Welk PCB-bestandsformaat is geschikt voor uw PCB?

Introductie

Om efficiënt te werken in een ontwerp-, productie- en assemblagelijn, moet je eerst het juiste PCB-bestandsformaat kiezen. Gerber en IPC-2581 zijn twee veelgebruikte bestandsformaten in het PCB-ontwikkelingsproces en deze PCBTok- blog gaat dieper in op wat ze zijn en hoe ze worden gebruikt. Door deze formaten te gebruiken, wordt de productie gestroomlijnd en de communicatie met onze fabrikanten snel en eenvoudig.

Wat is een PCB-bestand?

Een PCB-bestand bevat belangrijke details over de printplaat, zoals informatie over de verschillende lagen. Het bevat ook gegevens voor de boven- en onderlaag. Dergelijke bestanden specificeren het ontwerp van de printplaat en worden door fabrikanten gebruikt om de fysieke printplaat te maken. Ingenieurs leveren deze bestanden vervolgens aan bij het bestellen van printplaten. Vaak is het bestandsformaat Gerber . PCB-bestanden zijn nuttig voor zowel de productie als het testen. Alle informatie die nodig is om de printplaat te bouwen, is te vinden in PCB-bestanden. Zonder deze bestanden is het onmogelijk om een ​​printplaat te maken. Ze zijn essentieel voor een correcte en betrouwbare PCB-productie.

Veelvoorkomende PCB-bestandsindelingen

Een PCB-bestandsformaat is succesvol gekozen en productie en ontwerp blijven accuraat. Laten we de algemene bestandsformaten en andere opties leren kennen en bespreken hoe deze formaten de productie van PCB's beïnvloeden.

Gerber-bestanden

Gerber-bestanden zijn het meest voorkomende bestandsformaat voor printplaten. Elke laag van een printplaat heeft een patroon: boren, koper, soldeermasker en zeefdruk . Gerber-bestanden zijn gemakkelijk te lezen en absoluut essentieel voor de productie. Maar ze bieden ook nuttige boorgegevens en gereedschapspaden voor een nauwkeurige assemblage. Zonder Gerber-bestanden kun je geen printplaat bouwen.

IPC-2581

Deze outputs zijn waardevolle productiegegevens. Ze bevatten informatie over koperlagen en soldeermaskers. Aan de andere kant staan ​​ook details van de zeefdruk. IPC-2581 is een open standaard. Het delen van ontwerpen tussen teams is eenvoudiger. Er zijn geen compatibiliteitsproblemen waar u zich zorgen over hoeft te maken. Het werkt met verschillende systemen. Het helpt het PCB-productieproces soepel te laten verlopen. Ontwerpers gebruiken het voor nauwkeurige gegevensuitwisseling. Fabrikanten gebruiken het voor de assemblage. Het biedt een uniforme fabricagemethode voor PCB's. Alle noodzakelijke details worden gedekt door IPC-2581. De industrie gebruikt het op grote schaal. De IPC-standaard ondersteunt ook snellere en efficiëntere processen.

ODB++

Dit formaat bevat alle details die je nodig hebt voor je ontwerp. Koperlagen en soldeermaskers maken er deel van uit. Deze bestanden bevatten ook details voor de zeefdruk. Bovendien is ODB++ een open standaard. Het is gemakkelijk om gegevens te delen. Je zult geen compatibiliteitsproblemen ondervinden. Het werkt goed op verschillende systemen. Het helpt je ook om ervoor te zorgen dat je ontwerpen nauwkeurig zijn. Zowel de ontwerper als de fabrikant bespaart tijd met ODB++. Het is vooral handig voor grote printplaatprojecten.

PCB-ontwerpgegevensbestand

Het geeft een uitleg van PCB-lay-outs in EDA-software. Dit bestand bevat alle benodigde informatie. Koperlagen en soldeermaskers vormen dit. Zeefdruklagen zijn ook opgenomen in de gegevens. U moet nauwkeurige bestanden hebben om op de juiste manier te produceren. Zonder hen kunt u geen PCB's op de juiste manier produceren. Volledige gegevensbestanden zorgen op hun beurt voor de precisie van de assemblage. En ze zijn nodig, ze zijn noodzakelijk voor een succesvolle PCB-fabricage. Het zijn deze bestanden die u nodig hebt voor uw nauwkeurige ontwerpen. Deze besparen niet alleen tijd, maar verminderen ook fouten.

PCB CAD-bibliotheekbestanden

Het bevat gegevens voor veelvoorkomende componenten. Met deze bestanden kunt u sneller PCB's ontwerpen. Er zijn footprints voor verschillende onderdelen inbegrepen. Het is eenvoudig om de componenten te vinden die u nodig hebt. Het bespaart u tijd wanneer u complexe PCB's maakt. U hoeft onderdelen niet vanaf nul te maken. Deze bestanden zorgen ervoor dat uw ontwerpen nauwkeurig zijn. Bovendien kan compatibiliteit met EDA-software worden bereikt met behulp hiervan.

HPGL Plotter-bestandsformaat (PLT)

Het formaat van dit bestand helpt u om PCB-fabricagegegevens gemakkelijk te delen. Met IPC bevatten PLT-bestanden de belangrijkste informatie. Koperlagen, soldeermaskers en zeefdrukdetails zijn erin te vinden. Het is eenvoudig om uw ontwerpen te delen. Er zullen geen zorgen zijn over compatibiliteitsproblemen. We hebben ontdekt dat een formaat goed werkt met verschillende systemen. Met PLT-bestanden is het eenvoudiger voor ontwerpers en fabrikanten.

Benodigde bestanden om een ​​PCB te maken

Om een ​​printed circuit board te maken, zijn er een aantal belangrijke bestanden die u nodig hebt, zodat u het ontwerp, de fabricage en de assemblage correct kunt uitvoeren. Ik zal proberen te beschrijven welke typen bestanden u nodig hebt: IPC-2581, Gerber, ODB++.

IPC-2581

Kwaliteit en continuïteit in de elektronica worden gewaarborgd door IPC-standaarden. De Association of Connecting Electronics Industries is de bron hiervan. Een van deze standaarden is IPC-2581, ook wel IPC-DPMX genoemd. Deze standaard biedt een uniform formaat voor ontwerpgegevens. Het is eenvoudig om gegevens met fabrikanten te delen. IPC-2581 maakt gebruik van een XML-schema . Ik vond dit schema nuttig voor het beschrijven van printplaten en assemblageproducten. Alles wat nodig is voor inspectie en gereedschap is erin opgenomen. Door IPC-2581 te volgen, wordt een betrouwbare en efficiënte printplaatproductie gegarandeerd.

Voor fabricage

• Opstapelen - Het omvat de PCB-laagconfiguratie voor alle signaal-, soldeermasker- en zeefdruklagen.
• Netlist - die worden gebruikt om ervoor te zorgen dat de PCB-componenten en de sporen op de printplaat zijn goed aangesloten.
• Informatie over componenten - om de namen van componenten, waarden, datasheets en BOM-referenties duidelijker te maken.
• Voetafdrukbibliotheek - nauwkeurige plaatsing van componenten tijdens de productie van PCB's.
• Instructies en tekeningen - Deze documenten bevatten met name gedetailleerde tekeningen voor de fabricage, boor- en maskertekeningen.
• Meer instructies – specifieke andere richtlijnen voor soldeermasker, pastamasker, enz.

Voor montage:

• Netlijst – voldoende elektrische connectiviteit van het bord voor een correcte montage.
• Centroid-bestand – componenten XY-coördinaten, rotatie en zijde.
• Bill of Materials – alle componenten, onderdeelnummers en hoeveelheden staan ​​vermeld.
• Testpuntresultaten – Deze dienen voor kwaliteitscontrole en bevestiging van de elektrische functionaliteit.
• Onderste zeefdruk – aanvullende markeringsinformatie.

Andere benodigde bestanden

• PCB-klasse -de kwaliteit van de printplaat.
• Stapel-Up-details - Vervolgens worden de PCB-lagen georganiseerd en geordend.
• Totale dikte van het bord - totale dikte van de printplaat.
• Soldeermasker Details - het gaat om het soldeermaskermateriaal en de applicatiemethode.
• Zeefdruk specificaties – Deze afdrukspecificaties hadden betrekking op componentmarkeringen en labels op de printplaat.
• Laaggewijze impedantiedetails – impedantie Eigenschappen voor de lagen van de PCB.
• Uitgesneden details - Uitsparingen in het PCB-ontwerp kunnen afmetingen en locaties hebben.
• Boordiagram – te boren gaten, afmetingen en locaties.
• Versienummer en datum - terugkijkend op de revisiegeschiedenis van het PCB-ontwerp.

Gerber-bestanden

Dit is de meest gebruikte optie voor de productie van printplaten. Ze worden gebruikt om films voor elke laag te maken met behulp van fotoplotters . Maar ze tonen alleen 2D-afbeeldingen. Ze bevatten geen ontwerpvoorschriften of netwerkverbindingen. Er is geen componentenbibliotheek in Gerber-bestanden. Toch helpen ze machines om koper- en soldeermaskerlagen zeer nauwkeurig te plaatsen. En er zijn ook twee typen.

· Standaard Gerber

Een oud bestandsformaat, ook wel bekend onder het acroniem RS-274-D. Het is inmiddels ingetrokken en verouderd. Dit formaat was specifiek bedoeld voor het aansturen van vectorfotoplotters. De tools die het gebruikt, zijn 2D mechanische NC-tools. Het is een eenvoudig ASCII-formaat . De commando's bestaan ​​uit X- en Y-coördinaten. De gegevens voor één laag zijn in RS-274D verdeeld over twee bestanden.

· Uitgebreide Gerber

Een bestandsformaat voor PCB-layoutgegevens . Het maakt gebruik van een nieuw formaat dat een verbetering is ten opzichte van het originele RS-274. Het werd uitgebracht in 1998 en ontwikkeld door Gerber Systems. Dit formaat omzeilt ook de tekortkomingen van RS-274. De huidige versie is 'Gerber RS-274X'. Sinds 2014 worden er opties voor meta-informatie toegevoegd. X2-bestanden zijn zogenaamde bestanden met attributen. X1-bestanden zijn bestanden zonder attributen.

Voor fabricage

• Opstapelen – volgorde van de lagen van de printplaat.
• Excellon boorvijl - boorgereedschapscodes en coördinaten.
• Boorgereedschapslijst - de gereedschappen die nodig zijn om te boren.
• Koperen lagen - Hiermee worden de geleidende sporen op de printplaat met positieve polariteit gedefinieerd.
• Soldeer masker – bovenste en onderste soldeermaskerlaaggegevens.
• Zeefdruk Lagen – voor referentie-aanduidingen en markeringen voor identificatie.
• Bordcontour en freeslagen – de vorm van het bord, afmetingen en uitsparingen.
• Diafragma/D-codelijst - voor het interpreteren van niet-conforme Gerber-bestanden.
• Toepassingsgebieden van soldeerpasta – hoe je sjablonen maakt om soldeerpasta op aan te brengen.
• DXF/DWG-bestanden – aanvullende CAD-gegevens ter referentie in de lay-out..
• Speciale instructies – als specifieke richtlijnen, zoals het vermijden van gespiegelde lagen.

Voor montage:

• Netlijst – details over elektrische connectiviteit.
• Centroid-bestand – lokalisatie en oriëntatie van componenten.
• Stuklijst (BOM) – alle onderdeelnummers, hoeveelheden en componenten.
• Testpuntresultaten – om kwaliteitscontrole en enige elektrische verificatie uit te voeren.
• Onderste zeefdruk – markeringsinformatie.

Andere benodigde bestanden

• Te gebruiken PCB-materialen – de soorten materialen die nodig zijn voor de productie van PCB’s.
• Aantal gaten en bijbehorende maten – het was gebaseerd op het totale aantal gaten en specifieke diameters.
• PTH/NPTH-segregatie – Het onderscheidt geplateerde doorlopende gaten (PTH) uit niet-geplateerde doorlopende gaten (NPTH).
• Oppervlakteafwerking - wordt gebruikt voor bescherming en geleiding, een coating die op het PCB-oppervlak wordt aangebracht.
• Boor instructies – hoe je nauwkeurig een PCB boort.
• Secundaire boorbehoeften – eventuele aanvullende booroperaties die nodig zijn na de hoofdbooroperatie.
• Ringvormige ringafmetingen – de koperen ring rond elk gat die bedoeld is voor de elektrische verbinding, waarbij de breedte overal gelijk is.
• Panelisatievereisten – lay-out en organisatie van meerdere borden voor productie op één paneel.

ODB++-bestanden

Een formaat voor het delen van ontwerpgegevens. Het is handig voor het eenvoudig uitwisselen van CAD- en CAM-gegevens. Gegevens worden opgeslagen in verschillende bestanden binnen een mappenstructuur door ODB++. Het is eenvoudig te organiseren en eenvoudig toegankelijk. Voor het gemak kunt u alle bestanden comprimeren tot één. Dit formaat bevat stackup, BOM en componentplaatsing. Het is eenvoudig te gebruiken in combinatie met veel EDA-tools en omdat het veel wordt gebruikt in PCB-productie. ODB++ vermindert, vergeleken met het oudere Gerber-formaat, fouten en verkeerde interpretaties tijdens het productieproces.

Voor fabricage

• Afbeeldingsgegevens – ze worden gebruikt als visuele referentieweergave van de PCB-lay-out.
• Component informatie – details zoals onderdeelnummers en specificaties van componenten.
• EDA/Gegevens – Elektronische ontwerpautomatiseringsgegevens voor efficiënte verwerking.
• CAD-netlijst – dergelijke elektrische verbindingen tussen componenten in het ontwerp.
• Boorinformatie – zoals gatgroottes en locaties voor boorvereisten.
• Route-informatie – Het is informatie over de paden die elektrische verbindingen tussen de componenten doorlopen.
• Stapelen – verschillende PCB-lagenvolgorde en -indeling.

Voor montage:

• Netlijst – Informatie over elektrische verbindingen tussen afzonderlijke componenten.
• Zwaartepuntbestand – Bijkomende informatie voor elk onderdeel, XY-coördinaten, rotatie.
• Stuklijst (BOM) – alles, inclusief onderdeelnummers en benodigde hoeveelheden voor de PCB.
• Testpuntresultaten – De PCB gebruikte deze parameters om de elektrische functionaliteit te verifiëren en informatie te verstrekken voor kwaliteitscontrole.
• Onderste zeefdruk – Informatie waarmee de onderkant van de printplaat kan worden gemarkeerd als referentie voor de montageroute.

Andere benodigde bestanden

• PCB-materialen – soorten materialen die gebruikt moeten worden bij de fabricage van de PCB.
• Aantal gaten en grootte – componentplaatsing en benodigde aansluitgatmaten en aantal.
• PTH/NPTH-segregatie – voor duidelijkheid bij de productie, scheiding van doorgeplateerde gaten (PTH) en niet-doorgeplateerde gaten (NPTH).
• Oppervlakteafwerking - Wordt gebruikt als bescherm- en soldeerlaag op het PCB-oppervlak.
• Boorgeleiders – Specificaties en instructies voor het boren van de PCB-naam.
• Secundaire boorbehoeften – alle aanvullende boorvereisten die verder gaan dan het primaire boorproces.
• Afmetingen van ringvormige ringen – De ringvormige ringen rond de geplateerde gaten vereisten altijd bepaalde metingen voor een goede soldeerverbinding.
• Panelisatievereisten – regels voor het rangschikken van meerdere PCB's op één paneel.

Gerber-bestanden versus ODB++-bestanden

Hier moeten we beslissen welk bestandsformaat we gebruiken, of het Gerber- of ODB++-bestanden zijn. Elk heeft zijn eigen voordelen en problemen. Deze verschillen stellen u echter in staat om beslissingen te nemen over wat u met uw PCB-projecten moet doen voor een beter product.

Kies het bestandsformaat dat het beste bij uw behoeften past

Het eerste wat u moet doen, is controleren wat compatibel is met uw apparaten en met de software die u al hebt, om kritieke problemen te voorkomen tijdens het openen of delen van bestanden. Deze formaten helpen u om prioriteit te geven aan gegevensbeveiliging en -integriteit door formaten te vinden die encryptie en validatie ondersteunen, en wat uw gegevens echt zeggen! Hydrateer ook de bestandsgrootte: kies formaten die goed comprimeren zonder afbreuk te doen aan de beeldkwaliteit, vooral als u grote of beperkte bestanden hebt waarbij de beeldkwaliteit hoog moet zijn. Afhankelijk van uw project moet u bestanden met een hoge resolutie zoals PNG of SVG kiezen voor gedrukte publicaties en kwaliteit en resolutie zijn cruciaal. Zorg ook voor interoperabiliteit om aan te vullen met complementaire formaten (CSV zou perfect zijn om met verschillende applicaties te werken) waarmee u uw projecten gemakkelijker kunt delen en tonen op verschillende platforms.

Veelgestelde vragen over PCB-bestandsformaat

• Kan ik Gerber-bestanden rechtstreeks naar de PCB-assemblage sturen?

Voor PCB-assemblage kunt u niet alleen Gerber-bestanden verzenden. Alleen de fabricagegegevens van een Gerber-bestand. Assemblage-informatie verschijnt hier niet in. Het bevat geen belangrijke details zoals hoe componenten worden geplaatst. U hebt ook een aantal andere bestanden nodig voor assemblage. Inbegrepen zijn pick-and-place-gegevens, componentbibliotheken, enz. U hebt een stuklijst nodig.

• Wat is het beste bestandsformaat voor HDI PCB-productie?

Voor de productie van HDI-printplaten kunt u het beste het ODB++-formaat gebruiken. Dit formaat biedt een gedetailleerde weergave van het ontwerp en geeft u bovendien meer controle over bijvoorbeeld microvias . U kunt echter ook Gerber-bestanden gebruiken. Deze worden breed geaccepteerd in de printplaatindustrie. Vectorafbeeldingen representeren de lagen in Gerber-bestanden. Omdat ze compatibel zijn met veel systemen, zijn ze een ideaal formaat. Voor de beste resultaten kunt u het beste beide formaten gebruiken.

• Hoe converteer ik Gerber-gegevens naar PDF- of afbeeldingsformaten?

Het is eenvoudig om Gerber-gegevens naar PDF te converteren. We hebben eerst een routine nodig die deze leest. We hebben een specifieke structuur voor deze gegevens. Schrijf deze gegevens vervolgens als een PDF met een routine. Voor de productie hebben we Gerber-bestanden. U kunt ze converteren naar PDF of afbeeldingsformaten zoals PNG. U kunt hiervoor betaalde of gratis CAM-viewertools gebruiken. Gerber-lagen moeten met behulp van deze tools in grafische formaten worden weergegeven. Sommige PCB-ontwerpsoftware heeft ook een Gerber-naar-PDF-conversie. Maar dit maakt het delen en documenteren echt eenvoudig.

• Kan ik Gerber-bestanden rechtstreeks importeren in een PCB-ontwerptool?

De meeste PCB-ontwerptools kunnen geen directe import in Gerber-bestanden verwerken. Maar ze vereisen eigen native bestandsformaten om te bewerken. Voor productie, niet voor ontwerp, Gerber-bestanden. Maar er zijn enkele tools die het bestand in Gerber-formaat kunnen krijgen om te gebruiken als referentie. Eagle heeft bijvoorbeeld een retrofit. Deze functies stellen u in staat om Gerber-gegevens te importeren voor validatie.

• Welke bestandsextensies worden gebruikt voor Gerber-bestanden?

Gerber-bestand standaard bestandsextensies zijn .GBR en .GB. Er kunnen ook andere extensies worden gebruikt. Dit hangt allemaal af van de PCB-ontwerpsoftware die u gebruikt. Het is altijd de moeite waard om de ondersteunde extensies met uw software te controleren. Het is belangrijk om een ​​geschikte extensie te gebruiken voor uw compatibiliteit. Zorg ervoor dat uw bestanden correct worden opgeslagen.

• Wat zijn enkele best practices voor het genereren van Gerber-bestanden?

Begin met het instellen van de bestandsopties bij het genereren van Gerber-bestanden. U moet eerst de Gerber-bestanden verkrijgen. De fabrikant gebruikt deze bestanden om de lagen van de printplaat te creëren die ze voor u gaan produceren. Om het venster Exportinstellingen te openen, selecteert u Bestand > Exporteren. Kies in het vervolgkeuzemenu Fabricage. D-code-openingen worden automatisch ingesteld in dit formaat. Klik in het venster Gerber-eigenschappen op de lagen die in aanmerking komen voor de Gerber-eigenschappen. Voeg de printplaatcontouren van alle koperlagen toe. Mogelijk wilt u ook zeefdruk- en soldeermaskerlagen toevoegen. Selecteer voor de eenheden imperiale eenheden (Mil) en twee cijfers met vier decimalen. Uw printplaatfabrikant adviseert hoe u het soldeermasker moet vergroten. Doe dat. Tot slot stellen we in waar we de bestanden willen opslaan. Dit is normaal gesproken dezelfde map als uw ontwerpbestand.

Conclusie

Dat omvat Gerber en IPC-2581, die je in dit artikel hebt bekeken. Daarin werd uitgelegd wat het juiste formaat doet om de efficiëntie van ontwerp, productie en assemblage te verbeteren . Of dit je nu wel of niet heeft geholpen om de rol van elk formaat in het stroomlijnen van de productie en een goede communicatie met fabrikanten te begrijpen, graag gedaan. De sleutel tot succesvolle PCB-ontwikkeling was het kiezen van het juiste bestandsformaat.