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| ガーバー形式 | |
|---|---|
 | |
| ファイル名拡張子 | .gbr |
| インターネットメディアの 種類 | application/vnd.gerber |
| 統一型識別子 （UTI） | com.ucamco.gerber.image |
| 開発元 | ウカムコ |
| 初回リリース | 1980年8月27日 ( 1980-08-27 ) |
| 最新リリース | 改訂版 2024.05 2024年7月3日( 2024-07-03 ) |
| フォーマットの種類 | 画像ファイル形式 |
| 標準 | ガーバーフォーマット仕様 |
| Webサイト | https://www.ucamco.com/en/gerber |
ガーバー形式は、プリント回路基板(PCB) 設計用のオープンなASCIIベクター形式です。[ 1 ]これは、銅層、ソルダーマスク、凡例、ドリルデータなど、プリント回路基板の画像を記述するために PCB 業界のソフトウェアで使用される事実上の標準です。 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 標準のファイル拡張子はまたは[ 1 ]ですが、、 、などの他の拡張子も使用されます。ガーバーレイヤー形式仕様書と、XNC ドリルファイルや GerberJob などの関連する (ただし、あまり広くサポートされていない) 拡張子によって文書化されており、単一のレイヤーではなく、PCB 全体に関する情報を伝達します。.GBR.gbr.GB.geb.gerber
ガーバーは、PCB 製造データに使用されます。[ 5 ] PCB は、専用の電子設計自動化(EDA) システムまたはコンピュータ支援設計(CAD) システムで設計されます。[ 6 ] CAD システムは、基板の製造を可能にするために PCB 製造データを出力します。このデータには通常、各画像層 (銅層、ソルダーマスク、レジェンドまたはシルクなど) のガーバーファイルが含まれています。ガーバーは、フォトプロッター、レジェンドプリンター、ダイレクトイメージャー、自動光学検査(AOI) マシンなど、画像データを必要とするすべてのベアボード製造装置の標準画像入力フォーマットであり、さまざまな部門で参照画像を表示するためにも使用されます。組み立ての場合、製造データには、ステンシルを作成してコンポーネントを配置および接着するためのソルダーペースト層とコンポーネントの中心位置が含まれています。[ 7 ]
ガーバーフォーマットには大きく分けて2つの世代があります。
公式ウェブサイトには、仕様書[ 12 ]、テストファイル、メモ、リファレンスガーバービューア[ 13 ]が掲載されており、ガーバーソフトウェアのユーザー、特に開発者をサポートしています。[ 1 ]
PCBは、専用の電子設計自動化（EDA）システムまたはコンピュータ支援設計（CAD）システムで設計されます。[ 6 ] CADシステムは、基板の製造を可能にするためにPCB製造データを出力します。 [ 5 ]製造データには、各イメージ層とドリルスパン（銅層、ソルダーマスク、レジェンドまたはシルクなど）のガーバーファイルが含まれています（歴史的な理由から、ガーバーファイルの方が品質が高いことが多いにもかかわらず、ドリルデータもNC形式で転送されます）。[ 14 ]通常、これらのファイルはすべて単一のアーカイブに「圧縮」され、PCBベアボード製造工場に送られます。製造業者は、PCB製造プロセスの各ステップのデータを作成するために、それらをコンピュータ支援製造（CAM）システムにロードします。[ 15 ]
.FileFunction属性は、PCBの各層を製造データ内の対応するガーバーファイルにリンクするための標準化された方法です。[ 1 ]：ガーバー層フォーマット仕様202308リリースのセクション5.6.3
属性がサポートされていない場合は、非公式な方法しか利用できません。簡単な非公式な方法は、ファイル名でファイルの機能を明確に表現することです。ファイルの機能を示すためにファイル拡張子が悪用されることもあります。たとえば、標準の拡張子 .GBR ではなく、最下層には .BOT が使用されます。[ 10 ] [ 16 ]業界ではこれは不適切な慣行とみなされており、エンジニアは代わりに適切な X2 属性を使用する必要があります。
PCB製造データは、すべての層が整列していること、プロファイル層が含まれていることなど、多くの規則に準拠する必要があります。[ 17 ] [ 18 ]
CADネットリストはガーバーファイルに埋め込むことができます。[ 1 ] [ 19 ]しかし、歴史的な理由から、ネットリストは電気テストフォーマットであるIPC-D-356Aの別ファイルで記述されることがよくあります。[ 20 ]
材料の積層構成、コンポーネント、仕上げは通常、非公式のテキスト ファイルまたは図面で提供されます。[ 21 ] 2018 年に Ucamco は、この製造ドキュメントをカバーするために Gerber フォーマットを拡張する仕様を公開しました。[ 22 ]
RS-274X、拡張ガーバーまたはX-ガーバーは、元々は1998年9月にリリースされました。[ 1 ]
これは人間が読めるASCII形式です。[ 23 ]これは、順序付けられたグラフィックオブジェクトのストリームを生成するコマンドのストリームで構成されています。グラフィックオブジェクトは、正または負にすることができます。正しい順序で重ね合わせると、最終的な画像が作成されます。
ガーバーファイルには、外部ファイルを必要とせずに、PCBレイヤー画像の完全な記述が含まれています。PCB画像に必要なすべてのイメージング演算子が含まれています。任意のアパーチャ形状を定義できます。プレーンとパッドは、標準ガーバーのようにペイントやベクターフィルを行う必要なく指定できます。（ただし、一部の実装では依然としてペイントを使用しており、これらのファイルのユーザーにとって問題があります。）[ 24 ]
2014年2月にリリースされたGerber X2は、画像にメタデータを追加します。[ 25 ]属性を使用すると、Gerberファイルにメタデータを追加できます。属性は、画像ファイルまたは画像ファイル内の特徴に関連付けられた情報を提供するラベルに似ています。属性によって伝達されるメタデータの例は次のとおりです。
属性の詳細については、外部リンクにある X2 FAQ または紹介ビデオを参照してください。[ 1 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 8 ]
2020年にガーバーX3が発表された。
仕上げ、全体の厚さ、材料などの製造ドキュメントは、別のガーバージョブファイルで指定されます。[ 1 ] [ 22 ]
ガーバーファイルの例：
G04短縮版 Filip Vermeire、Ucamco* が作成したサンプルジョブ1から取得したファイル %TF.FileFunction,Copper,Bot,L4*% %TF.FilePolarity,Positive*% %TF.Part,Single*% %FSLAX36Y36*% %MOMM*% %TA.AperFunction、導体*% %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* 標準ガーバーは2014年に廃止されました。 1998年にはるかに高性能な拡張ガーバーが導入された後、すでに時代遅れになっていました。[ 10 ] [ 11 ]
標準ガーバーは、1960年代から1970年代にかけてガーバーシステムズ社がプリント基板業界向けに開発したベクターフォトプロッタを駆動するための数値制御（NC）フォーマットでした。これは、幅広い産業分野の機械式NCマシンを駆動するためのフォーマットである電子工業会RS-274-D仕様のサブセットでした。 [ 29 ]ベクタープロッタの駆動に広く使用されました。標準ガーバーは、コマンドとXY座標で構成されるシンプルなASCIIフォーマットでした。[ 30 ]例：
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* 標準ガーバーはNC規格ですが、画像記述規格ではありません。座標単位やアパーチャ定義などの重要な画像情報は標準化されていません。（アパーチャはPDFファイルのフォントに似た基本的な形状です。）これらは、人間が読むことを目的とした自由形式のサイドカーテキストファイル（アパーチャファイルまたはホイールファイルと呼ばれる）で記述されます。ホイールファイルには標準規格はありません。送信者と受信者は、ケースバイケースでその意味について合意する必要があります。[ 1 ] [ 30 ]
標準ガーバーは、ベクタープロッタが実行できる単純なイメージング演算子（トラックの描画と開口部の点滅）のみをサポートしています。これは、効率的な PCB 製造データには不十分です。銅箔パターンは、多数のトラックでペイント（ストロークまたはベクター塗りつぶしとも呼ばれる）して作成する必要があります。最も単純なパッドを除くすべてのパッドも、対応する物理的な開口部を作成するコストがかかるためペイントされます。ペイントによって目的の画像が作成されますが、処理に時間がかかり、CAM でエラーが発生しやすい手作業が必要となる非常に大きなファイルが生成されます。[ 17 ] [ 24 ] [ 31 ] [ 32 ]
標準ガーバーは、ベクターフォトプロッターと呼ばれるNCマシンを使用した手動ワークフローを想定して設計されています。プロッターオペレーターは、標準ガーバーファイルが印刷された紙テープをプロッターにロードし、マシンコンソールで座標単位を手動で設定し、付属のホイールファイルに記載されているアパーチャホイールを取り付けます。（アパーチャホイールとは、物理的なアパーチャが取り付けられた回転ディスクであり、ホイールを回転させることでフォトプロッターが使用するアパーチャを選択します。）標準ガーバーは、PCB設計者と製造業者間の自動データ転送には適していません。
ガーバーファイル形式は、ベクターフォトプロッターの先駆者である起業家であり発明家であるジョセフ・ガーバーにちなんで名付けられました。[ 33 ] [ 34 ]
1980年、ガーバーシステムズ社[ 34 ]は、EIA RS-274-Dのサブセットであるガーバーフォーマットの初版を出版し、同社のベクターフォトプロッターの駆動に使用しました[ 35 ]。このフォーマットはスタンダードガーバーとして知られるようになり、他のいくつかのフォトプロッターベンダーにも採用されました。スタンダードガーバーは、PCB製造の事実上の標準画像フォーマットとなりました。
1991年、より高性能なラスターフォトプロッターが利用可能になったことで、ガーバーフォーマットは多角形領域と「質量パラメータ」で拡張されました。これにより、ユーザーはさまざまな形状とサイズの開口部を動的に定義したり、「ペイント」を必要とせずに多角形領域の塗りつぶしを定義したりできるようになりました。これはRS-274-D標準ガーバーの上位セットとなりました。質量パラメータの開発のきっかけはAT&Tによって提供されました。[ 36 ]これにより、それぞれが特定のガーバープロッターモデル専用の入力フォーマットのファミリーが作成されました。
1998 年 4 月、Gerber Systems Corp. はBarcoの PCB 部門である Barco ETS に買収され、現在は Ucamco と呼ばれています。 [ 34 ] [ 37 ] 1998 年 9 月、Ucamco はRS-274X フォーマット ユーザー ガイドを公開しました。これは、多数のモデル固有の構造を廃止し、フォーマット ファミリーを単一の画像フォーマットに統合する仕様です。このフォーマットは、Extended Gerber または GerberX として知られるようになりました。Extended Gerber は、 PCB 画像データの事実上の標準として、Standard Gerber にすぐに取って代わりました。これは、PCB 業界の事実上の画像標準になりました。これは、「電子機器業界のバックボーン」と呼ばれることもあります。
2012 年、このフォーマットは大規模な改革の中で包括的に見直されました。世界中の 10,000 個のファイルからなる代表的なライブラリが調査され、現在の慣行が確立されました。ほとんどまたはまったく使用されていない構造は廃止されました。解釈が不明確な構造は明確化されました。仕様書は再編成され、品質が向上しました。その結果、仕様書の改訂 I1 から I4 が 2012 年 12 月以降に公開されました。その結果、PCB 業界の現在のニーズに焦点を当てた、シンプルでありながら強力なフォーマットが実現しました。このバージョンの Gerber フォーマットは、Ucamco の Karel Tavernier と Rik Breemeersch によって開発されました。[ 1 ] [ 9 ] [ 27 ] [ 38 ] [ 39 ]
2013 年 6 月、Ucamco は、画像とその構成要素に付随するメタデータを伝える画像属性を含めることを可能にする 3 つの新しいコマンドを Gerber フォーマットに追加する提案を発表しました。Ucamco は、これらのアイデアを正式な仕様にまとめる前に、Gerber ユーザーからのフィードバックを求めました。このプロセスにより、2014 年 2 月に改訂 J1 が作成され、改訂 2015.07 までさらに改訂されました。メタデータを含めることで、フォーマットにインテリジェンスが加わります。単なる画像記述フォーマットが、本格的な PCB データ転送フォーマットに変換されます。これは第 2 拡張と呼ばれ、 Gerber X2として知られています。Gerber X1 は純粋な画像フォーマットです。属性は画像に影響を与えないため、Gerber X2 は X1 と完全に下位互換性があります。Gerber X2 は、Karel Tavernier、Ludek Brukner、および Thomas Weyn によって開発されました。[ 1 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]
2014年9月、UcamcoはStandard Gerberを廃止した。[ 1 ] [ 43 ]
2015 年 8 月、Ucamco はパネル記述をより効率的にするためにネストされたステップ アンド リピートとブロック アパーチャを追加する仕様の草案を公開し、ユーザー コミュニティからのコメントを求めた。[ 44 ]最終仕様は、多くの意見が寄せられた後、2016 年 11 月に公開された。この改訂は、Karel Tavernier と Rik Breemeersch によって開発された。その後まもなく、Cuprum Gerber ビューアが最初の実装を開発した。[ 45 ]
2016年7月、Ucamcoはガーバーにネットリスト情報を含めるための仕様案を公開し、ユーザーコミュニティからの意見を求めた。[ 46 ]ユーザーからの意見を受けて何度か改訂された後、2016年10月2日に最終版が完成した。[ 1 ] [ 19 ]
2017年3月、Ucamcoは、ガーバー形式で製造ドキュメントを含めるための仕様の草案を公開し、ユーザーコミュニティからの意見を求めた。[ 47 ] [ 48 ]活発な議論が行われ、草案は7回の公開改訂を経て、2018年4月初旬に最終決定された。[ 22 ]
2017年6月、Ucamcoは仕様の補足として無料のオンラインリファレンスガーバービューア[ 13 ]を公開しました。これは随時新しい機能が追加されて更新されています。[ 49 ]
2019 年 10 月、Ucamco は、ガーバー データにコンポーネント情報を含めるための仕様の草案を公開し、ユーザー コミュニティからのコメントを募集しました。この提案は既存の構文を再利用しているため、後方互換性があります。新しい構文は導入されていませんが、ガーバーを新しい領域に拡張しており、ガーバー X3 という名前が提案されています。この仕様の草案は、Karel Tavernier によって開発されました。[ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]
長年にわたり、レイヤーイメージだけでなくネットリストやコンポーネント情報など、より多くの情報を含むフォーマットでガーバーを置き換える試みが何度か行われてきました。[ 34 ]これらの試みはいずれも、おそらくフォーマットが複雑であるため、電子機器製造業界で広く受け入れられていません。[ 10 ]ガーバーは依然として最も広く使用されているデータ転送フォーマットです。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
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