ODB++ против Gerber X2 против IPC-2581: Войны форматов файлов производства печатных плат

„Wenn Zwei sich streiten, freut sich der Dritte“ - Когда двое ссорятся, третий радуется.

Многие из нас недавно следили за интересной "битвой" между Карелом Таверниером из Ucamco и Джулианом Коутсом из Mentor Graphics на тему, какой формат лучше: со стороны Карела - Gerber, и, что более важно, недавно обновленный стандарт Gerber X2 против более зрелого ODB++, который изначально был разработан компанией Valor, позже приобретенной Mentor Graphics. Стоит упомянуть, что Джулиан Коутс (Mentor) приложил некоторые усилия, чтобы сохранить ODB++ открытым, чтобы бороться с опасениями монополии, и на самом деле сделал это довольно хорошо - тем не менее, принятие ODB++ в индустрии можно считать не чем иным, как печальным. Действительно ли это из-за потенциальной поддержки монополии или из-за того, что ему чего-то не хватает? Для справки, статьи, на которые я ссылаюсь, можно найти здесь.

В индустрии печатных плат за последние несколько лет шли активные дебаты о новых форматах файлов для отправки проектов плат производителям, однако одно абсолютно ясно - старый RS-274x («Gerber») уже не соответствует требованиям. Тем временем члены консорциума IPC2581 усердно продвигают этот новый формат, который обещает решить те же проблемы, что и сравнение ODB++ против формата печатных плат Gerber, и, подобно Gerber X2, является открытым стандартом, принадлежащим индустрии.

...но в чем же вся суть?

Проблема

Старый стандарт «файлов Gerber» существует уже более 30 лет и принят всеми, кроме самых примитивных производителей плат. Но он страдает от значительных ограничений среди дизайнеров печатных плат. Любой, кто имел опыт изготовления плат с использованием RS-274X, сталкивался с задержками в производстве из-за отсутствия или неправильного расположения отверстий, или из-за того, что производитель плат не понимал расширения ваших файлов Gerber и требовал переименовать файлы в соответствии с их требованиями, или, в худшем случае, получал платы, у которых слои были расположены не в том порядке.

Хорошо нумеровать медные слои на плате, чтобы вы могли проверить их после изготовления. На изображении выше вы можете видеть слои, отмеченные номерами. Другая распространенная практика - размещение названия слоя в виде текста под контуром платы в редакторе PCB. Название слоя на изображении ниже размещено как элемент из меди. Это приведет к его появлению в экспорте Gerber за пределами контура платы. CAM затем может удалить это или переместить, когда они создают панель.

...но я должен сказать, что это явный показатель того, что способ, которым мы передаем дизайны производителям, серьезно недостаточен. И такие практики, хотя они очень хороши, на самом деле являются обходными путями для отсутствующей информации в форматах файлов, которые мы традиционно использовали для передачи данных. Я бы даже пошел так далеко, чтобы сказать, что производственные чертежи - в теории- не должны быть необходимы (о ужас!). Да, я это сказал.

Только некоторые из серьезных ограничений RS-274x, как это обычно используется, включают:

• Для каждого слоя информации печатной платы (т.е. изображения медных слоев, производственные заметки, слой сборочного чертежа и т.д.) необходим отдельный физический файл.
• Структура слоев не определена - ее необходимо вручную передать производителю с помощью диаграмм, имен файлов и текстовой документации.
• В нем нет информации о сверлении - ее нужно отправить отдельным файлом «NC Drill», который часто ошибочно создается в другом масштабе или с другим смещением, чем формат файлов Gerber.
• В нем нет информации об электрическом соединении (список соединений), поэтому требуется отправить отдельный файл списка соединений для электрического тестирования голой платы - который, опять же, может не совпадать с Gerber.
• В нем нет информации о размещении компонентов или спецификации материалов - для монтажа и закупки необходимо создавать отдельные файлы. Это вызывает дополнительные задержки и проблемы для производителей под ключ, которые занимаются как изготовлением голых плат, так и окончательной сборкой.

Генераторы выходных данных IPC-2581 и Gerber X2

IPC-2581 - это новый стандарт от IPC (Международной ассоциации печатных плат). Altium является членом консорциума IPC-2581 и вскоре будет поддерживать создание данных для производства по спецификации IPC-2581B из Altium Designer^®. Прелесть IPC-2581 заключается в том, что он генерирует один XML-файл, который может содержать всю информацию, необходимую для изготовления и сборки печатной платы - будь то просто голая плата или весь производственный процесс, включая установку компонентов и финальное тестирование. Файлы IPC-2581 включают:

• Информацию об изображении меди для травления слоев ПП.
• Информацию о стеке слоев платы (включая жесткие и гибкие секции).
• Список соединений для тестирования голой платы и тестирования в схеме.
• Спецификацию компонентов для закупки и сборки (установка компонентов).
• Производственные и сборочные примечания и параметры.

Использование этого нового стандарта означает, что производителю нужно отправить только один файл, без файлов сверления, распечаток, PDF или даже чертежей производства и сборки - вся необходимая информация для изготовления платы описана в XML-базе данных IPC-2581.

Gerber X2

Хотя это расширение существующего стандарта Gerber RS-274X, Gerber X2 предоставляет некоторые из тех же преимуществ, что и IPC-2581, добавляя информацию, которой не хватало - такую как определения стека слоев, атрибуты площадок и переходных отверстий, трассы с контролируемым импедансом - в оригинальные файлы Gerber в обратно совместимом наборе файлов Gerber. Списки соединений для тестирования, сверления и другие результаты все еще могут быть отправлены производителям в их соответствующих форматах файлов. Таким образом, Gerber X2 предоставляет улучшенный формат выходных данных для производства, который обратно совместим с существующими рабочими процессами, программным обеспечением и оборудованием для производства. Поэтому он будет предпочтительным выбором для пользователей, которые предпочитают более консервативный подход к обновлению.

Обзор ODB++

Один из более новых, более интеллектуальных форматов данных - это ODB++. Этот формат обмена данными CAD-to-CAM включает в себя все, что вы могли бы найти в классическом формате Gerber, а также дополнительные данные, которые обычно экспортируются вместе с пакетом Gerber. Пакет ODB++ содержит три набора файлов:

• Файлы проекта ODB++
• Процесс ODB++
• Производство ODB++

В формате Gerber контактная площадка, которую вы размещаете на плате печатной схемы, отображается как закрашенная область в просмотрщике Gerber. Невозможно отличить прямоугольную контактную площадку, используемую для монтажа компонента SMD, от простого прямоугольного куска меди, который не связан с компонентом (например, тестовая точка). Эта информация хранится в другом файле вывода проекта (списке соединений).

В формате ODB++ контактные площадки для компонентов явно определены как контактные площадки в пакете выходных файлов. Когда вы экспортируете файлы ODB++, все они экспортируются в один ZIP-файл, который отправляется производителю. Вы не экспортируете различные файлы из вышеупомянутого списка по отдельности, все они содержатся в одном пакете. Некоторые производители поощряют использование экспорта ODB++ потому, что все содержится в одном архиве.

Время Двигаться Вперед

Так или иначе, отрасли необходимо двигаться вперед, и выбор выходных данных во многом будет зависеть от вашего производителя.

В Европе и Северной Америке производители печатных плат призывают дизайнеров использовать новые интеллектуальные форматы, поскольку NRE-затраты на использование «обычного старого просмотрщика Gerber» для проверки дизайна печатной платы действительно высоки. Любой завод, имеющий современное ПО CAM, теперь может поддерживать IPC-2581, ODB++, и Gerber X2, так что действительно нет никаких оправданий. Все заводы, с которыми я говорил об этом, согласны - Sierra, Hughes, Precision…

Но мне бы хотелось знать ваше мнение - выбрали бы вы более консервативный путь (извините за каламбур) и остались бы с Gerber, или перешли бы на IPC-2581? Если бы вы выбрали новый формат, какие шаги вы бы предприняли с вашим производителем, чтобы гарантировать правильное изготовление ваших плат?

После того, как вы закончили размещение компонентов на печатной плате и провели тщательный обзор проекта, легко сгенерировать выходные файлы дизайна печатной платы для вашего проекта в Altium Designer. Функция файла задания на вывод (OutJob file) позволяет создавать шаблоны файлов производства для ваших проектов и быстро генерировать группы файлов из вашего размещения на печатной плате и схематических данных. Когда вы готовы передать эти файлы вашему производителю, платформа Altium 365 упрощает сотрудничество и обмен проектами.

Мы только коснулись поверхности возможностей Altium Designer на Altium 365. Начните свою бесплатную пробную версию Altium Designer + Altium 365 сегодня.