El formato Gerber es un formato vectorial abierto , ASCII , 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]
La extensión de archivo estándar es o [1] aunque también se utilizan otras extensiones como o . Está documentado por la Especificación del formato de capa Gerber y algunas extensiones relacionadas (pero con un soporte menos universal) como los archivos de perforación XNC y GerberJob para transmitir información sobre toda la PCB, a diferencia de las capas individuales..GBR.gbr.GB.geb.gerber
Gerber se utiliza en los datos de fabricación de PCB. [5] Los PCB se diseñan en un sistema de automatización de diseño electrónico (EDA) especializado o en un sistema de diseño asistido por ordenador (CAD). [6] Los sistemas CAD generan datos de fabricación de PCB para permitir la fabricación de la placa. Estos datos suelen contener 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 leyenda, generadores 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. [7]
Hay dos generaciones principales del formato Gerber:
El sitio web oficial contiene la especificación, [12] archivos de prueba, notas y el Visor de referencia Gerber [13] para ayudar a los usuarios y especialmente a los desarrolladores de software Gerber. [1]
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Las PCB se diseñan en un sistema de automatización de diseño electrónico (EDA) especializado o en un sistema de diseño asistido por ordenador (CAD). [6] Los sistemas CAD luego generan datos de fabricación de PCB para permitir la fabricación de la placa. [5] Los datos de fabricación contienen un archivo Gerber para cada capa de imagen y espacio 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 solo archivo que se envía al taller de fabricación de placas desnudas de PCB. El fabricante los carga en un sistema de fabricación asistida por ordenador (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] : Sección 5.6.3 de la versión 202308 de la Especificación de formato de capa Gerber
Si no se admiten atributos, 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. [10] [16] En la industria, esto se considera una mala práctica y los ingenieros deberían usar el atributo X2 apropiado en su lugar.
Los datos de fabricación de PCB deben cumplir una serie de reglas: todas las capas deben estar alineadas, se debe incluir una capa de perfil, etc. [17] [18]
La lista de conexiones CAD se puede incorporar en los archivos Gerber. [1] [19] Sin embargo, por razones históricas, las listas de conexiones a menudo se describen en un archivo separado en IPC-D-356A, un formato de prueba eléctrica. [20]
La pila de materiales, 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]
RS-274X, Gerber extendido 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 imagen necesarios para una imagen de PCB. Se puede definir cualquier forma de apertura. Se pueden especificar planos y pads sin necesidad de pintar o rellenar con vectores como en el Gerber estándar. (Sin embargo, algunas implementaciones aún utilizan pintura, lo que resulta problemático para los usuarios de esos archivos). [24]
Lanzado en febrero de 2014, Gerber X2 agrega metadatos adicionales a la imagen. [25] Los atributos permiten agregar metadatos a un archivo Gerber. Los atributos son similares a las etiquetas que brindan información asociada con los archivos de imagen o las características dentro de ellos. Algunos ejemplos de metadatos transmitidos por atributos son:
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] [8]
En 2020, se presentó Gerber X3.
La documentación de fabricación, como el acabado, el espesor total y los materiales, se especifica en un archivo de trabajo Gerber independiente. [1] [22]
Un ejemplo de un archivo Gerber:
G04 Versión corta de un archivo tomado del Ejemplo de trabajo 1, creado por Filip Vermeire, Ucamco*%TF.FileFunction,Cobre,Bot,L4*%%TF.Polaridad de archivo, positiva*%%TF.Parte,Única*%%FSLAX36Y36*%%MAMÁ*%%TA.AperFunción,Conductor*%%AGREGAR10C,0.15000*%%TA.Función adicional,ViaPad*%%AGREGAR11C,0,75000*%%TA.Función adicional,ComponentePad*%%AGREGAR12C,1.60000*%%AGREGAR13C,1.70000*%G01*G75*%LPD*%D 10 * X 76649990 Y 36899980 D 02 * X 83949950 D 01 * X 84399990 Y 37349990 D 01 * X 93699990 D 01 * D 11 * X 76649990 Y 36899985 D 03 * X 83599990 Y 18749980 D 03 * X 98829985 Y 36504980 D 03 * D 12 * X 460298855 Y 784148855 D 03 * D 13 * X 107299765 Y 20629885 D 03 * X 109839765 D 03 * X 112379765 D 03 *M02*La especificación del formato está publicada en el sitio web oficial. [1] [12]
El Gerber estándar fue revocado en 2014. Ya estaba obsoleto después de la introducción del Gerber extendido, mucho más capaz, en 1998. [10] [11]
Gerber estándar era un formato de control numérico (NC) diseñado por Gerber Systems Corp para controlar sus fototrazadores vectoriales para la industria de PCB en los años 1960 y 1970. Era un subconjunto de la especificación RS-274-D de la Asociación de Industrias Electrónicas , un formato para controlar máquinas mecánicas de control numérico en una amplia gama de industrias. [29] Se utilizó ampliamente para controlar trazadores vectoriales. Gerber estándar era un formato ASCII simple que constaba de comandos y coordenadas XY. [30] Un ejemplo:
D 11 * X 1785250 Y 2173980 D 02 * X 1796650 Y 2177730 D 01 * X 1785250 Y 2181480 D 01 * X 1796650 Y 2184580 D 01 * D 12 * X 3421095 Y 1407208 D 03 * X 1785250 Y 2173980 D 03 *M02*Un Gerber estándar es un estándar NC pero no un estándar de descripción de imágenes: la información esencial de la imagen, como la unidad de coordenadas y las definiciones de aperturas , no están estandarizadas. (Las aperturas son las formas básicas, similares a las fuentes en un archivo PDF). Se describen en un archivo de texto complementario de formato libre destinado a la lectura humana, llamado archivo de apertura o archivo de rueda . No existen estándares para los archivos de rueda. El emisor y el receptor deben acordar su significado caso por caso. [1] [30]
Gerber estándar solo admite los operadores de imágenes simples que un trazador vectorial es capaz de realizar: dibujar pistas y hacer parpadear las aperturas. Esto es insuficiente para obtener datos de fabricación de PCB eficientes. Los vertidos de cobre se deben crear pintándolos ( es decir, trazándolos o rellenándolos con vectores ) con una gran cantidad de pistas. Todos los pads, excepto los más simples, también se pintan debido al costo de crear una apertura física correspondiente. Pintar crea la imagen deseada, pero da como resultado archivos muy grandes que tardan mucho tiempo en procesarse y requieren trabajo manual propenso a errores en CAM. [17] [24] [31] [32]
El Gerber estándar fue pensado para un flujo de trabajo manual que utiliza una máquina de control numérico llamada fotoplotter vectorial: el operador del plotter carga la cinta de papel con el archivo Gerber estándar en el plotter, configura manualmente la unidad de coordenadas en la consola de la máquina y monta la rueda de apertura descrita en el archivo de rueda adjunto. (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 que se utilizará). El Gerber estándar no es adecuado para la transferencia automática de datos entre diseñadores y fabricantes de PCB.
El formato de archivo Gerber recibe su 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; libro de referencia de formato de datos de trazado , [35] un subconjunto de EIA RS-274-D que utilizó para impulsar su línea de fotoplotters vectoriales. Este formato se conoció como Gerber estándar y fue adoptado por varios otros proveedores de fotoplotters. El Gerber estándar se convirtió en el formato de imagen estándar de facto para la fabricación de PCB.
En 1991, con la disponibilidad de los fotoplotters rasterizados más capaces, el formato Gerber se amplió con áreas poligonales y "parámetros de masa". Estos permiten al usuario definir dinámicamente aperturas de diferentes formas y tamaños, así como definir rellenos de áreas poligonales sin necesidad de "pintar". Se convirtió en un superconjunto del estándar Gerber RS-274-D. El impulso para desarrollar los parámetros de masa lo proporcionó AT&T. [36] Esto creó una familia de formatos de entrada, cada uno dedicado a un modelo de plotter Gerber específico.
En abril de 1998, Gerber Systems Corp. fue adquirida por Barco ETS, la división PCB de Barco , 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 Gerber extendido o GerberX. Gerber extendido reemplazó rápidamente a Gerber estándar 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 lo llama "la columna vertebral de la industria electrónica".
En el transcurso de 2012, el formato fue revisado exhaustivamente en la gran reforma . Se investigó una biblioteca representativa de 10.000 archivos de todo el mundo para establecer la práctica actual. Se descartaron los constructos que rara vez se utilizaban o nunca se utilizaban. Se aclararon los constructos con interpretaciones poco claras. Se reorganizó el documento de especificaciones y se mejoró su calidad. Esto dio como resultado la revisión I1 a I4 de la especificación, publicada a partir de diciembre de 2012. El resultado fue un formato simple, pero poderoso, centrado 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] [9] [27] [38] [39]
En junio de 2013, Ucamco publicó una propuesta para añadir tres nuevos comandos al formato Gerber que permiten la inclusión de atributos de imagen que transmiten metadatos adjuntos a la imagen y sus componentes. Invitaba a los usuarios de Gerber a enviar sus comentarios antes de convertir estas ideas en una especificación firme. Este proceso dio como resultado la revisión J1 en febrero de 2014, actualizada con más revisiones hasta la revisión 2015.07. La inclusión de metadatos añade inteligencia al formato. Convierte un simple formato de descripción de imagen en un formato de transferencia de datos de PCB completo. Esto se denomina 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 a la imagen. Gerber X2 fue desarrollado por Karel Tavernier, Ludek Brukner y Thomas Weyn. [1] [40] [41] [42]
En septiembre de 2014, Ucamco revocó la norma Gerber. [1] [43]
En agosto de 2015, Ucamco publicó un borrador de especificación que añadía aperturas de bloques y repeticiones anidadas para que las descripciones de los paneles fueran más eficientes, y solicitó comentarios de la comunidad de usuarios. [44] La especificación final se publicó en noviembre de 2016 después de una gran cantidad de comentarios. Esta revisión fue desarrollada por Karel Tavernier y Rik Breemeersch. Poco después, el visualizador de Gerber de Cuprum desarrolló la primera implementación. [45]
En julio de 2016, Ucamco publicó un borrador de especificación para incluir información de listas de conexiones en Gerber, solicitando la participación de la comunidad de usuarios. [46] Después de una serie de revisiones del borrador impulsadas por los aportes 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 un debate animado, el borrador pasó por siete revisiones públicas antes de finalizarse a principios de abril de 2018. [22]
En junio de 2017, Ucamco puso a disposición un visor de referencia Gerber gratuito en línea [13] como complemento a la especificación. Se actualiza periódicamente con nuevas funciones. [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]
A lo largo de los años ha habido varios intentos de reemplazar Gerber por formatos que contienen más información que solo la imagen de la capa, por ejemplo, lista de conexiones 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. [10] Gerber sigue siendo el formato de transferencia de datos más utilizado. [2] [3] [4]
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