Gerber文件

Gerber是一种二维矢量图像文件格式。[1] 它是印刷线路板行业软件中用于描述印刷线路板图像的标准格式,例如:线路层,阻焊层,字符层,钻孔层等。[2][3][4]

Gerber格式最初是由Gerber系统公司开发。因Ucamco公司其前身Barco公司收购了Gerber系统公司,Gerber格式现由Ucamco公司所有。[5][6] Ucamco公司不断地更新Gerber规格说明书的版本。[7][8][9]

目前最新的Gerber文件格式规格是于2014年2月发布的J1版本,该版本增加了传达PCB元信息例如文件所代表层类型的属性。[10]最新的规格说明书可在 Ucamco网站下载页面 (页面存档备份,存于互联网档案馆)免费下载。[1]

Gerber格式有两个版本:

  • 扩展Gerber格式,或称RS-274X格式,目前被广泛使用。
  • 标准Gerber格式,或称RS-274D格式,已被弃用并被RS-274X格式所取代。[9][11]

标准的文件扩展名是.GBR。[1]

使用[编辑]

Gerber格式的应用之一是将PCB的设计数据从设计转换到生产。PCB通常由线路板设计人员使用专业的电子设计自动化(EDA)或者计算机辅助设计(CAD)软件进行设计, [12]然后输出成Gerber格式文件。Gerber文件被送到PCB工厂,并被输入到电脑辅助制造 CAM系统对设计信息进行转换,为PCB生产的每一道工艺流程提供数据。Gerber文件亦被用作传输钻孔信息,然而因为历史原因,钻孔资料通常使用Excellon 格式。[13] [6][14]

另一个应用是传输单个图像,CAM系统可输出Gerber文件为绘图机提供数据。

交换PCB设计信息[编辑]

PCB设计是通过若干Gerber格式文件和其它格式文件进行描述。通常这些文件会被压缩成单个文档送到PCB工厂。 一个Gerber文件定义单个线路层图像或绿油层图像。但它并不标明该文件所代表的PCB层别。人们指明该文件功能属性所用的一个简单方法就是将其属性在文件名中清楚说明。然而一些设计人员使用模糊的文件名并记录在任意文本格式中。这意味着制造厂商必须通过浏览数据包中所有文档的内容查找所需的文件功能属性。有些情况下,设计人员甚至会滥用文件扩展名去标明层的功能属性,例如用.BOT而不是标准的扩展名表示底层。这时生产厂商必须打开文件以查明文件的格式。[11]

有时候设计人员使用笔画填充而不是用单个外形去定义pad。这种技术被称作笔画填充。笔画填充可以画出所需的图形但是会导致pad的形状和位置信息丢失。PCB制造厂商进行电测的时候需要pad的位置信息。当PCB制造厂商收到的Gerber文件是通过笔画填充时,他们需要花费大量的时间把pad从笔画填充恢复过来,这是一项非常耗时且易于出错的工作。[15][16][17]

钻孔资料可被视作一个图形。因此Gerber文件可以定义钻孔数据。然而因为历史原因,IPC-NC-349 或 Excellon格式更经常被用作钻孔格式,尽管使用不同另外的格式会经常导致对位不准的问题。

一个Gerber文件不包含网表数据。网表通常使用IPC标准IPC-D-356进行定义。[18]

设计人员通常会使用非正规的文本文档或图纸提供层的功能属性,板材叠层,部件以及元信息。[19] Ucamco建议使用IPC-2581子集提供该类非图形信息。[11][20]

Ucamco于2013年12月发布了扩展Gerber格式的规格草案,增加了转移元信息的属性。Ucamco在将其正式加入规格说明书前,请求PCB界对此给予反馈意见。[21]

RS-274X 扩展Gerber格式[编辑]

RS-274X Gerber格式,又称扩展Gerber格式或X-Gerber,是一种二维矢量图形描述格式[1]

RS-274X是一种可读的ASCII 格式。[22]它由一系列的命令和坐标组成。组成图像的元素是在特定位置画好外形的线和flash。正性和负性图形对象可以合并使用。 以下是扩展Gerber文件格式的一个例子:

G04 Gerber X2 样板资料1的简单版本

%TF.FileFunction,Copper,L4*%
%TF.Part,Single*%
%FSLAX35Y35*%
%MOMM*%
%TA.AperFunction,Conductor,NotC*%
%ADD10C,0.15000*%
%TA.AperFunction,ViaPad*%
%ADD11C,0.75000*%
%TA.AperFunction,ComponentPad*%
%ADD12C,1.60000*%
%ADD13C,1.70000*%
%SRX1Y1I0.00000J0.00000*%
G01*
G75*
%LPD*%
D10*
X7664999Y3689998D02*
X8394995D01*
X8439999Y3734999D01*
X9369999D01*
D11*
X7664999Y3689998D03*
X8359999Y1874998D03*
X9882998Y3650498D03*
D12*
X4602988Y7841488D03*
D13*
X10729976Y2062988D03*
X10983976D03*
X11237976D03*
M02*

RS-274X文档包含了线路板各层图像的完整描述,具有线路板图形成像需要的所有元素,不需要外部文件。RS-274X格式可定义任意形状的Apterture。正极和负极的对象可以合并使用。铜皮或铜块不需要定义为填充图形。[15][16]

RS-274X格式是描述线路板各层的完整,强大且清晰的标准格式。它可以被自动输入和处理。这使其非常适合快速安全的数据转换以及可靠的自动化工作流程。 此格式规格已经发布。[1]

RS-274-D 标准Gerber格式[编辑]

标准Gerber格式已被扩展Gerber格式所取代。RS-274-D 标准Gerber格式是电子工业协会(EIA)RS-274-D格式规格的子集,[23] 是用于控制多领域数控机床的数据格式。Gerber RS-274-D用于控制矢量光绘机,该机器是二维数控机床。

Gerber RS-274-D是包含了控制码及X,Y坐标的ASCII格式。[24] 以下是RS-274-D 格式的例子:

D11*
X1785250Y2173980D02*
X1796650Y2177730D01*
X1785250Y2181480D01*
X1796650Y2184580D01*
D12*
X3421095Y1407208D03*
X1785250Y2173980D03*
M02*

RS-274-D标准Gerber格式是在20世纪60,70年代设计出来,用于控制数控机床,例如矢量光绘机。矢量光绘机如今已经被激光光绘机所取代。标准Gerber格式非常适合于矢量光绘机但是受当时的技术所限制。它适用于手工操作流程,不适合PCB设计及制造之间的全自动化数据转换。 Gerber RS-274-D本身不能描述图像信息。它不包含坐标单位及Aperture信息。(Aperture是对象的形状说明,类似于PDF文档的字体)光绘机操作人员需手工设定坐标单位。坐标单位保存在被称作Aperture文件或Wheel文件的自由格式文本文档中,供操作人员阅读。Wheel文件没有统一的标准格式。设计人员和光绘机操作人员必须根据实际情况对格式使用达成一致。因此标准Gerber格式是一个数控标准而不是一个图形定义标准。[1][24]

标准Gerber格式只支持简单的图像操作。作为变通方法,设计人员通过使用大量的矢量填充外形的方法去创建图形。此方法被称作图形填充。尽管这种方法创建了所需的图形,但是因为原始外形信息的丢失,这种文件在PCB CAM系统中非常难以处理。[15]

RS-274-D格式已被弃用。[11]

https://zh.wikipedia.org/wiki/Gerber

什么是PCB

印刷电路板,又称印制电路板印刷线路板,常用英文缩写PCB(Printed circuit board)或PWB(Printed wire board),是电子元件的支撑体,在这其中有金属导体作为连接电子元器件的线路。

传统的电路板,采用印刷蚀刻阻剂的工法,做出电路的线路及图面,因此被称为印刷电路板或印刷线路板。由于电子产品不断微小化跟精细化,目前大多数的电路板都是采用贴附蚀刻阻剂(压膜或涂布),经过曝光显影后,再以蚀刻做出电路板。