Gerber format

Format Gerber adalah format vektor terbuka, ASCII, untuk desain papan sirkuit tercetak (PCB). Ini adalah standar de facto yang digunakan oleh perangkat lunak industri PCB untuk mendeskripsikan gambar papan sirkuit tercetak: lapisan tembaga, topeng solder, legenda, data bor, dll.

Situs web resmi berisi spesifikasi, file pengujian, catatan, dan Referensi Gerber Viewer untuk mendukung pengguna dan terutama pengembang perangkat lunak Gerber.

Gerber digunakan dalam data fabrikasi PCB. PCB dirancang pada otomatisasi desain elektronik khusus (EDA) atau sistem desain berbantuan komputer (CAD). Sistem CAD mengeluarkan data fabrikasi PCB untuk memungkinkan fabrikasi papan. Data ini biasanya berisi file Gerber untuk setiap lapisan gambar (lapisan tembaga, topeng solder, legenda atau sutra…). Gerber juga merupakan format input gambar standar untuk semua peralatan fabrikasi papan kosong yang membutuhkan data gambar, seperti photoplotters, printer legenda, pencitra langsung atau mesin inspeksi optik otomatis (AOI) dan untuk melihat gambar referensi di berbagai departemen. Untuk perakitan, data fabrikasi berisi lapisan pasta solder dan lokasi pusat komponen untuk membuat stensil serta menempatkan dan mengikat komponen.

Ada dua generasi utama format Gerber:

Extended Gerber, atau RS-274X. Ini adalah format Gerber saat ini. Pada tahun 2014, format grafik diperluas dengan opsi untuk menambahkan informasi meta ke objek grafik. File dengan atribut disebut file X2; yang tanpa atribut adalah file X1.
Gerber Standar, atau RS-274-D. Format usang ini dicabut.
Ekstensi file standar adalah .GBR atau .gbr meskipun ekstensi lain seperti .GB, .geb atau .gerber juga digunakan.

data fabrikasi PCB

Tampilan file format Gerber
PCB dirancang pada otomatisasi desain elektronik khusus (EDA) atau sistem desain berbantuan komputer (CAD). Sistem CAD kemudian mengeluarkan data fabrikasi PCB untuk memungkinkan fabrikasi papan. Data fabrikasi berisi file Gerber untuk setiap lapisan gambar dan rentang bor (lapisan tembaga, topeng solder, legenda atau sutra…) (Untuk alasan sejarah, data bor juga ditransfer dalam format NC meskipun file Gerber seringkali memiliki kualitas yang lebih baik.) Biasanya, semua file ini “di-zip” menjadi satu arsip yang dikirim ke toko fabrikasi papan kosong PCB. Pabrikan memuatnya ke dalam sistem manufaktur berbantuan komputer (CAM) untuk menyiapkan data untuk setiap langkah proses produksi PCB.

Atribut .FileFunction adalah metode standar untuk menghubungkan setiap lapisan dalam PCB dengan file Gerber yang sesuai dalam data fabrikasi. Jika atribut tidak didukung, hanya metode informal yang tersedia. Metode informal yang sederhana adalah dengan mengekspresikan fungsi file dengan jelas dalam nama file. Terkadang ekstensi file disalahgunakan untuk menunjukkan fungsi file – mis. .BOT untuk lapisan bawah daripada ekstensi standar .GBR.[ Dalam industri, hal ini dianggap praktik yang buruk dan para insinyur sebaiknya menggunakan atribut X2 yang sesuai.

Data Fabrikasi PCB harus mematuhi sejumlah aturan: semua lapisan harus disejajarkan, lapisan profil harus disertakan, dll.

Netlist CAD dapat disematkan di file Gerber. Namun, karena alasan historis, netlist sering dijelaskan dalam file terpisah di IPC-D-356A, sebuah format uji kelistrikan.

Penumpukan bahan, komponen, dan penyelesaian biasanya disediakan dalam file teks atau gambar informal. Pada tahun 2018 Ucamco telah menerbitkan spesifikasi perpanjangan format Gerber untuk mencakup dokumentasi fabrikasi ini

Gerber yang diperpanjang
RS-274X, diperpanjang Gerber atau X-Gerber, awalnya dirilis pada bulan September 1998.

Ini adalah format ASCII yang dapat dibaca manusia. Ini terdiri dari aliran perintah yang menghasilkan aliran objek grafik yang dipesan. Objek grafik bisa positif atau negatif. Ditumpangkan dalam urutan yang benar mereka membuat gambar akhir.

File Gerber berisi deskripsi lengkap gambar lapisan PCB tanpa memerlukan file eksternal apa pun. Ia memiliki semua operator pencitraan yang diperlukan untuk gambar PCB. Bentuk bukaan apa pun dapat ditentukan. Pesawat dan bantalan dapat ditentukan tanpa perlu mengecat atau mengisi vektor seperti pada Gerber Standar. (Namun beberapa implementasi masih menggunakan lukisan, bermasalah bagi pengguna file tersebut.)

Dirilis pada Februari 2014, Gerber X2 menambahkan metadata tambahan pada gambar. Atribut memungkinkan penambahan metadata ke file Gerber. Atribut serupa dengan label yang memberikan informasi yang terkait dengan file gambar, atau fitur di dalamnya. Contoh metadata yang disampaikan oleh atribut adalah:

Fungsi dari file. Apakah file topeng solder atas, atau lapisan tembaga bawah, dll.?
Bagian yang diwakili oleh file. Apakah itu mewakili satu PCB, array, kupon?
Fungsi alas. Apakah flash pad SMD, atau via pad, atau fidusia, dll.
Untuk informasi selengkapnya tentang atribut, lihat FAQ X2 atau video intro di tautan eksternal.

Pada tahun 2020, Gerber X3 diperkenalkan.

Dokumentasi fabrikasi seperti hasil akhir, ketebalan keseluruhan, dan material ditentukan dalam File Pekerjaan Gerber yang terpisah

Gerber Standar (dicabut)

Standard Gerber dicabut pada tahun 2014. Itu sudah usang sejak diperkenalkannya Extended Gerber yang jauh lebih mampu pada tahun 1998.

Standard Gerber adalah format kontrol numerik (NC) yang dirancang oleh Gerber Systems Corp untuk menggerakkan komplotan foto vektor mereka untuk industri PCB pada 1960-an dan 1970-an. Itu adalah bagian dari spesifikasi Electronic Industries Association RS-274-D, sebuah format untuk menggerakkan mesin NC mekanis di berbagai industri. Itu banyak digunakan untuk menggerakkan komplotan vektor. Standard Gerber adalah format ASCII sederhana yang terdiri dari perintah dan koordinat XY. Sebuah contoh:

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

Gerber Standar adalah standar NC tetapi bukan standar deskripsi gambar: informasi gambar penting seperti unit koordinat dan definisi apertur tidak dibakukan. (Bukaan adalah bentuk dasar, mirip dengan font dalam file PDF.) Bukaan dijelaskan dalam file teks sidecar format bebas yang ditujukan untuk dibaca manusia, disebut file bukaan atau file roda. Tidak ada standar untuk file roda. Pengirim dan penerima harus menyepakati artinya kasus per kasus.

Standard Gerber hanya mendukung operator pencitraan sederhana yang mampu dilakukan oleh plotter vektor – menggambar trek dan lubang flashing. Ini tidak cukup untuk data fabrikasi PCB yang efisien. Tuang tembaga harus dibuat dengan mengecat (alias membelai atau mengisi vektor) dengan banyak jejak. Semua kecuali bantalan yang paling sederhana juga dicat karena biaya untuk membuat bukaan fisik yang sesuai. Lukisan menciptakan gambar yang diinginkan tetapi menghasilkan file yang sangat besar yang membutuhkan waktu lama untuk diproses dan membutuhkan pekerjaan manual yang rawan kesalahan di CAM.

Gerber Standar dimaksudkan untuk alur kerja manual menggunakan mesin NC yang disebut photoplotter vektor: operator plotter memuat pita kertas dengan file Gerber Standar pada plotter, secara manual mengatur unit koordinat pada konsol mesin dan memasang roda apertur yang dijelaskan dalam file roda yang menyertainya. (Roda apertur adalah disk berputar tempat apertur fisik dipasang, dan dengan memutar roda, photoplotter memilih apertur yang akan digunakan.) Gerber standar tidak cocok untuk transfer data otomatis antara perancang dan pabrikan PCB.

Sejarah

Format file Gerber dinamai Joseph Gerber, seorang pengusaha dan penemu yang memelopori photoplotters vektor.

Pada tahun 1980 Gerber Systems Corp. menerbitkan edisi pertama Format Gerber: bagian dari EIA RS-274-D; buku referensi format data plot, subset dari EIA RS-274-D yang digunakan untuk menggerakkan garis vektor photoplotters mereka. Format ini dikenal sebagai Standard Gerber dan diadopsi oleh beberapa vendor photoplotter lainnya. Standard Gerber menjadi format gambar standar de facto untuk fabrikasi PCB.

Pada tahun 1991 dengan tersedianya photoplotter raster yang lebih mumpuni, format Gerber diperluas dengan area poligon dan “parameter massa”. Ini memungkinkan pengguna untuk secara dinamis menentukan lubang dari berbagai bentuk dan ukuran, serta menentukan isian area poligon tanpa perlu “melukis”. Itu menjadi superset dari Gerber standar RS-274-D. Dorongan untuk mengembangkan parameter massa disediakan oleh AT&T. Ini menciptakan keluarga format input, masing-masing didedikasikan untuk model plotter Gerber tertentu.

Pada bulan April 1998 Gerber Systems Corp. diambil alih oleh Barco ETS, divisi PCB Barco, yang sekarang disebut Ucamco. Pada bulan September 1998 Ucamco menerbitkan Panduan Pengguna Format RS-274X, sebuah spesifikasi yang menyatukan keluarga format ke format gambar tunggal, mencabut sejumlah besar konstruksi khusus model. Formatnya dikenal sebagai Extended Gerber atau GerberX. Extended Gerber dengan cepat menggantikan Standard Gerber sebagai standar de facto untuk data gambar PCB. Ini menjadi standar gambar de facto untuk industri PCB. Kadang-kadang disebut “tulang punggung industri elektronik

Sepanjang tahun 2012 format tersebut ditinjau secara komprehensif dalam reformasi besar. Pustaka perwakilan dari 10.000 file dari seluruh dunia diselidiki untuk menetapkan praktik saat ini. Konstruksi yang jarang atau tidak pernah digunakan tidak digunakan lagi. Konstruksi dengan interpretasi yang tidak jelas diklarifikasi. Dokumen spesifikasi ditata ulang dan kualitasnya ditingkatkan. Hal ini mengakibatkan revisi spesifikasi I1 sampai I4, diterbitkan mulai Desember 2012. Hasilnya adalah format yang sederhana namun kuat, berfokus pada kebutuhan industri PCB saat ini. Versi format Gerber ini dikembangkan oleh Karel Tavernier dan Rik Breemeersch dari Ucamco.

Pada bulan Juni 2013 Ucamco menerbitkan proposal untuk menambahkan tiga perintah baru ke format Gerber yang memungkinkan penyertaan atribut gambar yang menyampaikan metadata yang dilampirkan pada gambar dan komponennya. Itu mengundang umpan balik dari pengguna Gerber sebelum melakukan ide-ide ini ke spesifikasi yang tegas. Proses ini menghasilkan revisi J1 pada Februari 2014, diperbarui dengan revisi lanjutan hingga revisi 2015.07. Memasukkan metadata menambah kecerdasan pada format. Itu mengubah format deskripsi gambar belaka menjadi format transfer data PCB yang lengkap. Ini disebut ekstensi kedua dan menghasilkan apa yang dikenal sebagai Gerber X2, Gerber X1 menjadi format gambar murni. Gerber X2 sepenuhnya kompatibel dengan X1, karena atributnya tidak memengaruhi gambar. Gerber X2 dikembangkan oleh Karel Tavernier, Ludek Brukner dan Thomas Weyn

Pada September 2014 Ucamco mencabut Standard Gerber.

Pada bulan Agustus 2015 Ucamco menerbitkan rancangan spesifikasi yang menambahkan langkah bersarang dan ulangi serta blokir lubang untuk membuat deskripsi panel lebih efisien, meminta komentar dari komunitas pengguna. Spesifikasi akhir diterbitkan pada November 2016 setelah masukan yang substansial. Revisi ini dikembangkan oleh Karel Tavernier dan Rik Breemeersch. Tak lama kemudian penampil Cuprum Gerber mengembangkan implementasi pertama

Pada bulan Juli 2016 Ucamco menerbitkan rancangan spesifikasi untuk menyertakan informasi netlist di Gerber, meminta masukan dari komunitas pengguna. Setelah beberapa kali revisi draf yang dipicu oleh masukan dari pengguna, draf tersebut diselesaikan pada 2 Oktober 2016.

Pada bulan Maret 2017 Ucamco menerbitkan draf spesifikasi untuk menyertakan dokumentasi fabrikasi di Gerber yang meminta masukan dari komunitas pengguna. Diskusi berlangsung meriah, draf tersebut melalui tujuh revisi publik sebelum diselesaikan awal April 2018.

Pada bulan Juni 2017, Referensi Gerber Viewer online gratis  disediakan oleh Ucamco sebagai pelengkap spesifikasi. Ini diperbarui dengan fungsionalitas baru dari waktu ke waktu.

Pada Oktober 2019 Ucamco menerbitkan draf spesifikasi untuk memasukkan informasi komponen dalam data Gerber, meminta komentar dari komunitas pengguna. Proposal menggunakan kembali sintaks yang ada dan karenanya kompatibel ke belakang. Meskipun tidak memperkenalkan sintaks baru, Gerber memperluas ke domain baru, dan nama Gerber X3 disarankan. Draf spesifikasi dikembangkan oleh Karel Tavernier.

Format PCB lainnya

Selama bertahun-tahun ada beberapa upaya untuk mengganti Gerber dengan format yang berisi lebih banyak informasi daripada hanya gambar lapisan, mis. netlist atau informasi komponen.[34] Tak satu pun dari upaya ini telah diterima secara luas dalam industri manufaktur elektronik, mungkin karena formatnya rumit.[12] Gerber tetap menjadi format transfer data yang paling banyak digunakan.

  • Deskripsi Papan Cetak IPC-D-350 C dalam Format Digital, 1989. Spesifikasi ini distandarisasi sebagai IEC 61182–1 pada tahun 1992 dan ditarik pada tahun 2001. Jarang digunakan.
  • DXF Terkadang digunakan. Ini biasanya dibangun sebagai gambar, objek PCB (trek dan bantalan) hilang, yang membuatnya sangat sulit untuk digunakan dalam CAM.
  • PDF Jarang digunakan. Sangat tidak praktis untuk dikerjakan karena objek PCB (track dan pad) hilang.
    Format DPF, sekarang di v7, format CAM dari Ucamco. Terkadang digunakan.
    Format Pertukaran Desain Elektronik, EDIF. Jarang digunakan.
  • ODB++, format CAM dari Mentor Graphics. Terkadang digunakan, format non-Gerber yang lazim.[53]
  • GenCAM: IPC-2511A Persyaratan Generik untuk Implementasi Data Deskripsi Manufaktur Produk dan Metodologi Transfer, 2000. Jarang digunakan.
  • GenCAM: IPC-2511B Persyaratan Generik untuk Implementasi Data Manufaktur Produk Deskripsi Data dan Metodologi Skema Transfer XML, 2002. Jarang digunakan.
  • OFFSPRING: IPC-2581 Persyaratan Generik untuk Produk Rakitan Papan Cetak Deskripsi Manufaktur Data dan Metodologi Transfer, 2004. Jarang digunakan, tetapi menerima lebih banyak perhatian baru-baru ini.[54]
  • STEP AP210: ISO 10303-210, Interkoneksi rakitan elektronik dan desain kemasan, edisi pertama 2001, edisi kedua 2008 (akan diterbitkan)