Gerber

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Gerber格式线路板行业软件描述线路板(线路层、阻焊层、字符层等)图像及钻、铣数据的文档格式集合。 它是线路板行业图像转换的标准格式。Gerber格式最初是由Gerber系统公司开发的,现由Ucamco公司所有,其前身Barco公司收购了Gerber系统公司。Ucamco不断的更新gerber规格说明书的版本。当下的Gerber规格说明书是I3版,是在2013年6月发布的。在当月,扩展Gerber文件格式以增加属性的建议发布。以上均可免费从Ucamco公司的网站上下载。http://www.ucamco.com/downloads 如今还有两个版本:

 扩展Gerber即RS-274X,被普遍使用;
 标准Gerber即RS-274D,是老版本,正逐渐被废弃并被RS-274X所取代,

[1][2][3]

Gerber层样例, 显示了线路板顶部字符层、阻焊层、线路层和底部线路层。

RS-274X[编辑]

RS-274X(又称扩展的Gerber格式,或者X-Gerber格式)是二维矢量图像描述格式[4],也是线路板行业图像描述的标准格式。 RS-274X是一种可读的ASCII格式[5],包含了一系列控制码和坐标信息,组成图像的元素是在特定位置画好外形的线flash。正性和负性图形对象可以组合。

以下是RS-274X格式的例子:

G04 Film Name:    paste_top*
G04 Origin Date:  Thu Sep 20 15:54:22 2007*
G04 Layer:  PIN/PASTEMASK_TOP*
%FSLAX26Y26*MOIN*%
%IPPOS*%
%ADD28R,.11X.043*%
%ADD39O,.07X.022*%
...
%AMMACRO19*
21,1,.0512,.0512,0.0,0.0,45.*%
%ADD19MACRO19*%
%LPD*%
G75*
D10*
X1762513Y1175000D03*
Y1374634D03*
Y1637506D03*
...
D39*
X4962513Y1425000D02*
Y1375000D01*
Y1325000D01*
Y1275000D01*
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,不需要扩展文件。Aperture可以定义正性物件和负性物件。铜皮不需要像在RS-274-D中那样指定为"填充块"或者"填充线"。

RS-274X 是对线路板各层的完整、强大、清晰的标准描述,能被自动导入及处理。这使得它能被用于快速安全的数据转换及可信和自动化的工作流程。 

请看关于该格式详述的外部链接。

RS-274-D[编辑]

老式的RS-274-D(又称标准Gerber格式)是EIA 的 RS-274-D 标准码所衍生[6] 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。

以下是RS-274-D 格式的例子:

D11*
X1785250Y2173980D02*
X1796650Y2177730D01*
X1785250Y2181480D01*
X1796650Y2184580D01*
D12*
X3421095Y1407208D03*
X3422388Y1406150D03*
M02*

Gerber RS-274-D是20世纪60、70年代被研制出来控制矢量光绘机。该机器现在已经被镭射光绘机取代。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是物件的形状说明,类似于PDF文档的字体。光绘机操作人员自己手工设定坐标单位和Aperture,用text文件描述,称为Aperture文件或者由于历史原因称为wheel文件。Aperture文件主要用于操作人员读写,没有标准。每个EDA软件 甚至每个设计人员都有自己不同的aperture文件设计及名称转换习惯。PCB制造人员必须自己理解并手工输入到CAM系统。 

RS-274-D只支持简单的图像操作。因为其极大的局限性,人们只得创建一些复杂的图形,如stroking,也就是填充块或者填充线。 

RS-274-D能便利地控制矢量光绘机,但受到当时工艺能力的极大限制。它适用于手工操作流程,不适合PCB设计及制造的可靠及自动化数据转换。

RS-274-D是数控标准而不是图像描述标准。没有Aperture文件匹配,一个RS-274-D 文件是没有作用的。但是Aperture文档没有统一的标准。

RS-274-D已过时。

Gerber格式的应用[编辑]

Gerber文档通常是由线路板设计人员使用专业的电子设计自动化(EDA)或者CAD软件产生的。Gerber文档被送到PCB工厂,导入CAM 软件,从而为每一道PCB工艺流程提供数据。Gerber资料还可用于为特定设备提供图像资料,如自动化光学检测设备,也可用于描述钻孔信息(Aperture为flash)。但是,钻孔资料通常使用Excellon 格式。 

现在Gerber RS-274-X已经是全球PCB行业图像转换标准格式,广泛用于自动导入及处理。 

一个质量好的RS-274-X文档是非常方便处理的。但是,有一些CAD软件制作出的RS-274X文档是难于处理的。有些文档包含语法或者语义错误。有些文档数据精确度太低,导致在非常精确的线路板厂产生巨大的舍入误差。Gerber导出精确度(网格计算)通常至少比CAD系统的精确度高10倍。有些系统仍然使用填充块来填充而不是使用外形填充,或者使用填充的SMD而不是使用灵活的Aperture定义。填充块不会使文件无效,但是会造成处理时间更长,难度更大。因此,填充块应该被废弃。但需要提醒的是,这些问题不是RS-274X格式本身问题,而只是难于实施。很多非常优秀的实施工艺存在,促进了优秀的RS-274-X文档的产生。 

RS-274X格式并不标明文档属于线路板的具体层别,也没有指明文档层别的标准。但这不足以造成困扰,完全可以通过在文档名称中标明层功能,在扩展名中标明格式,比如“.GE”。 然而一些设计人员使用模糊的文件名,或采用任意文本格式,这意味着制造人员必须通过浏览所有文档的内容查找所需的生产信息。另一些情况下,误用文档的扩展名表达层功能,比如用.BOT表达底层。这时,制造人员必须打开文档以查明文档的格式。与这形成鲜明对比的是,没有人需要通过打开PDF文档以便知道该文档的格式是PDF格式。

过时的RS-274-D格式仍然偶尔被使用。RS-274-D本是为了某种工艺设计的,该工艺已被废弃数十年。它不包含层图像的完整信息,这一局限促使用户采用笨拙的构造,从而增加手工操作和失误。

历史[编辑]

  • Gerber格式最开始是电子工业联盟(EIA) RS-274-D规格的延伸。该格式主要用于控制多个领域的数控机床。EIA RS-274-D用于定位、仿形、仿形/定位的数控机床用可互换的可变程序块数据格式。Gerber公司用一系列的控制符来控制光绘机的线条。当时,光绘机包含一系列有限的特定Aperture,表示不同形状(典型的有圆,长方形等)和不同尺寸。 一个Aperture可以通过“flash”曝光在指定位置,也可以使用“draw”通过从一个位置到另一个位置拉动端点产生线或弧段。Aperture没有统一的位置,每个都是在玻璃或者菲林基材上的一小段图形。在光绘前,光绘机操作人员需要设计人员给出一系列指示告诉他每个Aperture曝光到什么位置。机器有一定数量的不连贯的Aperture位置编码,而且通常不是所有的都适用于光绘。制作光绘文件的人员须确保所有Aperture所处位置是可以找到并且与光绘文档对应的。
  • 1980年8月27日,Gerber公司首次推出了Gerber格式:《EIA RS-274-D的子集:光绘数据格式参考书》,作为操作光绘机的说明书。
  • 1986年,Gerber格式扩展为支持尺寸可变的Aperture,以制作特定范围内任意尺寸的长方形和锥形线。该功能已被停止应用。
  • 20世纪80年代,一些其它的光绘机供应商和PCB行业电脑辅助生产系统也采用Gerber格式。这时,Gerber格式已成为标准格式。
  • 1991年4月26日,随着光栅扫描技术的实现,Gerber格式被扩展为支持多边形和大量参数,用户可以动态定义不同形状、尺寸的Aperture,铜皮及多边形,而不再需要使用“填充块”。这大量的扩展参数最初是20世纪90年代由Gerber公司在AT&T的推动下设计开发的[7]
  • 1993年1月31日,Gerber公司出版了Gerber格式的最新版《EIA RS-274-D的子集:光绘数据格式参考书》。
  • 1997年,Gerber公司被比利时根特的Barco Graphics公司收购。Barco Graphics-Gerber公司在1998年9月21日出版了《RS-274X 格式用户指导》。Barco Graphics的PCB部门现在命名为Ucamco(前Barco ETS)。
  • 《RS-274X格式用户指导》已于2010年12月更新到G版。
  • 2010年2月,Gerber格式规格更新到版本F。
  • 2010年12月,Gerber格式规格更新到版本G。
  • 2012年1月,Gerber格式规格更新到版本H。
  • 2013年2月,Gerber格式规格更新到版本I1。
  • 2013年4月,Gerber格式规格更新到版本I2。
  • 2013年6月,Gerber格式规格更新到版本I3。
  • 2013年6月,关于扩展Gerber格式以增加属性的建议发布。
  • 2013年11月,Gerber格式规格更新到I4版本。

参考文献[编辑]

  1. ^ Williams, Al. Build your own printed circuit board. McGraw-Hill Professional. 2004. 121 [April 2, 2011]. ISBN 9780071427838. 
  2. ^ Schroeder, Chris. Printed circuit board design using AutoCAD. Newnes. 1998. 283 [April 2, 2011]. ISBN 9780750698344. 
  3. ^ Blackwell, Glenn R. The electronic packaging handbook. 5.18: CRC Press. 2000 [April 2, 2011]. ISBN 9780849385919. 
  4. ^ The RS-274X Format (PDF). Ucamo. 2010.December [31 March 2011]. 
  5. ^ Sinclair, Ian Robertson; Dunton, John. Practical electronics handbook. Elsevier. January 11, 2007. 543 [April 2, 2011]. ISBN 9780750680714. 
  6. ^ EIA Standard RS-274-D, published by Electronic Industries Association, Engineering Department, 2001 Eye Street, NW, Washington, D.C. 200006, last published in February 1979.
  7. ^ Coombs, Clyde F. Printed circuits handbook. McGraw-Hill Professional. September 2, 2007: 18.11 [April 3, 2011]. ISBN 9780071467346. 


外部链接[编辑]

http://www.ucamco.com/downloads The Gerber File Format Specification