تنسيق جيربر

تنسيق Gerber هو تنسيق مفتوح المصدر ، يعتمد على رموز ASCII ، ويستخدم في تصميم لوحات الدوائر المطبوعة (PCB). ^{[ 1 ]} وهو المعيار الفعلي المستخدم في برامج صناعة لوحات الدوائر المطبوعة لوصف صورها: طبقات النحاس، وقناع اللحام، والرموز، وبيانات الحفر، وما إلى ذلك. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} امتداد الملف القياسي هو .gber أو ^{[ 1 ]،} مع وجود امتدادات أخرى مثل .gber أو .gber. . تم توثيقه في مواصفات تنسيق طبقات Gerber، بالإضافة إلى بعض الامتدادات ذات الصلة (وإن كانت أقل شيوعًا) مثل ملفات حفر XNC وGerberJob، وذلك لنقل معلومات حول لوحة الدوائر المطبوعة بأكملها، وليس طبقاتها الفردية..GBR.gbr.GB.geb.gerber

يُستخدم تنسيق Gerber في بيانات تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB). ^{[ 5 ]} تُصمم لوحات الدوائر المطبوعة باستخدام نظام أتمتة تصميم إلكتروني متخصص (EDA) أو نظام تصميم بمساعدة الحاسوب (CAD). ^{[ 6 ]} تُخرج أنظمة CAD بيانات تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة لتمكين تصنيع اللوحة. تحتوي هذه البيانات عادةً على ملف Gerber لكل طبقة صورة (طبقات النحاس، قناع اللحام، الرموز، أو الحرير ...). يُعد Gerber أيضًا تنسيق إدخال الصور القياسي لجميع معدات تصنيع اللوحات العارية التي تحتاج إلى بيانات صور، مثل الراسمات الضوئية ، وطابعات الرموز، وأجهزة التصوير المباشر، أو أجهزة الفحص البصري الآلي (AOI)، ولعرض الصور المرجعية في مختلف الأقسام. بالنسبة للتجميع، تحتوي بيانات التصنيع على طبقات معجون اللحام والمواقع المركزية للمكونات لإنشاء الاستنسل ووضع المكونات وربطها. ^{[ 7 ]}

يوجد جيلان رئيسيان من تنسيق Gerber:

• Gerber الموسّع، أو RS-274X. هذا هو تنسيق Gerber الحالي. في عام 2014، تم توسيع تنسيق الرسومات بإضافة خيار إضافة معلومات وصفية إلى كائنات الرسومات. تُسمى الملفات التي تحتوي على سمات ملفات X2، بينما تُسمى الملفات التي لا تحتوي على سمات ملفات X1. ^{[ 8 ] [ 1 ]}
• تنسيق Gerber القياسي، أو RS-274-D. تم إلغاء هذا التنسيق القديم. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

يحتوي الموقع الرسمي على المواصفات، ^{[ 12 ]} وملفات الاختبار، والملاحظات، وبرنامج عرض Gerber المرجعي ^{[ 13 ]} لدعم المستخدمين، وخاصة مطوري برامج Gerber. ^{[ 1 ]}

تُصمَّم لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) باستخدام نظام أتمتة تصميم إلكتروني متخصص (EDA) أو نظام تصميم بمساعدة الحاسوب (CAD). ^{[ 6 ]} ثم تُخرج أنظمة CAD بيانات تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة لتمكين تصنيع اللوحة. ^{[ 5 ]} تحتوي بيانات التصنيع على ملف Gerber لكل طبقة صورة ومسافة حفر (طبقات النحاس، قناع اللحام، الرموز أو الحرير ...). (لأسباب تاريخية، تُنقل بيانات الحفر أيضًا بتنسيقات NC على الرغم من أن ملفات Gerber غالبًا ما تكون ذات جودة أفضل). ^{[ 14 ]} عادةً، تُضغط جميع هذه الملفات في أرشيف واحد يُرسل إلى ورشة تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة. يقوم المصنِّع بتحميلها في نظام تصنيع بمساعدة الحاسوب (CAM) لإعداد البيانات لكل خطوة من خطوات عملية إنتاج لوحات الدوائر المطبوعة . ^{[ 15 ]}

تُعدّ السمة .FileFunction الطريقة القياسية لربط كل طبقة في لوحة الدوائر المطبوعة بملف Gerber المقابل لها في بيانات التصنيع. ^{[ 1 ] : القسم 5.6.3 من إصدار 202308 من مواصفات تنسيق طبقات Gerber}

إذا لم تكن السمات مدعومة، فلن تتوفر سوى طرق غير رسمية. إحدى هذه الطرق البسيطة هي التعبير بوضوح عن وظيفة الملف في اسمه. أحيانًا يُساء استخدام امتداد الملف للإشارة إلى وظيفته، مثل استخدام .BOT للطبقة السفلية بدلًا من الامتداد القياسي .GBR. ^{[ 10 ] [ 16 ]} يُعتبر هذا في المجال الصناعي ممارسة غير سليمة، وينبغي على المهندسين استخدام سمة X2 المناسبة بدلًا من ذلك.

يجب أن تتوافق بيانات تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة مع عدد من القواعد: يجب محاذاة جميع الطبقات، ويجب تضمين طبقة تعريفية، وما إلى ذلك. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

يمكن تضمين قائمة توصيلات التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) في ملفات Gerber. ^{[ 1 ] [ 19 ]} ومع ذلك، ولأسباب تاريخية، غالبًا ما تُوصف قوائم التوصيلات في ملف منفصل وفقًا لمعيار IPC-D-356A، وهو معيار لاختبار الدوائر الكهربائية. ^{[ 20 ]}

تُقدَّم عادةً تفاصيل المواد والمكونات والتشطيبات في ملفات نصية أو رسومات غير رسمية. ^{[ 21 ]} وفي عام 2018، نشرت شركة يوكامكو مواصفات لتوسيع صيغة جيربر لتشمل وثائق التصنيع هذه. ^{[ 22 ]}

تم إصدار RS-274X، أو Gerber الموسع أو X-Gerber، في الأصل في سبتمبر 1998. ^{[ 1 ]}

هو تنسيق ASCII قابل للقراءة البشرية . ^{[ 23 ]} يتكون من سلسلة من الأوامر تُولّد سلسلة مُرتبة من الكائنات الرسومية. يمكن أن تكون هذه الكائنات الرسومية موجبة أو سالبة. عند تركيبها بالترتيب الصحيح، تُشكّل الصورة النهائية.

يحتوي ملف Gerber على وصف كامل لصورة طبقة لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) دون الحاجة إلى أي ملفات خارجية. ويتضمن جميع أدوات معالجة الصور اللازمة لصورة لوحة الدوائر المطبوعة. ويمكن تحديد أي شكل للفتحة. كما يمكن تحديد المستويات والوصلات دون الحاجة إلى التلوين أو التعبئة المتجهة كما هو الحال في ملفات Gerber القياسية. (مع ذلك، لا تزال بعض التطبيقات تستخدم التلوين، مما يسبب مشاكل لمستخدمي هذه الملفات). ^{[ 24 ]}

أُصدرت Gerber X2 في فبراير 2014، وهي تُضيف بيانات وصفية إضافية إلى الصورة. ^{[ 25 ]} تسمح السمات بإضافة بيانات وصفية إلى ملف Gerber. تُشبه السمات التسميات التي تُقدّم معلومات مرتبطة بملفات الصور، أو خصائصها. من أمثلة البيانات الوصفية التي تُنقلها السمات:

• وظيفة الملف. هل الملف هو قناع اللحام العلوي، أم طبقة النحاس السفلية، وما إلى ذلك؟
• الجزء الذي يمثله الملف. هل يمثل لوحة دوائر مطبوعة واحدة، أم مجموعة لوحات، أم قسيمة شراء؟
• وظيفة لوحة التوصيل. هل الفلاش عبارة عن لوحة توصيل SMD، أم لوحة توصيل عبر وصلة، أم علامة مرجعية، إلخ.

للحصول على مزيد من المعلومات حول الخصائص، راجع الأسئلة الشائعة حول X2 أو الفيديو التعريفي في الروابط الخارجية. ^{[ 1 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 8 ]}

في عام 2020، تم طرح جهاز Gerber X3.

يتم تحديد وثائق التصنيع، مثل التشطيب والسماكة الإجمالية والمواد، في ملف Gerber منفصل. ^{[ 1 ] [ 22 ]}

مثال على ملف Gerber:

G04 نسخة مختصرة، ملف مأخوذ من مثال المهمة 1، من إعداد فيليب فيرمير، يوكامكو* %TF.FileFunction,Copper,Bot,L4*% %TF.FilePolarity,Positive*% %TF.Part,Single*% %FSLAX36Y36*% %MOMM*% %TA.AperFunction,Conductor*% %ADD10C,0.15000*% %TA.AperFunction,ViaPad*% %ADD11C,0.75000*% %TA.AperFunction,ComponentPad*% %ADD12C,1.60000*% %ADD13C,1.70000*% G01* G75* %LPD*% D 10 * X 76649990 Y 36899980 D 02 * X 83949950 D 01 * X 84399990 Y 37349990 D 01 * X 93699990 D 01 * D 11 * X 76649990 Y 36899985 D 03 * X 83599990 Y 18749980 D 03 * X 98829985 Y 36504980 D 03 * D 12 * X 460298855 Y 784148855 D 03 * D 13 * X 107299765 Y 20629885 D 03 * X 109839765 D 03 * X 112379765 D 03 * M02* 

تم نشر مواصفات التنسيق على الموقع الإلكتروني الرسمي. ^{[ 1 ] [ 12 ]}

تم إلغاء معيار Gerber في عام 2014. وكان قد أصبح قديمًا بالفعل بعد طرح معيار Extended Gerber الأكثر قدرة في عام 1998. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

كانت صيغة Gerber القياسية عبارة عن تنسيق للتحكم الرقمي (NC) صممته شركة Gerber Systems Corp لتشغيل راسمات الصور المتجهة الخاصة بها لصناعة لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) في الستينيات والسبعينيات. وكانت جزءًا من مواصفات RS-274-D الصادرة عن رابطة الصناعات الإلكترونية ، وهي صيغة لتشغيل آلات التحكم الرقمي الميكانيكية في مجموعة واسعة من الصناعات. ^{[ 29 ]} وقد استُخدمت على نطاق واسع لتشغيل راسمات الصور المتجهة. وكانت صيغة Gerber القياسية عبارة عن تنسيق ASCII بسيط يتكون من أوامر وإحداثيات XY. ^{[ 30 ]} مثال:

D 11 * X 1785250 Y 2173980 D 02 * X 1796650 Y 2177730 D 01 * X 1785250 Y 2181480 D 01 * X 1796650 Y 2184580 D 01 * D 12 * X 3421095 Y 1407208 D 03 * X 1785250 Y 2173980 D 03 * M02* 

ملف Gerber القياسي هو معيار NC ولكنه ليس معيارًا لوصف الصور: فالمعلومات الأساسية للصورة، مثل وحدة الإحداثيات وتعريفات الفتحات ، غير موحدة. (الفتحات هي الأشكال الأساسية، تشبه الخطوط في ملف PDF). يتم وصفها في ملف نصي جانبي ذي تنسيق حر، مُعدّ للقراءة البشرية، ويُسمى ملف الفتحة أو ملف العجلة . لا توجد معايير لملفات العجلة، ويتعين على المُرسِل والمُستقبِل الاتفاق على معناها في كل حالة على حدة. ^{[ 1 ] [ 30 ]}

يدعم برنامج Gerber القياسي فقط عمليات التصوير البسيطة التي يمكن أن يقوم بها برنامج رسم المتجهات، وهي رسم المسارات وتعبئة الفتحات. هذا غير كافٍ لبيانات تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة بكفاءة. يجب إنشاء طبقات النحاس عن طريق تلوينها (أو ما يُعرف بالرسم أو التعبئة المتجهة ) بعدد كبير من المسارات. يتم تلوين جميع نقاط التوصيل باستثناء أبسطها نظرًا لتكلفة إنشاء فتحة فعلية مقابلة. يُنتج التلوين الصورة المطلوبة، ولكنه ينتج عنه ملفات كبيرة جدًا تستغرق وقتًا طويلاً للمعالجة وتتطلب عملًا يدويًا في برنامج التصنيع بمساعدة الحاسوب (CAM)، وهو أمر عرضة للأخطاء. ^{[ 17 ] [ 24 ] [ 31 ] [ 32 ]}

صُممت ملفات Gerber القياسية للعمل اليدوي باستخدام آلة تحكم رقمي تُسمى الراسمة الضوئية المتجهة: يقوم مشغل الراسمة بتحميل شريط الورق الذي يحتوي على ملف Gerber القياسي على الراسمة، ويضبط وحدة الإحداثيات يدويًا على لوحة تحكم الآلة، ثم يركب عجلة الفتحة الموضحة في ملف العجلة المرفق. (عجلة الفتحة عبارة عن قرص دوار تُركب عليه فتحات مادية، ومن خلال تدوير العجلة، تختار الراسمة الضوئية الفتحة المراد استخدامها). لا تُعد ملفات Gerber القياسية مناسبة لنقل البيانات الآلي بين مصممي ومصنعي لوحات الدوائر المطبوعة.

سُمّي تنسيق ملف Gerber نسبةً إلى جوزيف جيربر ، وهو رائد أعمال ومخترع كان له دور رائد في مجال أجهزة الرسم الضوئي المتجهة. ^{[ 33 ] [ 34 ]}

في عام 1980، نشرت شركة Gerber Systems Corp. ^{[ 34 ]} الطبعة الأولى من كتاب مرجعي حول تنسيق بيانات الرسم البياني (Gerber Format: a subset of EIA RS-274-D) ، ^{[ 35 ]} وهو تنسيق فرعي من EIA RS-274-D استخدمته لتشغيل سلسلة أجهزة الرسم الضوئي المتجهة الخاصة بها. عُرف هذا التنسيق باسم Standard Gerber، واعتمدته العديد من الشركات المصنعة لأجهزة الرسم الضوئي الأخرى. وأصبح Standard Gerber التنسيق القياسي الفعلي للصور في تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB).

في عام ١٩٩١، ومع توفر أجهزة رسم الصور النقطية الأكثر تطورًا، تم توسيع تنسيق Gerber ليشمل مساحات المضلعات و"معاملات الكتلة". تتيح هذه الميزات للمستخدم تحديد فتحات بأشكال وأحجام مختلفة ديناميكيًا، بالإضافة إلى تحديد تعبئة مساحات المضلعات دون الحاجة إلى "الرسم". وقد أصبح هذا التنسيق مجموعة شاملة من تنسيق Gerber القياسي RS-274-D. وكان الدافع وراء تطوير معاملات الكتلة هو شركة AT&T. ^{[ ٣٦ ]} وقد أدى ذلك إلى ظهور مجموعة من تنسيقات الإدخال، كل منها مخصص لطراز محدد من أجهزة رسم Gerber.

في أبريل 1998، استحوذت شركة باركو إي تي إس، قسم لوحات الدوائر المطبوعة التابع لشركة باركو ، والتي تُعرف الآن باسم يوكامكو، على شركة جيربر سيستمز. ^{[ 34 ] [ 37 ]} وفي سبتمبر من العام نفسه، نشرت يوكامكو دليل مستخدم تنسيق RS-274X ، وهو مواصفة موحدة لمجموعة التنسيقات في تنسيق صورة واحد، مما ألغى عددًا كبيرًا من البنى الخاصة بكل طراز. عُرف هذا التنسيق باسم جيربر الموسع أو جيربر إكس. وسرعان ما حلّ جيربر الموسع محل جيربر القياسي ليصبح المعيار الفعلي لبيانات صور لوحات الدوائر المطبوعة. وأصبح هذا المعيار هو المعيار الفعلي للصور في صناعة لوحات الدوائر المطبوعة، ويُطلق عليه أحيانًا "العمود الفقري لصناعة الإلكترونيات".

خلال عام 2012، خضع تنسيق Gerber لمراجعة شاملة ضمن عملية الإصلاح الكبرى . وتم فحص مكتبة تمثيلية تضم 10,000 ملف من مختلف أنحاء العالم لتحديد الممارسات الحالية. وتم إيقاف استخدام العناصر التي نادراً ما تُستخدم أو لم تُستخدم مطلقاً، بينما تم توضيح العناصر ذات التفسيرات غير الواضحة. وأُعيد تنظيم وثيقة المواصفات وتحسين جودتها، مما أسفر عن إصدار النسخ من I1 إلى I4 من المواصفات، والتي نُشرت ابتداءً من ديسمبر 2012. وكانت النتيجة تنسيقاً بسيطاً وفعالاً، يركز على الاحتياجات الحالية لصناعة لوحات الدوائر المطبوعة. وقد طوّر هذه النسخة من تنسيق Gerber كلٌ من كاريل تافيرنييه وريك بريميرش من شركة Ucamco. ^{[ 1 ] [ 9 ] [ 27 ] [ 38 ] [ 39 ]}

في يونيو 2013، نشرت شركة Ucamco اقتراحًا لإضافة ثلاثة أوامر جديدة إلى صيغة Gerber، تسمح بتضمين سمات الصور التي تنقل البيانات الوصفية المرتبطة بالصورة ومكوناتها. وقد دعت الشركة مستخدمي Gerber إلى تقديم ملاحظاتهم قبل اعتماد هذه الأفكار في مواصفات نهائية. أسفرت هذه العملية عن المراجعة J1 في فبراير 2014، والتي تم تحديثها بمراجعات لاحقة حتى المراجعة 2015.07. يُضفي تضمين البيانات الوصفية مزيدًا من الذكاء على الصيغة، إذ يحوّل صيغة وصف الصورة البسيطة إلى صيغة نقل بيانات لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) كاملة. يُطلق على هذا اسم الامتداد الثاني ، وينتج عنه ما يُعرف باسم Gerber X2 ، بينما يُعد Gerber X1 صيغة الصورة فقط. يتوافق Gerber X2 تمامًا مع الإصدارات السابقة من X1، حيث لا تؤثر السمات على الصورة. طُوّر Gerber X2 بواسطة كاريل تافيرنييه، ولوديك بروكنر، وتوماس واين. ^{[ 1 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]}

في سبتمبر 2014، ألغت شركة يوكامكو معيار جيربر. ^{[ 1 ] [ 43 ]}

في أغسطس 2015، نشرت شركة Ucamco مسودة مواصفات تُضيف خاصية التكرار المتداخل وفتحات الكتل لتحسين كفاءة وصف اللوحات، ودعت إلى تقديم تعليقات من مجتمع المستخدمين. ^{[ 44 ]} نُشرت المواصفات النهائية في نوفمبر 2016 بعد تلقي ملاحظات قيّمة. وقد طوّر هذه النسخة كلٌ من كاريل تافيرنييه وريك بريميرش. وبعد ذلك بوقت قصير، طوّر برنامج Cuprum Gerber Viewer أول تطبيق لها. ^{[ 45 ]}

في يوليو 2016، نشرت شركة Ucamco مسودة مواصفات لإدراج معلومات قائمة الشبكة في ملفات Gerber، داعيةً مجتمع المستخدمين إلى تقديم ملاحظاتهم. ^{[ 46 ]} وبعد عدد من المراجعات للمسودة بناءً على ملاحظات المستخدمين، تمّت صياغتها النهائية في 2 أكتوبر 2016. ^{[ 1 ] [ 19 ]}

في مارس 2017، نشرت شركة يوكامكو مسودة مواصفات لتضمين وثائق التصنيع بصيغة جيربر، داعيةً مجتمع المستخدمين إلى تقديم ملاحظاتهم. ^{[ 47 ] [ 48 ]} وقد دار نقاشٌ مثمرٌ حول هذه المسودة، وخضعت لسبع مراجعاتٍ عامةٍ قبل اعتمادها نهائيًا في أوائل أبريل 2018. ^{[ 22 ]}

في يونيو 2017، أتاحت شركة Ucamco برنامجًا مجانيًا لعرض ملفات Gerber المرجعية عبر الإنترنت ^{[ 13 ]} كمكمل للمواصفات. ويتم تحديثه دوريًا بوظائف جديدة. ^{[ 49 ]}

في أكتوبر 2019، نشرت شركة Ucamco مسودة مواصفات لإدراج معلومات المكونات في بيانات Gerber، داعيةً مجتمع المستخدمين إلى إبداء ملاحظاتهم. يعتمد المقترح على الصيغة الموجودة، وبالتالي فهو متوافق مع الإصدارات السابقة. ورغم أنه لا يُدخل صيغة جديدة، إلا أنه يُوسّع نطاق Gerber ليشمل مجالًا جديدًا، ويُقترح تسميته Gerber X3. وقد طوّر مسودة المواصفات كارل تافيرنييه. ^{[ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]}

على مر السنين، بُذلت عدة محاولات لاستبدال تنسيق Gerber بتنسيقات تحتوي على معلومات أكثر من مجرد صورة الطبقة، مثل قائمة الشبكة أو معلومات المكونات. ^{[ 34 ]} لم تلقَ أي من هذه المحاولات قبولًا واسعًا في صناعة الإلكترونيات، ربما بسبب تعقيد هذه التنسيقات. ^{[ 10 ]} ولا يزال Gerber تنسيق نقل البيانات الأكثر استخدامًا. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

• وصف لوحة الطباعة IPC -D-350 C بصيغة رقمية ، 1989. تم توحيد هذه المواصفة تحت اسم IEC 61182-1 في عام 1992 وتم سحبها في عام 2001. نادر الاستخدام.
• يُستخدم ملف DXF أحيانًا. عادةً ما يتم إنشاء هذه الملفات كرسومات، وتُفقد عناصر لوحة الدوائر المطبوعة (المسارات والوصلات)، مما يجعل استخدامها في برامج التصنيع بمساعدة الحاسوب (CAM) صعبًا للغاية.
• يُستخدم ملف PDF أحيانًا.
• تنسيق DPF، وهو الآن في الإصدار 7، تنسيق CAM من شركة Ucamco. يُستخدم أحيانًا.
• تنسيق تبادل التصميم الإلكتروني ( EDIF ). نادر الاستخدام.
• ODB++ ، وهو تنسيق CAM من شركة Mentor Graphics. يُستخدم أحيانًا، وهو التنسيق السائد غير Gerber. ^{[ 53 ]}
• GenCAM: IPC -2511A المتطلبات العامة لتنفيذ بيانات وصف تصنيع المنتج ومنهجية النقل ، 2000. نادر الاستخدام.
• GenCAM: IPC -2511B المتطلبات العامة لتنفيذ بيانات وصف تصنيع المنتج ومنهجية نقل مخطط XML ، 2002. نادر الاستخدام.
• النسل: IPC -2581 المتطلبات العامة لتصنيع منتجات تجميع اللوحات المطبوعة، وصف البيانات ومنهجية النقل ، 2004. نادر الاستخدام، ولكنه يحظى باهتمام متزايد مؤخرًا. ^{[ 54 ]}
• الخطوة AP210: ISO 10303 -210، تصميم التوصيلات والتغليف الإلكتروني ، الطبعة الأولى 2001، الطبعة الثانية 2008 (سيتم نشرها)

• الموقع الرسمي

• مستندات جيربر - يوكامكو
• عارض ملفات Gerber - Ucamco
• عارض ملفات Gerber مجاني عبر الإنترنت - HQDFM