Hướng dẫn về các Phần mở rộng File Gerber trong Thiết kế PCB

Nếu bạn từng sử dụng một trình xem file Gerber bên ngoài, hoặc bạn đã sử dụng một số ứng dụng thiết kế PCB với trình xem Gerber tích hợp, bạn sẽ biết có nhiều định dạng và phần mở rộng file khác nhau cho các file Gerber. Một số ứng dụng có thể tái tạo rất đẹp vẻ ngoài và cảm giác của một bố cục PCB chỉ với một vài lớp hoạt động, như hình ảnh Gerber mà tôi đã chỉ ra ở trên từ một trong những bố cục kết nối press-fit mẫu của chúng tôi. Chìa khóa để xây dựng và sử dụng những ứng dụng trình xem Gerber này là hiểu các phần mở rộng file Gerber và định dạng file Gerber khác nhau.

Điều có vẻ như là ma thuật đen đối với những nhà thiết kế mới thực sự là trực quan một cách bí mật, và không phải như một phần mở rộng file Gerber nào cũng khách quan “tốt hơn” cái khác. Nếu bạn từng muốn giải mã các phần mở rộng và định dạng file Gerber, hãy tiếp tục đọc để tìm hiểu thêm.

Phần Mở Rộng File Gerber so với Định Dạng File Gerber

Các tệp Gerber là định dạng tiêu chuẩn de facto trong ngành công nghiệp để mã hóa dữ liệu bố trí PCB thành một định dạng có thể sử dụng bởi các máy vẽ ảnh vectơ. Chúng tôi đã thảo luận về tệp Gerber là gì và các định dạng Gerber khác nhau trong các bài viết khác trên blog này, nhưng chúng tôi chưa thực sự đi sâu vào các phần mở rộng tệp cho mỗi định dạng. Các nhà thiết kế và nhà sản xuất có kinh nghiệm có lẽ đã giải mã các phần mở rộng tệp Gerber khác nhau, vì vậy điều này tập trung nhiều hơn vào các nhà thiết kế mới.

Để xem xét nhanh, các định dạng tệp Gerber tiêu chuẩn là gì và chúng mã hóa cái gì? Hai định dạng tệp Gerber là định dạng RS-274-X (phát hành vào năm 1998) và định dạng X2 mới hơn (phát hành vào năm 2014). Những định dạng này thay thế cho định dạng RS-274-D cũ hơn, không còn được nhà phát triển UCAMCO hỗ trợ nữa. Cả hai định dạng tệp đều là các tệp ASCII có thể đọc được bởi con người, có thể có bất kỳ phần mở rộng nào, và chúng có thể được đọc trong trình soạn thảo văn bản giống như các tệp ASCII khác.

• Định dạng RS-274-X: Một hình ảnh vectơ 2D của một lớp cụ thể trong chồng lớp PCB; định dạng tệp này bao gồm các định nghĩa khẩu độ, vị trí tọa độ XY cho các lệnh vẽ và flash, dữ liệu đơn vị, các lệnh điền đa giác đặc biệt, và các thông tin khác cần thiết cho việc sản xuất PCB.
• Định dạng X2: Nâng cấp từ định dạng RS-274-X để bao gồm thông tin về vị trí lớp, pad và via, yêu cầu về trở kháng kiểm soát, và các thuộc tính khác. Khi phát hành vào năm 2014, UCAMCO tuyên bố tiêu chuẩn RS-274-D trước đó là “lỗi thời về mặt kỹ thuật” ưu tiên cho RS-274-X và X2 vì các định nghĩa khẩu độ trong RS-274-D không được chuẩn hóa.

Một bộ các tệp này, cũng như tệp khoan, BOM, tệp tâm trọng lượng, danh sách mạch, và một số tệp vẽ fab & lắp ráp khác cung cấp cho nhà sản xuất của bạn mọi thứ họ cần để hiểu về bảng mạch của bạn. Để đọc thêm về ưu và nhược điểm của mỗi định dạng, đọc bài đăng blog gần đây (nhưng vẫn liên quan) từ Ben Jordan.

Để thấy các phần mở rộng tệp đóng vai trò như thế nào, việc nhìn qua một ví dụ với bố cục PCB đã hoàn thành sẽ hữu ích. Tôi sẽ cho bạn xem bộ Gerber mà tôi đã tạo cho một sản phẩm tôi đang thiết kế, và chúng ta sẽ có thể hiểu ý nghĩa của các phần mở rộng tệp Gerber bằng cách xem các phần mở rộng tệp Gerber theo cả hai tiêu chuẩn.

RS-274-X

Hình dưới đây cho thấy một bộ Gerber RS-274-X cho một PCB 2 lớp ví dụ. Từ danh sách các tệp này, chúng ta có thể thấy rằng tất cả chúng đều có các phần mở rộng khác nhau. Phần mở rộng có định dạng chung là “GXY”, nơi X và Y đề cập đến một chức năng cụ thể và/hoặc phân công lớp cho tệp cụ thể. Theo tiêu chuẩn RS-274-X, vì không có thuộc tính nào được gắn với tệp, sự tương ứng của mỗi tệp với một lớp cụ thể trong PCB xảy ra thông qua phần mở rộng.

Đối với Gerber RS-274-X, bạn thường có thể suy luận chức năng của mỗi lớp chỉ bằng cách nhìn vào phần mở rộng. Tôi nói “thường” vì tôi đã nhận được Gerber là một phần của các dự án nơi kỹ sư của khách hàng không sử dụng các phần mở rộng được hiển thị ở trên. Dữ liệu trong các tệp này đều là dữ liệu ASCII, vì vậy bất kỳ ứng dụng nào cũng có thể đọc dữ liệu đó và sử dụng nó để tạo ra hình ảnh vectơ 2D của mỗi lớp. Nếu ứng dụng xem/sửa Gerber bạn đang sử dụng không hiểu phần mở rộng định dạng Gerber và không thể xác định vị trí trong chồng lớp, thì nó sẽ sắp xếp các lớp không đúng thứ tự (thường là theo thứ tự bảng chữ cái).

Gerber X2

Khi bạn tạo các tệp X2 cho thiết kế của mình, bạn có thể tạo một tệp cho từng lớp trong chồng PCB, bao gồm cả các lớp cơ khí. Các tệp cũng sẽ được tạo ra cho các lỗ khoan trong thiết kế, bao gồm cả các lỗ thông qua có mạ và không mạ. Các tệp bạn nhận được từ tiện ích tạo Gerber X2 của mình sẽ có phần mở rộng .GBR. Tiện ích của bạn cũng có thể đặt tên cho mỗi tệp khớp với tên của nó trong phần mềm thiết kế PCB của bạn, có thể cũng tương ứng với vị trí của nó trong chồng lớp (tùy thuộc vào cách bạn đặt tên cho các lớp của mình).

Trong hình ảnh trên, tôi đã đánh dấu hai lớp tín hiệu trong bảng mạch đơn giản này; không có lớp mặt phẳng nào. Các lớp còn lại chứa một bộ dữ liệu cần thiết cho việc sản xuất và lắp ráp. Những dữ liệu này có thể được xem trong bố cục PCB nếu bạn biết cách sử dụng cấu hình xem trong các công cụ thiết kế của mình.

Điều này sẽ tiết lộ giá trị của định dạng X2, nơi mà những thứ như vị trí thực tế trong chồng PCB có thể được mã hóa là một phần của dữ liệu trong các tệp .GBR. Điều này cho phép một tiện ích xem Gerber tái tạo lại chồng PCB sao cho nó phù hợp với thiết kế dự định. Điều này cũng loại bỏ nhu cầu phải áp dụng một phần mở rộng tệp trực quan cho các tệp X2, không giống như trường hợp của các tệp RS-274-X.

Bạn Nên Sử Dụng Phần Mở Rộng Tệp Gerber và Định Dạng Gerber Nào?

Thực sự, mỗi khi tôi cần gửi thiết kế để sản xuất, và nhà sản xuất cụ thể yêu cầu file Gerber, tôi đơn giản tạo các tệp mở rộng Gerber ở cả hai định dạng, nén chúng vào các thư mục khác nhau và gửi tất cả cho nhà sản xuất. Cho họ lựa chọn sử dụng định dạng Gerber nào giúp loại bỏ một chút thời gian chờ đợi và một số email qua lại. Tôi cũng gửi kèm netlist, tệp khoan NC, BOM, tệp IPC-2158, tệp ODB++, bộ bản vẽ sản xuất & lắp ráp, dữ liệu chọn và đặt, PDF với sơ đồ mạch, và mô hình STEP của bảng mạch. Nếu bạn gửi tất cả mọi thứ và bạn giữ chúng được tổ chức rõ ràng trong các thư mục khác nhau, nhà sản xuất sẽ có thể chọn chính xác những gì họ cần và họ có thể đưa bảng mạch vào sản xuất nhanh chóng.

Khi bạn cần chia sẻ các tệp Gerber và dữ liệu sản xuất khác với nhà sản xuất hoặc các nhà thiết kế khác, cách dễ dàng nhất là sử dụng nền tảng Altium 365. Sử dụng tính năng Project Release, tất cả các tệp sản xuất bạn đã tạo có thể dễ dàng được chia sẻ với nhà sản xuất của bạn. Nhà sản xuất sau đó có thể truy cập các tệp được chia sẻ trực tiếp thông qua Altium Designer hoặc qua trình duyệt web của họ nhờ vào nền tảng an toàn của Altium 365.

Dù bạn ưa thích phần mở rộng tệp Gerber nào hoặc nhà sản xuất của bạn yêu cầu gì, bạn có thể nhanh chóng tạo ra một bộ tệp chuẩn hóa cho việc sản xuất sử dụng công cụ thiết kế và sản xuất PCB trong Altium Designer®. Tính năng Output Job tự động hóa việc tạo tệp sản xuất và đảm bảo tài liệu của bạn không có lỗi.

Khi bạn đã hoàn thành thiết kế và muốn gửi tệp cho nhà sản xuất, nền tảng Altium 365™ giúp việc hợp tác và chia sẻ dự án của bạn trở nên dễ dàng. Chúng ta mới chỉ khám phá bề mặt của những gì có thể thực hiện với Altium Designer trên Altium 365. Bạn có thể kiểm tra trang sản phẩm để biết mô tả tính năng sâu hơn hoặc một trong những Hội thảo Trực tuyến Theo Yêu cầu.