Ваше руководство по расширениям файлов Gerber в дизайне печатных плат

Если вы когда-либо использовали внешний просмотрщик файлов Gerber или пользовались некоторыми приложениями для проектирования печатных плат с встроенным просмотрщиком Gerber, то знаете, что существуют различные форматы и расширения файлов Gerber. Некоторые приложения могут очень хорошо воспроизводить внешний вид и ощущение макета печатной платы всего с несколькими активными слоями, например, изображение Gerber, которое я показал выше, из одного из наших примеров макета с пресс-фитными соединителями. Ключ к созданию и использованию этих приложений для просмотра Gerber заключается в понимании различных расширений файлов Gerber и форматов файлов Gerber.

То, что может показаться черной магией для новичков, на самом деле интуитивно понятно, и не существует объективно «лучшего» расширения файла Gerber по сравнению с другим. Если вы когда-либо хотели разобраться в расширениях и форматах файлов Gerber, продолжайте читать, чтобы узнать больше.

Расширения файлов Gerber против форматов файлов Gerber

Gerber файлы являются фактическим стандартом отрасли для кодирования данных о компоновке печатной платы (PCB) в формат, который может использоваться векторными фотоплоттерами. Мы уже обсуждали, что такое файл Gerber и различные форматы Gerber в других статьях этого блога, но мы еще не глубоко анализировали различные расширения файлов для каждого формата. Опытные дизайнеры и производители, вероятно, разобрались с различными расширениями файлов Gerber, поэтому этот материал больше ориентирован на новичков.

Для краткого обзора, каковы стандартные форматы файлов Gerber и что они кодируют? Существует два формата файлов Gerber: формат RS-274-X (выпущен в 1998 году) и более новый формат X2 (выпущен в 2014 году). Они заменяют старый формат RS-274-D, который больше не поддерживается его разработчиком UCAMCO. Оба формата файлов являются файлами в формате ASCII, читаемыми человеком, которые могут иметь любое расширение, и их можно читать в текстовом редакторе, как и другие файлы ASCII.

• Формат RS-274-X: 2D векторное изображение конкретного слоя в стеке слоев PCB; этот формат файла включает определения апертур, координатные позиции XY для команд рисования и вспышки, данные об единицах измерения, специальные команды заливки полигонов и другую информацию, необходимую для изготовления PCB.
• Формат X2: Улучшения формата RS-274-X, включающие информацию о расположении слоев, площадках и переходных отверстиях, требованиях к контролируемому импедансу и других атрибутах. После выпуска в 2014 году, UCAMCO объявила предыдущий стандарт RS-274-D «технически устаревшим» в пользу RS-274-X и X2, поскольку определения апертур в RS-274-D не стандартизированы.

Один набор этих файлов, а также файлы сверления, спецификация (BOM), файлы центроидов, списки соединений и несколько других файлов чертежей производства и сборки предоставляют вашему производителю всю необходимую информацию для понимания вашей платы. Чтобы узнать больше о плюсах и минусах каждого формата, прочтите этот недавний (но все еще актуальный) блог-пост от Бена Джордана.

Чтобы понять, где используются расширения файлов, полезно кратко рассмотреть пример с готовой компоновкой печатной платы. Я покажу набор Gerber-файлов, которые я сгенерировал для продукта, над которым работаю, и мы сможем узнать, что означают расширения файлов Gerber, рассмотрев расширения файлов Gerber по обоим стандартам.

RS-274-X

На изображении ниже показан набор файлов RS-274-X Gerber для примера двухслойной печатной платы (PCB). Из этого списка файлов мы видим, что у всех они разные расширения. Расширение имеет общий формат «GXY», где X и Y относятся к конкретной функции и/или назначению слоя для данного файла. Согласно стандарту RS-274-X, поскольку к файлу не прикреплены атрибуты, соответствие каждого файла определенному слою в PCB происходит через расширение.

Для файлов RS-274-X Gerber обычно можно определить функцию каждого слоя, просто взглянув на расширение. Я говорю «обычно», потому что мне приходили Gerber-файлы в рамках проектов, где инженер клиента не использовал указанные выше расширения. Данные в этих файлах представляют собой данные ASCII, так что любое количество приложений может прочитать эти данные и использовать их для генерации двумерных векторных изображений каждого слоя. Если приложение для просмотра/редактирования Gerber не понимает расширение формата Gerber и не может определить расположение в стеке слоев, то оно будет выстраивать слои не по порядку (обычно в алфавитном порядке).

Gerber X2

Когда вы приступаете к созданию файлов X2 для вашего проекта, вы можете создать файл для каждого слоя в многослойной структуре печатной платы, включая механические слои. Также будут сгенерированы файлы для отверстий под сверление в дизайне, включая металлизированные и неметаллизированные сквозные отверстия. Файлы, которые вы получите от утилиты генерации Gerber X2, будут иметь расширение .GBR. Ваша утилита также может дать каждому файлу имя, соответствующее его названию в программном обеспечении для проектирования печатных плат, которое также может соответствовать его позиции в стеке слоев (в зависимости от того, как вы назвали свои слои).

На изображении выше я обозначил два сигнальных слоя на этой простой плате; заземляющих слоев нет. Остальные слои содержат набор данных, необходимых для изготовления и сборки. Эти данные можно увидеть в компоновке печатной платы, если вы знаете, как использовать конфигурации просмотра в ваших инструментах проектирования.

Это должно показать ценность формата X2, где такие вещи, как фактическое расположение в стеке печатной платы, могут быть закодированы как часть данных в файлах .GBR. Это позволяет утилите просмотра Gerber восстановить стек так, чтобы он соответствовал задуманному дизайну. Это также исключает необходимость применения интуитивно понятного расширения файла к файлам X2, в отличие от случая с файлами RS-274-X.

Какие расширения файлов Gerber и формат Gerber следует использовать?

Честно говоря, когда мне нужно отправить дизайн на производство и изготовитель конкретно просит файлы Gerber, я просто создаю расширения файлов Gerber в обоих форматах, архивирую их в разные папки и отправляю все изготовителю. Предоставление им возможности использовать любой формат Gerber устраняет некоторое ожидание и обмен письмами. Я также отправляю список соединений, файл NC-сверления, BOM, файлы IPC-2158, файлы ODB++, комплект чертежей для изготовления и сборки, данные для установки и монтажа, PDF-файлы со схемами и STEP-модель платы. Если вы отправите им все и четко организуете по разным папкам, изготовитель сможет выбрать точно то, что ему нужно, и быстро приступить к производству платы.

Когда вам нужно поделиться файлами Gerber и другими данными для производства с вашим изготовителем или другими конструкторами, самый простой способ - использовать платформу Altium 365. Используя функцию Выпуск проекта, все файлы для производства, которые вы создали, могут быть легко переданы вашему изготовителю. Ваш изготовитель затем может получить доступ к общим файлам напрямую через Altium Designer или через свой веб-браузер благодаря защищенной платформе Altium 365.

Независимо от того, какие расширения файлов Gerber вы предпочитаете или что требует ваш производитель, вы можете быстро сгенерировать стандартизированный набор файлов для производства, используя инструменты проектирования и производства печатных плат в Altium Designer®. Функция Output Job автоматизирует создание файлов для производства и гарантирует отсутствие ошибок в документации.

Когда вы закончили проектирование и хотите отправить файлы вашему производителю, платформа Altium 365™ упрощает сотрудничество и обмен проектами. Мы только коснулись поверхности того, что возможно сделать с Altium Designer на Altium 365. Вы можете посетить страницу продукта для более подробного описания функций или один из вебинаров по запросу.