Gerber проти ODB++ проти IPC-2581: Вибір пакета даних для виробництва друкованих плат

Вибір між Gerber, ODB++ та IPC-2581 насправді залежить від того, скільки виробничого інтелекту ви хочете передати під час виконання завдання. Gerber майже універсальний, але базується на шарах, тоді як ODB++ та IPC-2581 упаковують більше контексту проектування в чистіший набір даних для виготовлення та складання. У цьому посібнику порівнюються три нейтральні формати виробництва, пояснюється, коли кожен з них є кращим вибором, і показано, як Highleap Electronics використовує решту пакету даних для виготовлення та складання плати.

1. Які формати файлів потрібні виробнику друкованих плат?

Виробнику друкованих плат потрібен набір даних для виготовлення — або файли Gerber плюс файл свердління з ЧПУ, або універсальний формат, такий як ODB++ або IPC-2581 — а також, для складання, специфікація матеріалів, файл центроїда (pick-and-place) та складальне креслення. Дані для виготовлення визначають чисту плату; дані для складання визначають, що на ній буде розміщено і де.

Ці формати існують тому, що ваш файл CAD-проекту є специфічним для інструменту та не може бути безпосередньо зібраний, тоді як це нейтральні, стандартизовані вихідні дані, які може прочитати будь-який виробник. Повний набір, який очікує виробник, узагальнено в цьому огляді файлів дизайну друкованих плат , а практичні кроки «як їх створити» наведено в супровідному посібнику з файлів Gerber . Решта цієї статті пояснює, що насправді містить кожен формат, щоб ви могли надіслати правильний пакет з першого разу.

2. Що таке файл Gerber і що він містить?

Файл Gerber — це 2D-векторний файл, який описує один шар друкованої плати — його мідь, паяльну маску або шовкографію — як набір фігур, намальованих з визначеними отворами. Один Gerber представляє один шар, тому повний пакет голої плати — це папка Gerber (верхній і нижній мідні шари, внутрішні шари, обидві паяльні маски, обидва шовкографії, шари пасти та контур плати) разом з окремим файлом свердління з ЧПУ для отворів.

Сучасним стандартом є RS-274X (і новіший X2), який вбудовує визначення апертури всередині файлу — старіші Gerber-и «RS-274D» вимагали окремого списку апертур, є застарілими та схильними до помилок. Оскільки кожен шар — це окремий файл з ім'ям, яке ви призначаєте, головною слабкістю простих Gerber-ів є неоднозначність: неправильно позначений або відсутній шар є класичною причиною виробничої зупинки, тому кожен набір Gerber слід перевіряти у переглядачі перед відправкою, і саме тому були створені універсальні формати, наведені нижче. Дані Gerber також безпосередньо надходять на етап CAM , де фабрика перетворює ваші файли на збірку.

3. Gerber проти ODB++ проти IPC-2581: який формат найкращий?

Gerber є універсальною базовою версією, тоді як ODB++ та IPC-2581 — це інтелектуальні формати одного файлу, які об'єднують усі дані шарів, деталізації, списку з'єднань та часто BOM, що робить їх менш схильними до помилок та кращим вибором там, де ваша фабрика їх підтримує. Компроміс полягає в універсальності проти багатогранності:

Для більшості проектів Gerber працює всюди та залишається безпечним форматом за замовчуванням. Там, де ваш виробник його приймає, ODB++ є кращим, оскільки упаковка кожного шару, даних свердління та списку нетто в один інтелектуальний набір даних усуває неоднозначність іменування шарів та вирівнювання, яку створюють вільні папки Gerber. IPC-2581 переслідує ту саму мету, що й єдиний відкритий, нейтральний до постачальника стандарт. Найкращий формат – це просто найбагатший, який підтримує ваш виробник, і попереднє підтвердження цього дозволяє уникнути переробки.

4. Файли свердління, специфікації та вибору та розміщення для складання

Для зібраної плати також необхідно надати три файли: файл свердління для ЧПУ (розташування, розмір та стан покриття кожного отвору), специфікацію матеріалів (кожна деталь з її номером деталі виробника) та файл вибору та розміщення (положення, обертання та сторона кожного компонента). Власне, дані виготовлення створюють чисту плату; вони перетворюють її на заповнену друковану плату. Що надає кожен з них:

• Файл для свердління з ЧПУ. Визначає свердління — розміри отворів, координати та статус покриття чи без покриття — і є частиною набору для виготовлення, хоча й окремий від Gerbers.
• Специфікація матеріалів. Перелічує кожен компонент із реальним номером деталі виробника, а не лише вартістю, щоб деталі можна було фактично знайти; повний PCB BOM є важливим для точного котирування та закупівель.
• Файл вибору та розміщення (центроїд). Вказує положення X/Y, обертання та сторону плати кожної деталі, щоб машина для розміщення встановила її правильно; ось як це працює збірка центроїдних файлових накопичувачів.
• Складальне креслення. Показує полярність, перший контакт, референтні позначки та примітки про заборону заповнення, які самі файли даних не передають.

Неповний комплект складання — Gerbers без номерів деталей BOM або відсутній файл центроїда — є однією з найпоширеніших причин, чому кошторис на складання не може бути остаточно узгоджений, тому надсилання всіх цих даних разом підтримує хід проекту.

5. Що являє собою кожен файл шару Gerber і як його назвати

У корпусі Gerber кожен файл представляє один фізичний шар плати, і чітке найменування заважає виробнику здогадуватися, який файл є яким. Оскільки прості Gerber не мають мітки «це верхній мідний провід», окрім назви файлу, неоднозначна або нестандартна схема найменування є поширеною причиною виробничої зупинки. Повний двошаровий корпус та шари, що додаються до багатошарової плати, виглядають так:

Розширення різняться залежно від інструментів EDA, тому найбезпечніша практика — зберегти стандартне найменування вашого інструменту, включити короткий файл readme або карту шарів, коли назви неочевидні, та вказати порядок шарів для багатошарових плат, щоб внутрішні шари були правильно складені. Ця неоднозначність іменування — саме та проблема, яку ODB++ усуває, об'єднуючи кожен шар, його роль та дані свердління в один структурований набір даних — саме тому це кращий варіант передачі, коли виробник його підтримує. Що б ви не надсилали, відкриття пакета у переглядачі підтверджує, що шари повні та правильно ідентифіковані, перш ніж дійде до кроку CAM.

6. Як Highleap використовує ваші файли для створення плати

Highleap приймає дані про виготовлення Gerber, ODB++ або IPC-2581, а також вашу специфікацію деталей (BOM), креслення для вибору та розміщення деталей та складальне креслення, а потім перевіряє пакет перед побудовою, таким чином виробничі та складальні роботи виконуються з однієї підтвердженої версії. Незалежно від формату, який ви надсилаєте, файли відкриваються та перевіряються — наявність шарів, відсутність дзеркальних відображень, вирівнювання свердління, узгодженість специфікації та центроїда — і все, що може спричинити затримку, позначається заздалегідь.

Цей огляд є приватним, внутрішнім кроком (не публічним завантаженням) і поєднується з оглядом технологічності , який виявляє проблеми, які самі файли не розкривають. Звідти перевірені дані керують виготовленням та складанням "під ключ" з постачанням, розміщенням, перевіркою та випробуваннями. Щоб отримати точну цінову пропозицію з першого разу, надішліть свої дані для виготовлення (Gerber або ODB++), файл свердління з ЧПУ, специфікацію деталей з номерами деталей, файл вибору та розміщення, контур плати, набір елементів та кількість.

7. Найчастіші запитання щодо формату файлів друкованої плати

Яке програмне забезпечення відкриває файли Gerber?

Спеціальні програми перегляду Gerber, вбудований переглядач вашого інструменту EDA (KiCad включає GerbView) та різні безкоштовні програми перегляду для комп'ютера та онлайн-версій – усі вони відкривають Gerber. Завантажте повний набір шарів разом із файлом свердління, щоб побачити плату так, як її побачить виробник.

Яка різниця між файлом Gerber та файлом для свердління Excellon?

Файли Gerber описують шари плати — мідь, маску, шовкографію — тоді як файл Excellon (свердлення з ЧПУ) описує отвори: їхні розміри, положення та стан покриття. Потрібні обидва; файл свердління не є шаром Gerber.

Яка різниця між RS-274X та Gerber X2?

X2 — це розширення формату RS-274X, яке додає машинно-читані атрибути, такі як шар, до якого належить файл, та функцію кожної контактної площадки, що робить дані більш самоописними та менш неоднозначними для виробника, зберігаючи при цьому зворотну сумісність.

Чи можна редагувати файл Gerber?

Так, за допомогою програмного забезпечення CAM виробник може редагувати Gerbers, а глядачі можуть вимірювати та перевіряти їх, але дизайнерам слід вносити зміни у вихідний CAD та повторно експортувати, а не редагувати Gerbers безпосередньо, щоб синхронізувати дизайн та результати.

Як конвертувати мій дизайн у формат Gerber?

Ви не конвертуєте готовий файл проекту безпосередньо; ви експортуєте Гербери з функції manufacturing-output вашого інструменту EDA, яка генерує Гербер для кожного шару плюс файл свердління. Нейтральний вихід потім може зчитувати будь-який виробник.

Чи може виробник будувати з мого рідного CAD-файлу замість Gerber?

Зазвичай ні — нативні файли CAD є специфічними для інструменту, а не виробничим форматом. Виробники будують на основі нейтральних даних: Gerber plus drill або універсальний набір даних ODB++ чи IPC-2581, який може прочитати будь-яка майстерня незалежно від вашого інструменту проектування.