El formato Gerber es un formato vectorial ASCII abierto para diseños de placas de circuito impreso (PCB). [1] Es el estándar de facto utilizado por el software de la industria de PCB para describir las imágenes de la placa de circuito impreso: capas de cobre, máscara de soldadura, leyenda, datos de perforación, etc. [2] [3] [4]
Extensión de nombre de archivo | .gbr |
---|---|
Tipo de medio de Internet | aplicación / vnd.gerber |
Identificador de tipo uniforme (UTI) | com.ucamco.gerber.image |
Desarrollado por | Ucamco |
Versión inicial | 27 de agosto de 1980 |
Último lanzamiento | Revisión 2021.04 (30 de marzo de 2021 ) |
Tipo de formato | Formato de archivo de imagen |
Estándar | Especificación de formato Gerber |
Sitio web | https://www.ucamco.com/en/gerber |
El sitio web oficial contiene la especificación, [5] archivos de prueba, notas y el Visor de referencia Gerber [6] para ayudar a los usuarios y especialmente a los desarrolladores de software Gerber. [1]
Gerber se utiliza en datos de fabricación de PCB. [7] Los PCB están diseñados en un sistema especializado de automatización de diseño electrónico (EDA) o en un sistema de diseño asistido por computadora (CAD). [8] Los sistemas CAD generan datos de fabricación de PCB para permitir la fabricación de la placa. Estos datos normalmente contienen un archivo Gerber para cada capa de imagen (capas de cobre, máscara de soldadura, leyenda o seda ...). Gerber también es el formato de entrada de imagen estándar para todos los equipos de fabricación de placas desnudas que necesitan datos de imagen, como fotoplotters , impresoras de leyendas, lectores de imágenes directas o máquinas de inspección óptica automatizada (AOI) y para ver imágenes de referencia en diferentes departamentos. Para el ensamblaje, los datos de fabricación contienen las capas de pasta de soldadura y las ubicaciones centrales de los componentes para crear la plantilla y colocar y unir los componentes. [9]
Hay dos generaciones principales de formato Gerber:
- Gerber extendido o RS-274X. Este es el formato Gerber actual. En 2014 se amplió el formato de gráficos con la opción de agregar metainformación a los objetos gráficos. Los archivos con atributos se denominan archivos X2; los que no tienen atributos son archivos X1. [10] [1]
- Gerber estándar o RS-274-D. Este formato obsoleto fue revocado. [11] [12] [13]
La extensión de archivo estándar es .GBR o .gbr [1], aunque también se utilizan otras extensiones.
Datos de fabricación de PCB
Los PCB están diseñados en un sistema especializado de automatización de diseño electrónico (EDA) o en un sistema de diseño asistido por computadora (CAD). [8] Los sistemas CAD luego generan datos de fabricación de PCB para permitir la fabricación de la placa. [7] Los datos de fabricación contienen un archivo Gerber para cada capa de imagen y tramo de perforación (capas de cobre, máscara de soldadura, leyenda o seda ...) (Por razones históricas, los datos de perforación también se transfieren en formatos NC, aunque los archivos Gerber suelen ser de mejor calidad .) [14] Normalmente, todos estos archivos se " comprimen " en un único archivo que se envía al taller de fabricación de placas desnudas de PCB. El fabricante los carga en un sistema de fabricación asistida por computadora (CAM) para preparar los datos para cada paso del proceso de producción de PCB . [15]
El atributo .FileFunction es el método estandarizado para vincular cada capa en la PCB con su archivo Gerber correspondiente en los datos de fabricación. [1] Si los atributos no son compatibles, solo están disponibles los métodos informales. Un método informal simple es expresar la función del archivo claramente en el nombre del archivo. A veces, se abusa de la extensión del archivo para indicar la función del archivo, por ejemplo, .BOT para la capa inferior en lugar de la extensión estándar .GBR. [12] [16] En la industria, esto se considera una mala práctica y los ingenieros deberían utilizar el atributo X2 apropiado en su lugar.
Los datos de fabricación de PCB deben cumplir con una serie de reglas: todas las capas deben estar alineadas, debe incluirse una capa de perfil, etc. [17] [18]
La lista de redes CAD se puede incrustar en los archivos Gerber. [1] [19] Sin embargo, por razones históricas, las listas de red a menudo se describen en un archivo separado en IPC-D-356A, un formato de prueba eléctrica. [20]
El material se apila, los componentes y los acabados se proporcionan normalmente en archivos de texto o dibujos informales. [21] En 2018, Ucamco publicó una especificación para una extensión del formato Gerber para cubrir esta documentación de fabricación. [22]
Gerber extendido
RS-274X, Extended Gerber o X-Gerber, se lanzó originalmente en septiembre de 1998. [1]
Es un formato ASCII legible por humanos . [23] Consiste en un flujo de comandos que genera un flujo ordenado de objetos gráficos. Los objetos gráficos pueden ser positivos o negativos. Superpuestos en el orden correcto crean la imagen final.
Un archivo Gerber contiene la descripción completa de una imagen de capa de PCB sin necesidad de archivos externos. Tiene todos los operadores de imágenes necesarios para una imagen de PCB. Se puede definir cualquier forma de apertura. Los planos y las almohadillas se pueden especificar sin la necesidad de pintar o rellenar con vectores como en Standard Gerber. (Sin embargo, algunas implementaciones todavía usan la pintura, lo que resulta problemático para los usuarios de esos archivos). [24]
Lanzado en febrero de 2014, Gerber X2agrega metadatos adicionales a la imagen. [25] Los atributos permiten agregar metadatos a un archivo Gerber. Los atributos son similares a las etiquetas que proporcionan información asociada con archivos de imagen o características dentro de ellos. Algunos ejemplos de metadatos transmitidos por atributos son:
- La función del archivo. ¿La lima es la máscara de soldadura superior o la capa de cobre inferior, etc.?
- La parte representada por el archivo. ¿Representa un solo PCB, una matriz, un cupón?
- La función de una almohadilla. ¿Es el flash un pad SMD, un via pad, un fiducial, etc.
Para obtener más información sobre los atributos, consulte las preguntas frecuentes de X2 o el video de introducción en los enlaces externos. [1] [26] [27] [28] [10]
La documentación de fabricación, como el acabado, el grosor general y los materiales, se especifica en un archivo de trabajo Gerber separado. [1] [22]
Un ejemplo de un archivo Gerber:
G04 Versión corta un archivo tomado del Trabajo de ejemplo 1, creado por Filip Vermeire, Ucamco *% TF.FileFunction, Cobre, Bot, L4 *%% TF.FilePolarity, Positivo *%% TF.Part, Single *%% FSLAX36Y36 *%% MOMM *%% TA.AperFunction, Conductor *%% ADD10C, 0.15000 *%% TA.AperFunction, ViaPad *%% ADD11C, 0,75000 *%% TA.AperFunction, ComponentPad *%% ADD12C, 1.60000 *%% ADD13C, 1.70000 *%G01 *G75 *% LPD *%D10 *X76649990Y36899980D02 *X83949950D01 *X84399990Y37349990D01 *X93699990D01 *D11 *X76649990Y36899985D03 *X83599990Y18749980D03 *X98829985Y36504980D03 *D12 *X460298855Y784148855D03 *D13 *X107299765Y20629885D03 *X109839765D03 *X112379765D03 *M02 *
La especificación de formato se publica en el sitio web oficial. [1] [5]
Gerber estándar (revocado)
Standard Gerber era un formato de control numérico (NC) diseñado por Gerber Systems Corp para impulsar sus trazadores de fotos vectoriales para la industria de PCB en las décadas de 1960 y 1970. Era un subconjunto de la especificación RS-274-D de la Asociación de Industrias Electrónicas , un formato para impulsar máquinas NC mecánicas en una amplia gama de industrias. [29] Fue ampliamente utilizado para impulsar trazadores vectoriales.
Standard Gerber fue revocado en 2014 por su desarrollador, Ucamco. Está obsoleto desde 1998, cuando se publicó la especificación Extended Gerber. Es reemplazado por Gerber X1 o X2 extendido. [12] [13]
Gerber estándar era un formato ASCII simple que constaba de comandos y coordenadas XY. [30] Un ejemplo:
D11 *X1785250Y2173980D02 *X1796650Y2177730D01 *X1785250Y2181480D01 *X1796650Y2184580D01 *D12 *X3421095Y1407208D03 *X1785250Y2173980D03 *M02 *
Un Gerber estándar no es un estándar de descripción de imágenes, sino solo un estándar NC: la información de imagen esencial, como la unidad de coordenadas y las definiciones de aperturas , no están estandarizadas. (Las aberturas son las formas básicas, similares a las fuentes en un archivo PDF). La unidad y las aberturas se describen en un archivo de texto de formato libre, llamado archivo de apertura o archivo de rueda , destinado a la lectura humana. No existen estándares para limas de rueda. El remitente y el destinatario de los archivos Standard Gerber deben ponerse de acuerdo en estos casos individualmente. [1] [30]
Standard Gerber solo admite los operadores de imágenes simples que un trazador de vectores es capaz de hacer: dibujar pistas y aperturas intermitentes. Esto es insuficiente para obtener datos de fabricación de PCB eficientes. Los vertidos de cobre deben crearse pintándolos (es decir, acariciándolos o llenándolos con vectores ) con una gran cantidad de pistas. Todas las almohadillas, excepto las más simples, también están pintadas debido al costo de describir y crear una apertura física correspondiente. La pintura crea la imagen deseada, pero da como resultado archivos muy grandes que tardan mucho en procesarse y necesitan un trabajo manual propenso a errores en CAM. [17] [24] [31] [32]
Standard Gerber fue diseñado para un flujo de trabajo manual utilizando una máquina NC llamada fotoplotter vectorial: el operador del trazador carga la cinta de papel con el archivo Standard Gerber en el plotter, establece manualmente la unidad de coordenadas en la consola de la máquina y monta la rueda de apertura descrita en el lima de rueda adjunta. (Una rueda de apertura es un disco giratorio en el que se montan las aperturas físicas y, al girar la rueda, el fotoplotter selecciona la apertura a utilizar). El Gerber estándar no es adecuado para la transferencia de datos automatizada entre diseñadores y fabricantes de PCB.
Historia
El formato de archivo Gerber lleva el nombre de Joseph Gerber , un empresario e inventor que fue pionero en los fotoplotters vectoriales. [33] [34]
En 1980, Gerber Systems Corp. [34] publicó la primera edición del formato Gerber: un subconjunto de EIA RS-274-D; Plotear el libro de referencia de formato de datos , [35] un subconjunto de EIA RS-274-D que utilizó para impulsar su línea de fotoplotters vectoriales. Este formato se conoció como Standard Gerber y fue adoptado por varios otros proveedores de fotoplotters. Standard Gerber se convirtió en el formato de imagen estándar de facto para la fabricación de PCB.
En 1991, con la disponibilidad de los fotoplotters ráster más capaces, el formato Gerber se amplió con áreas poligonales y "parámetros de masa". Estos permiten al usuario definir dinámicamente aberturas de diferentes formas y tamaños, así como definir rellenos de áreas poligonales sin la necesidad de "pintar". Se convirtió en un superconjunto de Gerber estándar RS-274-D. AT&T proporcionó el ímpetu para desarrollar parámetros masivos. [36] Esto creó una familia de formatos de entrada, cada uno dedicado a modelos de trazadores Gerber específicos.
En abril de 1998, Barco ETS, la división de PCB de Barco , adquirió el control de Gerber Systems Corp. , que ahora se llama Ucamco. [34] [37] En septiembre de 1998, Ucamco publicó la Guía del usuario del formato RS-274X , una especificación que unificó la familia de formatos en un solo formato de imagen, revocando una gran cantidad de construcciones específicas del modelo. El formato se conoció como Extended Gerber o GerberX. Extended Gerber reemplazó rápidamente a Standard Gerber como el estándar de facto para datos de imagen de PCB. Este se convirtió en el estándar de imagen de facto para la industria de PCB. A veces se le llama "la columna vertebral de la industria electrónica".
En el transcurso de 2012 el formato fue revisado de manera integral en la gran reforma . Se investigó una biblioteca representativa de 10.000 archivos de todo el mundo para establecer la práctica actual. Las construcciones que rara vez se usaban o nunca se usaron quedaron obsoletas. Se aclararon las construcciones con interpretaciones poco claras. Se reorganizó el documento de especificaciones y se mejoró su calidad. Esto resultó en la revisión I1 a I4 de la especificación, publicada a partir de diciembre de 2012. El resultado fue un formato simple pero poderoso, enfocado en las necesidades actuales de la industria de PCB. Esta versión del formato Gerber fue desarrollada por Karel Tavernier y Rik Breemeersch de Ucamco. [1] [11] [27] [38] [39]
En junio de 2013, Ucamco publicó una propuesta para agregar tres nuevos comandos al formato Gerber que permiten la inclusión de atributos de imagen que transmiten metadatos adjuntos a la imagen y sus componentes. Invitó a los usuarios de Gerber a recibir comentarios antes de comprometer estas ideas con una especificación firme. Este proceso resultó en la revisión J1 en febrero de 2014, actualizada con revisiones adicionales hasta la revisión 2015.07. La inclusión de metadatos agrega inteligencia al formato. Convierte un simple formato de descripción de imagen a un formato de transferencia de datos de PCB completo. Esto se llama la segunda extensión y da como resultado lo que se conoce como Gerber X2 , siendo Gerber X1 el formato de imagen puro. Gerber X2 es totalmente compatible con X1, ya que los atributos no afectan la imagen. Gerber X2 fue desarrollado por Karel Tavernier, Ludek Brukner y Thomas Weyn. [1] [40] [41] [42]
En septiembre de 2014, Ucamco revocó Standard Gerber. [1] [43]
En agosto de 2015, Ucamco publicó un borrador de especificación que agrega pasos anidados y aperturas de repetición y bloqueo para hacer que las descripciones de los paneles sean más eficientes, solicitando comentarios de la comunidad de usuarios. [44] La especificación final se publicó en noviembre de 2016 tras una aportación sustancial. Esta revisión fue desarrollada por Karel Tavernier y Rik Breemeersch. Poco después, el visor de Cuprum Gerber desarrolló la primera implementación. [45]
En julio de 2016, Ucamco publicó un borrador de especificación para incluir información de netlist en Gerber, solicitando aportes de la comunidad de usuarios. [46] Después de una serie de revisiones del borrador impulsadas por las aportaciones de los usuarios, el borrador se finalizó el 2 de octubre de 2016. [1] [19]
En marzo de 2017, Ucamco publicó un borrador de especificación para incluir documentación de fabricación en Gerber solicitando aportes de la comunidad de usuarios. [47] [48] Hubo una animada discusión, el borrador pasó por siete revisiones públicas antes de ser finalizado a principios de abril de 2018. [22]
En junio de 2017, Ucamco puso a disposición un visor Gerber de referencia en línea gratuito [6] como complemento de la especificación. Se actualiza con nuevas funciones de vez en cuando. [49]
En octubre de 2019, Ucamco publicó un borrador de especificación para incluir información de componentes en los datos de Gerber, solicitando comentarios de la comunidad de usuarios. La propuesta reutiliza la sintaxis existente y, por lo tanto, es compatible con versiones anteriores. Aunque no introduce una nueva sintaxis, extiende Gerber a un nuevo dominio, y se sugiere el nombre Gerber X3. El borrador de la especificación fue desarrollado por Karel Tavernier. [50] [51] [52]
Otros formatos de PCB
A lo largo de los años, ha habido varios intentos de reemplazar a Gerber por formatos que contienen más información que solo la imagen de la capa, por ejemplo, lista de redes o información de componentes. [34] Ninguno de estos intentos ha sido ampliamente aceptado dentro de la industria de fabricación de productos electrónicos, probablemente porque los formatos son complejos. [12] Gerber sigue siendo el formato de transferencia de datos más utilizado. [2] [3] [4]
- IPC -D-350 C Descripción de la placa impresa en formato digital , 1989. Esta especificación se estandarizó como IEC 61182-1 en 1992 y se retiró en 2001. Rara vez se utiliza.
- DXF Se utiliza a veces. Por lo general, estos se construyen como dibujos, los objetos de PCB (pistas y pads) se pierden, lo que los hace muy difíciles de usar en CAM.
- PDF Rara vez utilizado. Es muy poco práctico trabajar con ellos porque se pierden objetos de PCB (pistas y pads).
- Formato DPF, ahora en v7, un formato CAM de Ucamco. A veces se usa.
- El formato de intercambio de diseño electrónico , EDIF . Raramente usado.
- ODB ++ , un formato CAM de Mentor Graphics. A veces se utiliza, el formato no Gerber predominante. [53]
- GenCAM: IPC -2511A Requisitos genéricos para la implementación de datos de descripción de fabricación de productos y metodología de transferencia , 2000. Rara vez se utiliza.
- GenCAM: IPC -2511B Requisitos genéricos para la implementación del producto Descripción de fabricación Metodología de esquema XML de transferencia y datos , 2002. Rara vez utilizado.
- Producto derivado : IPC -2581 Requisitos genéricos para productos de ensamblaje de tableros impresos Descripción de fabricación Metodología de transferencia y datos , 2004. Rara vez se utiliza, pero ha recibido más atención recientemente. [54]
- PASO AP210: ISO 10303-210, Diseño de interconexión y empaque de ensamblaje electrónico , primera edición 2001, segunda edición 2008 ( pendiente de publicación)
Referencias
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enlaces externos
- Página web oficial