Gerber X3ファイル形式の概要

ほとんどの設計者やEDAベンダーは、UcamcoからのGerberエクスポートフォーマットの最新のアップデートについておそらく知らないでしょう。2020年に静かに、UcamcoはGerberフォーマットをアップデートし、新しいフォーマットはGerber X3として知られるようになりました。新しいフォーマットは以前のフォーマットと非常に似ており、EDAソフトウェアやCAMツールがGerber X3ファイルのセットを持っていると教えてくれない限り、それがGerber X3ファイルであることを知ることはおそらくないでしょう。

では、このフォーマットの何が大きな問題で、なぜ設計者や製造業者がそれについて気にするべきなのでしょうか？

Gerber X3ファイルエクスポートに含めることができる新しい機能やメタデータをいくつか見てみると、Ucamcoが業界の事実上の製造ファイルフォーマットをアップグレードすることを選んだ理由がはるかに明確になります。この記事で、いくつかのアップグレードと新機能を概説します。

インテリジェントデータフォーマットの歴史

まず、PCB製造のアウトプットについて非常に簡単な概要をお話しし、これがGerberファイルフォーマットを現在のバージョンに更新する動機を説明することを願っています。

Gerberファイルは1980年にRS-274-Dファイル形式のオリジナルリリースとともに登場しました。後に1998年には「技術的に時代遅れ」と宣言され、RS-274-X形式に置き換えられました。この形式は今日に至るまで、Gerber X2とともに事実上の標準として残っています。1995年には、最初の「インテリジェント」データ形式であるODB++がリリースされ、PCB製造業者への引き渡しのために、より多くの製造および組立データを単一のデータアーカイブに束ねる試みとして登場しました。2004年3月には、IPC-2581標準のオリジナルリビジョンがリリースされ、ODB++出力と同じレベルのインテリジェンスを、単一のXMLベースのファイル（.IPC拡張子）で提供しました。

• 今日のPCB出力ファイル形式についてもっと知る

EDAベンダーとCAMベンダーは、これらのデータ形式の作成と閲覧をさまざまな程度でサポートしてきました。これらのファイル形式の進化の傾向は明らかであるべきです：時間が経つにつれて、PCBに関するより多くの情報を形式に組み込んできました。これらのファイル形式でサポートされているデータの例には、次のようなものがあります：

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• コンポーネント情報
• スタックアップとレイヤー定義
• 外部ネットリスト（IPC-D-356のような）が不要なネット名
• 差動ペア定義

他にも現代のフォーマットが登場し、消えていったものがありますが、Happy Holdenが別の記事でうまく詳述しています。しかし、これまで生き残っている3つは、新しいGerberバージョン、ODB++、そしてIPC-2581です。X3は、クラシックなGerberフォーマットを、インテリジェントなデータフォーマットで期待されるものにかなり近づけます。

Gerber X3の新機能

Gerber X3は、製造データをエンコードした一連のファイルをエクスポートし、レイヤーごとに1つのファイルがエクスポートされます。新しいX3フォーマットは、通常PCB設計の追加エクスポートが必要とされるコンポーネントとアセンブリデータをGerberエクスポートにエンコードする能力をもたらします。新しいGerber X3フォーマットは、以下の情報の含有をサポートします：

• 上層と下層の配置レイヤーの明示的定義
• コンポーネントの参照指定子
• コンポーネント製造者/内部部品番号
• コンポーネント配置詳細（位置と回転）
• PCBライブラリ詳細（フットプリント名とパッケージ詳細）
• コンポーネントのアウトライン寸法
• コンポーネントのピン位置
• 以前のソフトウェアとの後方互換性が維持されています

デザイナーにとっての利点は非常に明確です：このフォーマットは、通常組み立てに渡される別のPCBデザイン出力の要件を排除する可能性があります。Gerberエクスポートに統合される二つの大きな要素は、部品表とピック＆プレースファイルです。これにより、製造とBOMデータの間のフットプリントの不一致など、PCB製造と組み立てにおいて発生する一般的な問題のいくつかを防ぐことができるかもしれません。

Gerber X3に含まれないもの

Gerber X3に何が含まれていないかを知るには、ファイル構造と情報の幅でGerber X3に最も近い競合であるODB++フォーマットを見るだけで十分です。Gerber X3にはまだ以下の情報が含まれていませんが、これは既にODB++アーカイブにエンコードされています：

• レイヤースタック内のPCB材料定義
• PCBスタックアップ内のレイヤー番号/順序
• 差動ネット定義

残念ながら、これはCAMベースの分析を行う場合、レイヤースタックを手動で定義し、適切な順序に並べる必要があることを意味します。CAMユーザーは、プロセス計画の一環として、および顧客の注文に対するDFMレビューを実行する際に、これを行う必要があります。Gerberファイルは、機械層または図面層のエクスポートを許可し、レイヤースタックの図面とインピーダンス表をGerber層（通常はドリル図面層）に入れることが一般的な習慣です。

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Gerber X3フォーマットと、この情報をコンポーネントレイヤーファイルにエンコードするために必要な構文についての詳細は、Ucamcoの2020.03リビジョンのフォーマットを読んでください。このドキュメントには、すべての構文がリストされており、各コマンドの適切な使用法を示す例示ファイルが提供されています。

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