Twój przewodnik po rozszerzeniach plików Gerber w projektowaniu PCB

Jeśli kiedykolwiek korzystałeś z zewnętrznego przeglądarki plików Gerber, lub używałeś aplikacji do projektowania PCB z wbudowaną przeglądarką Gerber, wiesz, że istnieją różne formaty i rozszerzenia plików Gerber. Niektóre aplikacje mogą bardzo ładnie odtworzyć wygląd i uczucie układu PCB, używając tylko kilku aktywnych warstw, tak jak obraz Gerber, który pokazałem powyżej, z jednego z naszych przykładowych układów złączy prasowanych. Kluczem do budowania i używania tych aplikacji przeglądarki Gerber jest zrozumienie różnych rozszerzeń plików Gerber oraz formatów plików Gerber.

To, co może wydawać się czarną magią dla nowych projektantów, jest sekretnie intuicyjne, i nie chodzi o to, że jedno rozszerzenie pliku Gerber jest obiektywnie „lepsze” niż inne. Jeśli kiedykolwiek chciałeś rozszyfrować rozszerzenia i formaty plików Gerber, czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej.

Rozszerzenia plików Gerber vs. Formaty plików Gerber

Pliki Gerber są de facto standardem branżowym do kodowania danych układu PCB w formacie używanym przez wektorowe plotery świetlne. Omówiliśmy już, czym jest plik Gerber i różne formaty Gerbera w innych artykułach na tym blogu, ale jeszcze nie zagłębiliśmy się w różne rozszerzenia plików dla każdego formatu. Doświadczeni projektanci i producenci prawdopodobnie rozszyfrowali różne rozszerzenia plików Gerber, więc to jest skierowane bardziej do nowszych projektantów.

Aby krótko przypomnieć, jakie są standardowe formaty plików Gerber i co one kodują? Dwa formaty plików Gerber to format RS-274-X (wydany w 1998 roku) oraz nowszy format X2 (wydany w 2014 roku). Zastępują one starszy format RS-274-D, który nie jest już wspierany przez jego twórcę, firmę UCAMCO. Oba formaty plików to pliki ASCII czytelne dla człowieka, które mogą mieć dowolne rozszerzenie i mogą być czytane w edytorze tekstu tak jak inne pliki ASCII.

• Format RS-274-X: Dwuwymiarowy obraz wektorowy konkretnej warstwy w stosie warstw PCB; ten format pliku zawiera definicje apertur, lokalizacje współrzędnych XY dla poleceń rysowania i błyskania, dane jednostek, specjalne polecenia wypełniania poligonów oraz inne informacje potrzebne do produkcji PCB.
• Format X2: Ulepszenia formatu RS-274-X, w tym informacje o lokalizacji warstw, padach i przelotkach, wymaganiach dotyczących kontrolowanej impedancji oraz innych atrybutach. Po wydaniu w 2014 roku, UCAMCO ogłosiło wcześniejszy standard RS-274-D za "technicznie przestarzały" na rzecz RS-274-X i X2, ponieważ definicje apertur w RS-274-D nie są ustandaryzowane.

Jeden zestaw tych plików, jak również pliki wiercenia, BOM, pliki centroid, netlisty oraz kilka innych plików rysunków fabrycznych i montażowych, daje producentowi wszystko, co potrzebne do zrozumienia Twojej płytki. Aby przeczytać więcej o zaletach i wadach każdego formatu, przeczytaj ten niedawny (ale nadal aktualny) wpis na blogu Bena Jordana.

Aby zobaczyć, gdzie przydają się rozszerzenia plików, warto na chwilę przyjrzeć się przykładowi z gotowym układem PCB. Pokażę zestaw Gerberów, które wygenerowałem dla projektowanego przeze mnie produktu, i będziemy mogli zrozumieć, co oznaczają rozszerzenia plików Gerber, patrząc na rozszerzenia plików Gerber w obu standardach.

RS-274-X

Poniższy obraz przedstawia zestaw Gerberów RS-274-X dla przykładowej dwuwarstwowej płytki PCB. Z tej listy plików możemy zauważyć, że wszystkie mają różne rozszerzenia. Rozszerzenie ma ogólny format "GXY", gdzie X i Y odnoszą się do określonej funkcji i/lub przypisania warstwy dla danego pliku. W standardzie RS-274-X, ponieważ pliki nie mają dołączonych atrybutów, przyporządkowanie każdego pliku do określonej warstwy w PCB odbywa się poprzez rozszerzenie.

Dla Gerberów RS-274-X zazwyczaj można wywnioskować funkcję każdej warstwy, po prostu patrząc na rozszerzenie. Mówię "zazwyczaj", ponieważ otrzymałem Gerbery jako część projektów, gdzie inżynier klienta nie używał pokazanych powyżej rozszerzeń. Dane w tych plikach to wszystko dane ASCII, więc wiele aplikacji może odczytać te dane i użyć ich do generowania 2D wektorowych obrazów każdej warstwy. Jeśli aplikacja do przeglądania/edycji Gerbera, której używasz, nie rozumie rozszerzenia formatu Gerbera i nie może określić lokalizacji w stosie warstw, wtedy będzie wyświetlać warstwy w nieprawidłowej kolejności (zazwyczaj alfabetycznie).

Gerber X2

Gdy przystępujesz do tworzenia plików X2 dla swojego projektu, możesz utworzyć plik dla każdej pojedynczej warstwy w układzie PCB, włączając w to warstwy mechaniczne. Pliki zostaną również wygenerowane dla otworów wiertniczych w projekcie, w tym dla otworów przelotowych metalizowanych i niemetalizowanych. Pliki, które otrzymasz z narzędzia do generowania Gerber X2, będą miały rozszerzenie .GBR. Twój generator może również nadać każdemu plikowi nazwę odpowiadającą jego nazwie w oprogramowaniu do projektowania PCB, która może również odpowiadać jego pozycji w stosie warstw (w zależności od tego, jak nazwałeś swoje warstwy).

Na powyższym obrazie zaznaczyłem dwie warstwy sygnałowe na tej prostej płytce; nie ma warstw płaszczyznowych. Pozostałe warstwy zawierają zestaw danych potrzebnych do produkcji i montażu. Te dane można zobaczyć w układzie PCB, jeśli wiesz, jak korzystać z konfiguracji widoku w swoich narzędziach projektowych.

Powinno to ujawnić wartość formatu X2, gdzie takie elementy jak rzeczywista lokalizacja w stosie PCB mogą być zakodowane jako część danych w plikach .GBR. Pozwala to narzędziu do przeglądania plików Gerber odtworzyć stos tak, aby odpowiadał zamierzonemu projektowi. Eliminuje to również potrzebę stosowania intuicyjnego rozszerzenia pliku do plików X2, w przeciwieństwie do przypadku plików RS-274-X.

Jakie rozszerzenia plików Gerber i format Gerber należy użyć?

Szczerze mówiąc, kiedykolwiek muszę wysłać projekt do produkcji i producent konkretnie prosi o pliki Gerber, po prostu tworzę rozszerzenia plików Gerber w obu formatach, pakuję je w różne foldery i wysyłam wszystko do producenta. Dając im możliwość wykorzystania dowolnego formatu Gerber, eliminuję trochę oczekiwania i kilka maili w tę i z powrotem. Wysyłam również netlistę, plik wiercenia NC, BOM, pliki IPC-2158, pliki ODB++, zestaw rysunków fabrycznych i montażowych, dane do montażu automatycznego, PDFy ze schematami oraz model STEP płytki. Jeśli wyślesz im wszystko i zachowasz to wszystko wyraźnie zorganizowane w różnych folderach, producent będzie mógł dokładnie wybrać, czego potrzebuje i może szybko rozpocząć produkcję płytki.

Kiedy potrzebujesz udostępnić swoje pliki Gerber oraz inne dane produkcyjne swojemu producentowi lub innym projektantom, najłatwiejszym sposobem jest użycie platformy Altium 365. Korzystając z funkcji Wydanie Projektu, wszystkie wygenerowane pliki produkcyjne można łatwo udostępnić producentowi. Twój producent może następnie uzyskać dostęp do udostępnionych plików bezpośrednio przez Altium Designer lub przez przeglądarkę internetową dzięki bezpiecznej platformie Altium 365.

Bez względu na to, które rozszerzenia plików Gerber preferujesz lub czego wymaga od Ciebie producent, możesz szybko wygenerować zestaw standaryzowanych plików produkcyjnych, korzystając z narzędzi do projektowania i produkcji PCB w Altium Designer®. Funkcja Output Job automatyzuje generowanie plików produkcyjnych i zapewnia, że Twoja dokumentacja jest wolna od błędów.

Kiedy zakończysz projektowanie i będziesz chciał przekazać pliki swojemu producentowi, platforma Altium 365™ ułatwia współpracę i udostępnianie projektów. To tylko wierzchołek góry lodowej tego, co jest możliwe do zrobienia z Altium Designer na Altium 365. Możesz sprawdzić stronę produktu po bardziej szczegółowy opis funkcji lub jeden z Webinarów na Żądanie.