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.

Manufacturing Made Easy

Send your product to manufacturing in a click without any email threads or confusion.

Learn More

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.

Professional PCB Drawings in Minutes

Create and update documentation as you design.

Learn More

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.

Manufacturing Made Easy

Send your product to manufacturing in a click without any email threads or confusion.

Learn More

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.