinare la posizione nello stackup PCB, allora impilerà i layer diversamente (di solito in ordine alfabetico).

Gerber X2

Quando crei file X2 per il tuo progetto, puoi creare un file per ogni singolo layer nello stack-up PCB, inclusi i layer meccanici. I file verranno generati anche per i fori, inclusi i fori passanti placcati e non placcati. I file ottenuti dal generatore Gerber X2 avranno tutti l'estensione .GBR. Il tuo generatore potrebbe anche assegnare a ciascun file un nome che corrisponde al suo nome nel tuo software di progettazione PCB, che potrebbe anche corrispondere alla sua posizione nello stackup PCB (a seconda di come hai chiamato i tuoi layer).

Nell'immagine sopra, ho delineato i due layer di segnale in questa semplice scheda; non ci sono layer piani. Il resto dei layer contiene un pacchetto di dati necessari per la fabbricazione e l'assemblaggio. Questi dati possono essere visualizzati nel layout PCB se sai come utilizzare le configurazioni di visualizzazione nei tuoi strumenti di progettazione.

Questo dovrebbe rivelare il valore del formato X2, mentre elementi come la posizione effettiva nello stack-up PCB possono essere codificate come parte dei dati nei file .GBR. Ciò consente a un'utilità di visualizzazione Gerber di ricostruire lo stack-up in modo che corrisponda alla progettazione effettiva. Questo elimina anche la necessità di applicare un'estensione intuitiva dei file ai file X2, a differenza dei file RS-274-X.

Quali estensioni e formati Gerber è meglio utilizzare?

Sinceramente, ogni volta che devo inviare una progettazione per la fabbricazione e il produttore richiede specificamente dei file Gerber, preferisco creare estensioni in entrambi i formati, comprimerle in cartelle diverse e inviarle entrambe al produttore. Dare la possibilità di utilizzare il formato Gerber preferito accorcia i tempi d'attesa e la corrispondenza. Invio una documentazione completa che include: una netlist, un file di foratura NC, la distinta base dei materiali, file IPC-2158, file ODB ++, un pacchetto di disegni per la fabbricazione e l'assemblaggio, dati pick-and-place, PDF con gli schematici e un modello STEP della scheda. Inviando tutti gli elementi organizzati in modo chiaro in diverse cartelle, il produttore potrà scegliere esattamente ciò di cui ha bisogno e potrà mettere in produzione la scheda rapidamente.

Quando devi condividere i tuoi file Gerber e altri dati di fabbricazione con il tuo produttore o altri progettisti, il modo più semplice è utilizzare la piattaforma Altium 365. Utilizzando la funzionalità di rilascio del progetto, tutti i file di produzione generati possono essere facilmente condivisi con il produttore, che potrà quindi accedere ai file condivisi direttamente su Altium Designer o tramite la propria istanza web grazie alla piattaforma sicura di Altium 365.

Indipendentemente dalle estensioni di file Gerber che preferisci o dalle esigenze del tuo produttore, puoi creare rapidamente un set di file di produzione standardizzati utilizzando gli strumenti di progettazione e produzione PCB in Altium Designer®. La funzionalità del processo di output automatizza la generazione di file di produzione e assicura che la documentazione sia priva di errori.

Quando avrai completato il progetto e vorrai inviare i file al tuo produttore, la piattaforma Altium 365™ ti permetterà di semplificare la collaborazione e la condivisione dei tuoi lavori. Questo è solo un assaggio di tutto ciò che è possibile fare con Altium Designer su Altium 365. Visita la pagina del prodotto per visionare una descrizione più approfondita delle funzionalità o seguire uno dei corsi e webinar on demand.