ما هي ملفات Gerber وكيفية استخدامها لتصنيع PCB

ما هي ملفات Gerber بالضبط، ولماذا هي ضرورية جدًا في عالم تصميم وتصنيع لوحات الدوائر المطبوعة؟ تسد هذه الملفات الفجوة بين التصميم والتصنيع، وتعمل بمثابة الرابط الأساسي الذي يحول المفهوم الرقمي إلى منتج مادي. ستستكشف هذه المقالة التنسيقات المختلفة لملفات Gerber، وكيفية استخدامها، ولماذا هي مهمة جدًا في تصنيع PCB.

ما هي ملفات Gerber؟

ملفات Gerber هي شريان الحياة لتصنيع PCB. إنها تنسيق الملفات القياسي الفعلي المستخدم في صناعة PCB لوصف صور لوحة الدوائر المطبوعة. تحتوي ملفات تنسيق ASCII المتجهة المفتوحة هذه على معلومات مفصلة حول كل طبقة لوحة فعلية لتصميم PCB الخاص بك، مثل طبقات النحاس وقناع اللحام والأسطورة وبيانات الحفر والمزيد.

فكر في ملفات Gerber على أنها المكافئ الإلكتروني لملف PDF. تمامًا كما يحافظ ملف PDF على التخطيط والتنسيق الدقيقين للمستند، تحافظ ملفات Gerber على التصميم الدقيق لـ PCB. يتم التعامل معها على أنها ملفات صور تمثل كل طبقة تصنيع من PCB، مما يضمن أن الشركة المصنعة يمكنها إعادة إنتاج تصميمك بدقة.

يمثل كل ملف Gerber عادةً طبقة واحدة من PCB. على سبيل المثال، قد يحتوي أحد الملفات على معلومات حول طبقة النحاس العلوية، بينما يصف ملف آخر قناع اللحام السفلي. يسمح هذا النهج الطبقي بتصميمات PCB مفصلة ودقيقة بشكل لا يصدق.

تستخدم الشركات المصنعة لـ PCB هذه الملفات لترجمة التفاصيل المعقدة للتصميم إلى الخصائص الفيزيائية لـ PCB. توجه البيانات الموجودة في ملفات Gerber الآلات خلال كل مرحلة من مراحل عملية الإنتاج، من إنشاء آثار النحاس إلى تطبيق قناع اللحام.

يتم إنشاء ملفات Gerber عادةً بواسطة برنامج تصميم PCB (CAD). بمجرد أن ينتهي المهندس من تصميم الدائرة الخاصة به، فإنه يستخدم هذا البرنامج لإنشاء ملفات Gerber التي سيتم إرسالها إلى الشركة المصنعة. تضمن هذه العملية توصيل رؤية المصمم بدقة إلى فريق الإنتاج.

تنسيقات ملفات Gerber

تطور عالم ملفات Gerber بمرور الوقت، مع تطوير العديد من التنسيقات لتلبية الاحتياجات المتغيرة لصناعة PCB.

RS-274-D

RS-274-D، المعروف أيضًا باسم Standard Gerber، هو أحد أقدم تنسيقات ملفات Gerber. تم استخدامه في الأصل لآلات التحكم العددي وتم تكييفه لاحقًا لراسمات الصور. كان هذا التنسيق مجموعة فرعية من مواصفات جمعية الصناعات الإلكترونية RS-274-D.

كان Standard Gerber تنسيق ASCII بسيطًا يتكون من أوامر وإحداثيات XY. على الرغم من أنه خدم غرضه لسنوات عديدة، إلا أن لديه قيودًا. على سبيل المثال، لم يتضمن معلومات حول وحدة الإحداثيات أو تعريفات الفتحة، مما أدى غالبًا إلى الارتباك والأخطاء.

تجدر الإشارة إلى أن RS-274-D لم يعد مدعومًا من قبل مطوره UCAMCO ويعتبر قديمًا. إذا واجهت هذا التنسيق، فمن الأفضل تحويله إلى إصدار أحدث.

RS-274X

تم تطوير RS-274X، المعروف أيضًا باسم Extended Gerber أو X-Gerber، لمعالجة عيوب RS-274-D. تم إصدار هذا التنسيق في سبتمبر 1998، وقد تحسن بشكل كبير عن سابقه.

RS-274X هو تنسيق ASCII قابل للقراءة البشرية يتضمن وحدات مضمنة وتعريفات الفتحة ومعلومات حاسمة أخرى. يسمح هذا التنسيق المستقل بهياكل متعددة الطبقات وملء مضلع خاص، مما يقلل من أخطاء رسم الصور عن طريق التخلص من إدخال البيانات يدويًا.

يحتوي RS-274X على الوصف الكامل لصورة طبقة PCB دون الحاجة إلى أي ملفات خارجية. هذه الطبيعة المستقلة تجعلها أكثر موثوقية وأسهل في التعامل معها من سابقتها.

Gerber X2

Gerber X2 هو أحدث تنسيق لملفات Gerber، تم إصداره في عام 2014. وهو يتضمن برنامج CAM متقدم ويعتمد على نقاط القوة في RS-274X مع إضافة ميزات جديدة.

التحسين الأكثر أهمية في Gerber X2 هو إضافة بيانات التعريف إلى الصورة. يتيح ذلك للمصممين تعيين سمات للميزات داخل ملف Gerber، مما يوفر معلومات أكثر تفصيلاً حول تصميم PCB.

يتضمن Gerber X2 معلومات مثل وظيفة الطبقة ووظائف الكائن ومواقع آثار التحكم في المعاوقة. هذه البيانات الإضافية تجعل عملية التصنيع أكثر دقة وتقلل من فرص سوء التفسير.

تستخدم ملفات X2 عادةً امتداد .GBR لجميع الملفات، مما يلغي الحاجة إلى امتدادات ملفات بديهية. يمكن ترميز الموقع الفعلي في مكدس PCB كجزء من البيانات الموجودة في ملفات .GBR، مما يسمح لأدوات عرض Gerber بإعادة بناء المكدس بدقة.

ODB++

على الرغم من أنه ليس تنسيق Gerber تمامًا، إلا أنه تجدر الإشارة إلى ODB++ لأنه يستخدم أحيانًا جنبًا إلى جنب مع ملفات Gerber أو بدلاً منها. ODB++ هو تنسيق ملفات ذاتي الاستخراج بتنسيق إدخال شامل وموحد.

تم تطوير ODB++ لمعالجة بعض القيود المفروضة على ملفات Gerber، ويساعد في أتمتة التراص ومواضع الحفر ووضع العلامات. إنه مصمم لتقليل الأخطاء البشرية عن طريق أتمتة معظم العمليات.

ومع ذلك، فإن ODB++ ليست مستخدمة على نطاق واسع مثل تنسيقات Gerber. على الرغم من أنها توفر بعض المزايا، خاصة للتصميمات المعقدة، إلا أن العديد من الشركات المصنعة لا تزال تفضل بساطة وعالمية ملفات Gerber.

ملحقات ملفات Gerber

يعد فهم امتدادات ملفات Gerber أمرًا بالغ الأهمية لتصميم وتصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور بشكل فعال. تشير هذه الامتدادات إلى الطبقة أو الوظيفة التي يمثلها كل ملف، مما يساعد المصممين والمصنعين في تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

امتداد الملف القياسي لملفات Gerber هو .GBR أو .gbr، على الرغم من أنك قد تصادف أيضًا امتدادات مثل .GB أو .geb أو .gerber. ومع ذلك، فإن الامتدادات المحددة هي التي توفر معلومات أكثر تفصيلاً حول محتوى كل ملف.

تشمل الامتدادات الشائعة:

• .GTL (الطبقة العليا)
• .GBL (الطبقة السفلية)
• .GTO (شاشة الحرير العلوية)
• .GBO (شاشة الحرير السفلية)
• .GTS (قناع اللحام العلوي)
• .GBS (قناع اللحام السفلي)
• .GKO (مخطط اللوحة)

يتوافق كل من هذه الامتدادات مع طبقة أو وظيفة معينة في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور. على سبيل المثال، يحتوي الملف الذي يحمل الامتداد .GTL على معلومات حول طبقة النحاس العلوية من ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

في أحدث تنسيق Gerber X2، أصبحت السمة .FileFunction هي الطريقة القياسية لربط كل طبقة في ثنائي الفينيل متعدد الكلور بملف Gerber المقابل في بيانات التصنيع. توفر هذه السمة معلومات أكثر دقة حول محتوى الملف والغرض منه.

تستخدم ملفات RS-274-X امتدادات بالتنسيق "GXY" للإشارة إلى وظائف معينة وتعيينات الطبقة. من ناحية أخرى، تستخدم ملفات X2 عادةً امتداد .GBR لجميع الملفات، مع الاعتماد على البيانات الوصفية المضمنة للتمييز بين الطبقات.

إنشاء ملفات Gerber من برامج CAD

الآن بعد أن فهمنا ماهية ملفات Gerber وتنسيقاتها المختلفة، فما هي عملية إنشاء هذه الملفات الحاسمة من برنامج CAD؟ في حين أن الخطوات الدقيقة قد تختلف وفقًا لبرنامجك المحدد، إلا أن العملية العامة تظل متشابهة عبر الأنظمة الأساسية.

الخطوة 1: أكمل تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاص بك

قبل إنشاء ملفات Gerber، تأكد من أن تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاص بك كامل وتم فحصه بدقة بحثًا عن الأخطاء. يتضمن ذلك التحقق من جميع التوصيلات ومواضع المكونات وفحوصات قواعد التصميم.

الخطوة 2: الوصول إلى أداة إنشاء ملفات Gerber

في معظم برامج تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور، ستجد خيارًا لإنشاء ملفات Gerber أو تصديرها. قد يكون هذا ضمن عنصر قائمة مثل "ملف" أو "تصدير" أو "مخرجات التصنيع".

الخطوة 3: حدد الطبقات المراد تصديرها

ستحتاج إلى تصدير ملفات Gerber لكل طبقة من طبقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاص بك. يتضمن هذا عادةً:

• طبقات النحاس العلوية والسفلية
• قناع اللحام العلوي والسفلي
• شاشة الحرير العلوية والسفلية
• مخطط اللوحة
• ملفات الحفر (غالبًا بتنسيق Excellon)

تأكد من تحديد جميع الطبقات الضرورية لتصميمك.

الخطوة 4: اختر تنسيق Gerber

حدد تنسيق Gerber المناسب. على الرغم من أنه يجب عليك التحقق مع الشركة المصنعة، إلا أنه يوصى عمومًا باستخدام RS-274X أو Gerber X2 لتصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور الحديث.

الخطوة 5: تعيين الوحدات والدقة

اختر الوحدات (بالبوصة أو المليمتر) واضبط الدقة. الإعداد الشائع هو 2:4 أو 2:5، بمعنى رقمين قبل العلامة العشرية و 4 أو 5 بعدها.

الخطوة 6: تكوين إعدادات أخرى

اعتمادًا على برنامجك، قد تحتاج إلى تكوين إعدادات إضافية مثل الفتحات وتنسيقات الحفر واستقطاب الطبقات. عندما تكون في شك، استشر وثائق البرنامج الخاص بك أو إرشادات الشركة المصنعة.

الخطوة 7: إنشاء الملفات

بمجرد تكوين جميع الإعدادات، قم بإنشاء ملفات Gerber. سيقوم برنامجك بإنشاء مجموعة من الملفات، يمثل كل منها طبقة أو جانبًا مختلفًا من تصميم PCB الخاص بك.

الخطوة 8: تحقق من الإخراج

قبل إرسال الملفات إلى الشركة المصنعة، من الضروري التحقق منها. سنغطي هذه العملية في القسم التالي.

تذكر، على الرغم من أن هذه العملية قد تبدو معقدة، إلا أنها في الواقع واضحة تمامًا بمجرد فهم الخطوات الرئيسية. تحقق دائمًا من إعدادات التصدير الخاصة بك قبل إنشاء ملفات Gerber لضمان الدقة ومنع مشاكل التصنيع.

عرض ملفات Gerber والتحقق منها

التحقق من ملفات Gerber الخاصة بك قبل إرسالها إلى الشركات المصنعة ليس اختياريًا - بل هو ضروري. يمكن لهذه الخطوة أن تقلل بشكل كبير من أخطاء التصنيع والتأخير. ولكن كيف يمكنك بالضبط عرض هذه الملفات والتحقق منها؟

الخطوة 1: اختر عارض Gerber

تتوفر العديد من عارضات Gerber، سواء كبرامج محلية أو أدوات عبر الإنترنت. تتضمن بعض الخيارات الشائعة ما يلي:

• Gerbv (مفتوح المصدر، متعدد المنصات)
• FlatCAM (مفتوح المصدر، متعدد المنصات)
• ViewMate (مجاني، Windows)
• GerberLogix (مجاني، Windows)
• عارضات عبر الإنترنت مثل تلك التي توفرها JLCPCB

اختر عارضًا متوافقًا مع نظام التشغيل الخاص بك وتنسيق Gerber الذي تستخدمه.

الخطوة 2: قم بتحميل ملفات Gerber الخاصة بك

افتح عارض Gerber الذي اخترته وقم بتحميل ملفات Gerber الخاصة بك. تسمح لك معظم العارضات بسحب وإفلات الملفات أو استخدام مربع حوار تحديد الملفات.

الخطوة 3: تحقق من ترتيب الطبقات

تأكد من وجود جميع الطبقات وبالترتيب الصحيح. إذا كان عارض Gerber الخاص بك لا يفهم امتداد تنسيق Gerber ولا يمكنه تحديد الموقع في مكدس الطبقات، فقد يقوم بترتيب الطبقات خارج الترتيب (عادةً بالترتيب الأبجدي). في هذه الحالة، قد تحتاج إلى ترتيب الطبقات يدويًا.

الخطوة 4: تحقق من أبعاد اللوحة

تحقق من أن مخطط اللوحة صحيح وأن جميع الطبقات تتماشى بشكل صحيح مع هذا المخطط.

الخطوة 5: فحص كل طبقة

افحص كل طبقة بعناية:

• طبقات النحاس: تحقق من وجود آثار مكسورة أو وصلات غير مقصودة أو وسادات مفقودة.
• قناع اللحام: تأكد من أن جميع الوسادات التي تحتاج إلى الكشف عنها مكشوفة بالفعل.
• الشاشة الحريرية: تحقق من أن جميع النصوص قابلة للقراءة ولا تتداخل مع الوسادات أو الثقوب.
• طبقة الحفر: تأكد من وجود جميع الثقوب وبأحجام صحيحة.

الخطوة 6: تحقق من وجود انتهاكات لقواعد التصميم

يمكن لبعض عارضات Gerber إجراء فحوصات أساسية لقواعد التصميم. استخدم هذه الميزة إذا كانت متاحة لاكتشاف أي انتهاكات للحد الأدنى لعرض التتبع والمسافة وما إلى ذلك.

الخطوة 7: قارن مع التصميم الأصلي الخاص بك

إذا أمكن، قارن عرض Gerber بتصميم CAD الأصلي الخاص بك. يمكن أن يساعد ذلك في اكتشاف أي اختلافات قد تكون حدثت أثناء عملية التصدير.

الخطوة 8: معالجة أي مشاكل

إذا وجدت أي مشاكل، فارجع إلى برنامج تصميم PCB الخاص بك، وقم بإجراء التصحيحات اللازمة، وقم بإنشاء ملفات Gerber جديدة. ثم كرر عملية التحقق.

استخدام ملفات Gerber في تصنيع PCB

هل تساءلت يومًا كيف يتحول التصميم الرقمي إلى PCB مادي؟ هذا هو المكان الذي تتألق فيه ملفات Gerber حقًا. إنها الرابط الحاسم بين تصميم PCB الخاص بك وعملية التصنيع، وتوجه كل خطوة من خطوات التصنيع.

عندما ترسل ملفات Gerber إلى مصنع PCB، فإنك تزودهم بمخطط تفصيلي للوحة الخاصة بك. يمثل كل ملف Gerber طبقة واحدة في اللوحة المادية، مثل طبقات النحاس أو قناع اللحام أو العلامة أو الحرير. توفر هذه الملفات معًا صورة كاملة لتصميم PCB الخاص بك.

تتكشف العملية عادةً على النحو التالي:

1. استقبال الملفات والتحقق منها: يستقبل المصنع أولاً ملفات Gerber الخاصة بك ويتحقق منها. سيتحققون من وجود أي أخطاء واضحة أو معلومات مفقودة.
2. إنشاء الصور: تُستخدم ملفات Gerber لإنشاء أفلام فوتوغرافية أو صور رقمية مباشرة لكل طبقة من PCB. توجه هذه الصور إنشاء كل طبقة مادية.
3. إنشاء الطبقة: باستخدام الصور التي تم إنشاؤها من ملفات Gerber، يقوم المصنع بإنشاء كل طبقة من PCB. بالنسبة للطبقات النحاسية، يتضمن ذلك إزالة النحاس غير المرغوب فيه، وترك فقط المسارات والوسادات المحددة في تصميمك.
4. الحفر: على الرغم من أنها ليست جزءًا صارمًا من ملفات Gerber (عادةً ما تكون بيانات الحفر بتنسيق Excellon)، إلا أن عملية الحفر تسترشد بالبيانات التي يتم إرسالها غالبًا جنبًا إلى جنب مع ملفات Gerber.
5. محاذاة الطبقات والضغط عليها: تتم محاذاة الطبقات الفردية بعناية وضغطها معًا لتشكيل PCB الكامل.
6. تطبيق قناع اللحام والشاشة الحريرية: يتم تطبيق طبقات قناع اللحام والشاشة الحريرية، المحددة بواسطة ملفات Gerber الخاصة بها، على اللوحة.
7. الفحص النهائي: يتم فحص اللوحة المكتملة للتأكد من أنها تتطابق مع المواصفات الواردة في ملفات Gerber.

تعتبر ملفات Gerber متعددة الاستخدامات بشكل ملحوظ في توجيه عملية تصنيع PCB. إنها توفر تعليمات دقيقة لإنشاء كل جانب من جوانب اللوحة، من عرض وموقع المسارات إلى حجم وشكل الوسادات.

يمكن أن توفر ملفات Gerber المعلومات الأكثر ضرورة، ولكن قد يحتاج المصنعون إلى تفاصيل إضافية لبعض المواصفات. على سبيل المثال، لا تتضمن ملفات Gerber عادةً معلومات حول لون قناع اللحام والشاشة الحريرية ومتطلبات التجميع والتشطيب والوزن النحاسي وسمك اللوحة. يتم توفير هذه التفاصيل عادةً بشكل منفصل أو يتم مناقشتها مع الشركة المصنعة.

استكشاف الأخطاء وإصلاحها في مشكلات ملفات Gerber الشائعة

هل واجهت يومًا خطأً غامضًا في ملف Gerber؟ أنت لست وحدك. على الرغم من دورها الحاسم في تصنيع PCB، إلا أن ملفات Gerber يمكن أن تكون في بعض الأحيان مصدر إحباط. دعنا نستكشف بعض المشكلات الشائعة وكيفية حلها.

الطبقات المكررة

تتمثل إحدى المشكلات المتكررة في ظهور "طبقات مكررة" عند إرسال ملفات Gerber إلى الشركة المصنعة. يمكن أن يحدث هذا إذا قمت بإخراج ملف zip إلى نفس الدليل مثل Gerbers، أو بسبب إعدادات غير صحيحة في برنامج CAD الخاص بك.

حل: تحقق دائمًا من محتويات ملف zip الخاص بك قبل الإرسال. تأكد من عدم وجود ملفات مكررة وأن مهام الطبقة صحيحة. إذا كنت تستخدم KiCad، فاحرص على عدم تحديد أي مربعات تحت "Plot on All Layers" إلا إذا لزم الأمر.

تنسيقات الملفات غير الصحيحة

قد يتسبب استخدام تنسيق ملف قديم مثل Gerber 274D في حدوث مشكلات في عمليات التصنيع الحديثة.

حل: استخدم Gerber X2 أو على الأقل Gerber 274X. تحقق مع الشركة المصنعة لتأكيد التنسيق المفضل لديهم.

مخططات اللوحة المفقودة

يمكن أن يكون عدم وجود مخطط لوحة محدد مشكلة كبيرة عند تصنيع لوحة الدوائر المطبوعة الخاصة بك.

حل: تأكد من تضمين مخطط اللوحة في ملفات Gerber الخاصة بك. يمكن أن يكون هذا ملفًا مستقلاً بذاته أو مضمنًا في كل طبقة في مجموعة البيانات.

ملصقات الملفات المربكة

يمكن أن يؤدي عدم وضوح أو تناسق تسمية الملفات إلى أخطاء في عملية التصنيع.

حل: استخدم اصطلاحات تسمية واضحة ومتسقة لملفات Gerber الخاصة بك. يجب أن يعكس كل اسم ملف طبقة اللوحة التي يمثلها وأن يكون سهل التفسير.

تنسيقات ملفات الحفر غير الصحيحة

يمكن أن تتسبب المشكلات المتعلقة بتنسيقات ملفات الحفر في حدوث مشكلات عند استيراد الملف للتصنيع.

حل: استخدم تنسيق ملف NC Drill، وهو معيار الصناعة. تأكد من أن الرأس في الملف يشير بوضوح إلى التنسيق.

عدم محاذاة الطبقات

عندما لا تتم محاذاة الطبقات بشكل صحيح، فقد يتطلب ذلك محاذاة يدوية من قبل الشركة المصنعة، مما يؤدي إلى أخطاء محتملة.

حل: قدر الإمكان، اجعل ملفات Gerber الخاصة بك مسجلة في نقطة بيانات مشتركة. يساعد هذا في ضمان المحاذاة المناسبة لجميع الطبقات.

تعبئة المتجهات لطبقات المستوى

يمكن أن يؤدي استخدام تعبئة المتجهات لطبقات المستوى أو الطبقات ذات مناطق التدريع إلى أحجام ملفات Gerber كبيرة ويتطلب معالجة إضافية.

حل: بالنسبة للمناطق المراد ملؤها، استخدم بيانات "نقطية" أو "محيطية" بدلاً من تعبئة المتجهات.

الطبقات المركبة

تستخدم بعض برامج تصميم PCB طبقات مركبة لإنشاء طبقة واحدة، مما قد يسبب الارتباك.

حل: ادمج جميع الطبقات المركبة وأخرجها كطبقة Gerber واحدة.

الوسادات المتجهة

يمكن أن تتطلب الوسادات المكونة من العديد من المتجهات الصغيرة وقت معالجة إضافي.

حل: استخدم وسادات الفلاش بدلاً من الوسادات المتجهة قدر الإمكان.

بيانات Gerber فارغة أو تالفة

يمكن أن ينتج هذا عن إعدادات غير صحيحة في برنامج CAD الخاص بك.

حل: تحقق دائمًا من ملفات Gerber الخاصة بك باستخدام عارض Gerber قبل الإرسال. تحقق من إعدادات برنامج CAD الخاص بك بعناية.

ملفات Gerber مقابل تنسيقات ملفات PCB الأخرى

مع وجود العديد من تنسيقات ملفات PCB المتاحة، لماذا تظل ملفات Gerber هي معيار الصناعة؟ للإجابة على هذا السؤال، دعنا نقارن ملفات Gerber بتنسيقات ملفات PCB الأخرى ونفهم نقاط القوة والضعف النسبية لها.

Gerber مقابل ODB++

ODB++ هو أحد المنافسين الرئيسيين لتنسيق Gerber. تم تطوير ODB++ في عام 1992، ويهدف إلى معالجة بعض قيود Gerber.

Gerber:

• مقبولة ومدعومة على نطاق واسع
• بسيطة وسهلة التفسير
• يحتوي فقط على بيانات الصورة

ODB++:

• يحتوي على معلومات أكثر شمولاً (بيانات كهربائية، مواصفات المواد)
• يدعم الأتمتة في عملية التصنيع
• يمكن أن يقلل من عدد الملفات المطلوبة

في حين أن ODB++ يقدم بعض المزايا، لا سيما للتصميمات المعقدة، تظل ملفات Gerber أكثر استخدامًا على نطاق واسع نظرًا لبساطتها وقبولها العالمي.

Gerber مقابل IPC-2581

IPC-2581 هو معيار مفتوح المصدر يهدف، مثل ODB++، إلى توفير بيانات PCB أكثر شمولاً.

Gerber:

• معيار صناعي مع دعم واسع
• تنسيق أبسط
• يتطلب ملفات منفصلة لجوانب مختلفة من التصميم

IPC-2581:

• تنسيق ملف واحد يحتوي على جميع بيانات PCB
• يتضمن معلومات التراص وخصائص المواد
• معيار مفتوح، لا تسيطر عليه أي شركة بمفردها

في حين أن IPC-2581 يقدم بعض الميزات المقنعة، إلا أنه لم يحقق بعد الاعتماد الواسع النطاق لملفات Gerber.

تنسيقات أخرى

تشمل تنسيقات PCB الأخرى:

• IPC-D-350 C
• DXF
• PDF
• EDIF
• GenCAM (IPC-2511A و IPC-2511B)
• STEP AP210

لكل من هذه التنسيقات نقاط قوتها وحالات استخدامها الخاصة، ولكن لم يحل أي منها محل Gerber كمعيار بحكم الواقع لتصنيع PCB.

لماذا لا تزال Gerber مهيمنة

تتميز ملفات Gerber بمرونة ملحوظة في مواجهة التنسيقات الأحدث والأكثر تعقيدًا. ويرجع ذلك إلى عدة عوامل:

1. دعم عالمي: تدعم جميع شركات تصنيع PCB تقريبًا ملفات Gerber، مما يجعلها خيارًا آمنًا للمصممين.
2. بساطة: البساطة النسبية لملفات Gerber تجعل من السهل إنشاؤها وقراءتها واستكشاف أخطائها وإصلاحها.
3. تاريخ: نظرًا لكونه معيارًا صناعيًا راسخًا منذ فترة طويلة، هناك ثروة من المعرفة والأدوات المتاحة للعمل مع ملفات Gerber.
4. تحسين مستمر: لم يظل تنسيق Gerber ثابتًا. أضافت التحديثات مثل Gerber X2 ميزات لمعالجة بعض قيود التنسيق.

هناك قاعدة جيدة تتمثل في الرجوع إلى التنسيقات المدعومة من قبل مصنع التصنيع المفضل لديك. إذا كانوا يقبلون ملفات Gerber (وهو ما يفعله معظمهم)، فغالبًا ما يكون هناك سبب وجيه لتعقيد العملية باستخدام تنسيق مختلف.

ملفات Excellon لحفر PCB

هل تساءلت يومًا كيف يعرف مصنعو PCB بالضبط مكان حفر الثقوب في اللوحة؟ ملفات Excellon. على الرغم من أنها ليست جزءًا من تنسيق Gerber تمامًا، إلا أن ملفات Excellon هي رفقاء حاسمون لملفات Gerber في عملية تصنيع PCB.

تُستخدم ملفات Excellon بشكل شائع لوصف الثقوب الموجودة على PCB، وتوفير تعليمات CNC (التحكم العددي بالكمبيوتر) لآلات الحفر. يتم توفيرها عادةً لمصنعي PCB جنبًا إلى جنب مع مجموعة من ملفات Gerber، لإكمال المعلومات اللازمة لتصنيع اللوحة.

التنسيق الأكثر استخدامًا هو Enhanced Excellon (أو Excellon Version 2). تم تصميم هذا التنسيق لتشغيل آلات الحفر والتوجيه CNC بكفاءة ودقة.

تشمل المكونات الرئيسية لملفات Excellon ما يلي:

1. تعريفات الأدوات: تحدد هذه الأحجام الخاصة برؤوس المثقاب التي سيتم استخدامها.
2. إحداثيات الثقب: إحداثيات X و Y الدقيقة لكل ثقب سيتم حفره.
3. الثقوب المطلية مقابل الثقوب غير المطلية: معلومات حول الثقوب التي يجب طلاؤها من خلالها وتلك التي لا ينبغي طلاؤها.

عند إنشاء ملفات Excellon، تتضمن الإعدادات الرئيسية التي يجب مراعاتها ما يلي:

• الطبقات: حدد الطبقات التي تحتوي على معلومات الحفر (مثل Drills و Holes و Plated Vias و Unplated Vias).
• أحجام الأدوات: تأكد من تضمين جميع أحجام الأدوات الضرورية.
• إلغاء الصفر: يجب تعيين هذا عادةً على "إيقاف".
• الأصل: يتم تعيينه عادةً على "مطلق" لتحقيق الاتساق مع ملفات Gerber.

تضمن ملفات Excellon حفر PCB بدقة. إنها تعمل جنبًا إلى جنب مع ملفات Gerber لتوفير مجموعة كاملة من التعليمات لتصنيع PCB. بينما تحدد ملفات Gerber مسارات النحاس وقناع اللحام ومعلومات الطبقة الأخرى، تضمن ملفات Excellon وضع الثقوب الخاصة بالفتحات والثقوب المارة والمكونات المثبتة في المكان الذي تشتد الحاجة إليه.