Gerber-lag er individuelle vektorgrafikfiler. Disse filer fortæller, hvordan dit printkort vil se ud. Gerber-filer fortæller fysiske aspekter som kobberspor, loddemasker og silketryk. PCB-producenter bruger disse filer til at kontrollere hvert produktionstrin. Du ser disse lag stablet fra top til bund, med de nederste lag spejlvendt for præcis fremstilling.
Individuelle filer for hvert lag
Hver del af dit printkort skal have sin egen Gerber-fil. Du skal f.eks. have separate filer til det øverste kobber, det nederste kobber, malingen til loddemaskerne, de hvide silketrykord og pastalagene. Hvis dit printkort er et flerlagsprintkort, skal du også bruge filer til de indre kobberlag! Hvert enkelt lag er en separat fil. Dette hjælper fabrikken med at arbejde på hver del alene.
Visning af Gerber-lag
Når du ser på disse filer ved hjælp af en speciel online-fremviser, viser softwaren dem alle stablet op fra top til bund. Det er som at kigge gennem en plade lavet af klart glas! Denne visning hjælper dig med at kontrollere, om pads, vias og spor er justeret korrekt på tværs af alle lag. Dette er meget vigtigt, før du sender filerne til fabrikken til fremstilling.
Positive vs. negative lagbilleder
Gerber-lag bruger enten positiv eller negativ billeddannelse. Positive lag viser kobbertilstedeværelse som udfyldte områder – almindeligt for kobberlag, hvor spor og puder fremstår solide. Negative lag fungerer modsat – udfyldte områder indikerer fravær. Gerber-filer til loddemaskelag bruger negativ billeddannelse, hvilket betyder, at udfyldte områder repræsenterer åbninger, hvor kobber forbliver eksponeret.
Lagnavngivningskonventioner og filtypenavne
Standard Gerber-filtypenavne følger forudsigelige mønstre. Den øverste kobber bruger generelt .GTL, den nederste kobber bruger .GBL, og loddemasker bruger .GTS og .GBS. Forskellige softwareværktøjer anvender forskellige navngivningskonventioner – Kicad Gerber-lag bruger ét skema, mens gerber-lag fra altium følger et andet. Forståelse af disse konventioner forhindrer forvirring, når du organiserer din fabrikationspakke.
Kobberlag
Øverste kobberlag
Det øverste kobber-gerberlag indeholder alle ledende elementer på dit printkorts øvre overflade. Dette inkluderer signalspor, komponentpuder, kobberstøbninger og de øverste dele af vias. Når du eksporterer gerberlag, definerer GTL-filen, hvor kobberet forbliver efter ætsning.
Nederste kobberlag
Dit nederste kobbergerberlag afspejler det øverste lags funktion, bortset fra undersiden af pladen. Dette lag ser vandret ud, når det ses ovenfra. Alle bundspor, puder og kobberfyldninger befinder sig i dette lag.
Indre signallag
Flerlagsprintkort indeholder indvendige gerberfiler mellem det øverste og nederste kobber. Disse lag bærer yderligere signaler eller giver dedikeret routingplads. Du betegner dem som G1, G2, G3 osv. baseret på deres position i stakken. Hvert indvendigt signallag kræver sin egen gerberfil til fremstilling.
Kraft og jordplaner
Effekt- og jordplaner bruger ofte negativ billeddannelse. I disse Gerber-filer i det indre lag repræsenterer udfyldte områder fjernelse af kobber snarere end tilstedeværelsen af kobber. Dette negative format beskriver effektivt store kobberudgydelser med plads til vias og spor.
Hvad kobberlag indeholder
Alle kobberlag beskriver fire hovedfunktionstyper. Spor er de smalle linjer, der forbinder komponenter. Puder fungerer som monteringspunkter for komponentledninger og loddeforbindelser. Vias skaber elektriske forbindelser mellem lag. Kobberstøbninger fylder større områder til strømfordeling, jordplaner eller termisk styring.
Loddemaske lag
Øverste loddemaskelag
Det øverste loddemaskelag Gerber fortæller om den beskyttende belægnings placering på dit printkorts øvre overflade. Formålet med dette lag er at stoppe loddebroer under samling og beskytte kobberspor mod oxidation og fysisk skade.
Nederste loddemaskelag
Din nederste loddemaske fungerer identisk med det øverste lag, men beskytter undersiden. Begge loddemaskelag følger den samme negative billeddannelseskonvention.
Forståelse af konceptet med negativt image
Loddemaskelag forvirrer mange designere, fordi de bruger negativ billeddannelse. Udfyldte områder i dine Gerber-loddemaskefiler angiver åbninger – steder, hvor loddemaske ikke vil blive påført. Disse åbninger blotlægger kobber til komponentfastgørelse og testpunkter.
Forklaring af åbninger i loddemasker
Åbninger i loddemasker opstår, hvor dit printkort kræver eksponeret kobber. Komponentpuder har brug for åbninger til lodning. Testpunkter kræver åbninger til probeadgang. Kantstik kræver eksponeret kobber til parring. Din designsoftware genererer automatisk disse åbninger baseret på pude- og via-placeringer.
Loddemaskefarver og -finisher
Mens gerberfiler definerer åbningssteder, bestemmer producenterne farve og finish separat. Grøn er fortsat den mest almindelige loddemaskefarve, selvom producenterne tilbyder rød, blå, sort, hvid og andre muligheder. Gerberfilernes struktur forbliver identisk uanset farvevalg.
Silketryk lag
Øverste silketryklag
Det øverste silketrykte gerberlag indeholder trykte markeringer, der er synlige på det færdige printkort. Dette lag fremstår typisk hvidt eller gult på grønne printkort, men kan variere afhængigt af loddemaskens farvevalg.
Nederste silketryklag
Nederste silketryk tjener samme formål som øverste silketryk, men vises på undersiden. Mange enkeltsidede designs udelader dette lag helt, da det ikke giver nogen funktionel værdi.
Silketrykindhold
Dit silketryk Gerber-lag er meget vigtigt for montageteknikere.
Dette lag har mange ting, såsom:
- Navnene på delene som R1, C2 og U3
- Polaritetsmarkeringer for dioder og kondensatorer.
- Pin 1-indikatoren for hovedchipsene.
- Virksomhedens eget logo.
- Og instruktioner til, hvordan man samler brættet.
Hvorfor nederste silketryk fremstår spejlvendt
Når man ser gerberlagene oppefra og ned, ser det nederste silkscreen ud vandret spejlvendt. Denne spejling sikrer, at teksten læses korrekt, når man fysisk vender tavlen.
Når silketryklag er valgfrie
Du kan fremstille printkort uden silketryklag. Enkle designs, plader med begrænset plads eller produkter, hvor mærkninger går på kompromis med æstetikken, kan udelukke silketryk helt. Producenter accepterer designs med manglende silketryk uden problemer.
Loddepastalag
Øverste indsætningslag
Den øverste pastamaske Gerber definerer stencilåbninger til automatiseret loddepastapåføring. Dette lag vises kun i designs, der bruger overflademonteringsteknologi (SMT-montering).
Nederste indsætningslag
Dit nederste pastalag fungerer identisk med det øverste pastalag, men definerer stencilåbninger til SMT-komponenter på undersiden.
Formål i skabelonfremstilling
Producenter bruger Gerber-file med pastamaske til at lave metal- og plastikskabeloner. Ved printkortmontering justerer printkortproducenterne skabelonen til dit printkort. De klemmer loddepasta gennem åbningerne på puderne.
Størrelsesforskelle mellem pasta- og loddemaskeåbninger
Åbningerne i pastalaget er typisk en smule mindre end de tilsvarende åbninger i loddemasken. Denne reduktion kontrollerer mængden af loddepasta og forhindrer dermed for meget pasta, der kan forårsage brodannelse. Nogle designs opdeler store puder i flere mindre åbninger i pastaen for yderligere at reducere mængden af pasta.
SMT-monteringsapplikationer
Kun plader, der kræver automatiseret samling, behøver limlag. Designs, der kun kræver gennemgående huller, eller håndsamlede prototyper kan udelade disse lag. Når du opretter gerberlag til SMT-produktion, skal du altid inkludere begge limlag, hvis du har komponenter på begge sider.
Bore- og rutelag
Belagte gennemgående borefiler
PTH-borefiler specificerer hulplaceringer og -størrelser for belagte huller. Disse huller forkobres under fremstillingen, hvilket skaber elektriske forbindelser mellem lagene. Komponentledninger, vias og testpunkter bruger belagte huller.
Ikke-belagte gennemgående borefiler
NPTH-borefiler definerer huller, der forbliver ubelagte. Monteringshuller, værktøjshuller og mekaniske funktioner bruger typisk ubelagte huller for at forhindre uønskede elektriske forbindelser.
Via borelag
Via-huller vises i din PTH-borefil, men tjener et specifikt formål – lagsammenkobling snarere end komponentmontering. Dine Gerber-filer definerer størrelser på via-puder på kobberlag, mens borelag angiver huldiameteren.
Blind og begravet via boredata
Avancerede flerlagsdesign kan omfatte blinde vias eller nedgravede vias. Disse kræver specielle boredata, der specificerer, hvilke lag hver via forbinder, hvilket øger fremstillingskompleksiteten og omkostningerne.
NC-borefiler vs. Gerber-filer
Boreinformation bruger traditionelt Excellon-formatet i stedet for Gerber-formatet. Disse .drl- eller .txt-filer bruger forskellig syntaks, men tjener samme formål – at fortælle boremaskiner, hvor de skal lave huller, og hvilken størrelse bor der skal bruges.
Excellon-formatet forklaret
Excellon-formatet viser borekoordinater og værktøjstildelinger i ASCII-tekst. Hvert værktøjsnummer svarer til en specifik borekronediameter. Filformatet stammer fra ældre NC-boremaskiner, men er stadig branchestandarden.
Mekaniske og dokumentationslag
Lag af bestyrelsesoversigt
Dit printkorts konturlag definerer de fysiske dimensioner og formen på dit printkort. Uden dette lag kan producenter ikke bestemme, hvor de skal dirigere individuelle printkort fra produktionspaneler. Denne Gerber-fil har typisk filtypenavnet .GKO eller .GM1.
Mekaniske lag til slidser og udskæringer
Mekaniske lag beskriver ikke-elektriske funktioner som monteringsslidser, store udskæringer til displays eller stik og komplekse printkortformer. Du inkluderer disse i din fremstillingspakke sammen med standard Gerber-lag.
Hold-out-lag
"Keep-out"-lag definerer begrænsede områder, hvor komponenter eller kabelføring ikke må eksistere. Selvom det primært er en designregel, kan producenter anmode om dette lag for at forstå samlingsbegrænsninger eller krav til panellayout.
Dokumentationslag
Dokumentationslag leverer menneskeligt læsbare oplysninger, der ikke direkte bruges i fremstillingen. Disse kan omfatte dimensionsangivelser, noter eller monteringsinstruktioner, der supplerer dine silketrykoplysninger.
Drill tegningslag
Boretegninger viser hullernes placering, størrelser og typer i et visuelt format, som ingeniører nemt kan fortolke. Dette lag supplerer de maskinlæsbare borefiler og hjælper producenter med at verificere hulplaceringer før produktion.
Fremstillingsnoter og instruktioner
Du kan inkludere særlige fremstillingsinstruktioner som tekst- eller tegningslag. Disse noter specificerer materialer, finish, testkrav eller andre fremstillingsdetaljer, der ikke er indfanget i standard Gerber-lag.
Specialiserede Gerber-lag
Samlingslag
Samlelag viser komponentomrids, referencebetegnelser og placeringsoplysninger. Selvom de minder om silketryk, tjener samlingslagene fremstilling snarere end endelig plademærkning. Du eksporterer typisk disse separat fra standard Gerber-lag.
V-skårne/ridsede lag
V-snit definerer, hvor producenterne skal lave ridser i dit bræt for nem adskillelse fra panelerne. Disse vinklede snit gør det muligt at bryde brædder langs forudbestemte linjer uden at skulle fræse.
Guldfingerlag
Kantkonnektordesign kræver guldbelægninger på fingerspidserne, der specificerer, hvilke pads der skal have hård guldbelægning. Denne specialfremstillede finish giver overlegen slidstyrke til gentagne gange sammenkoblede konnektorer.
Kantbelægningslag
Kantbelægningslag identificerer printkortkanter, der kræver kobberbelægning. Denne teknik skaber ledende overflader langs printkortets omkreds for at afskærme eller skabe elektrisk kontinuitet.
Testpunktlag
Testpunktlag identificerer specifikke pads eller vias, der er beregnet til automatiseret testning. Disse oplysninger hjælper producenter med at programmere testfiksturer og flyvende probemaskiner.
Lagantal og PCB-kompleksitet
Enkeltlags PCB Gerber-filer
Enkeltlagsdesign kræver ikke mange gerberfiler. For eksempel er der ét kobberlag, én loddemaske, valgfri silketryk, printkortkontur og borefil. Derefter koster de simple printkort mindre, og du kan producere dem hurtigere.
Dobbeltlags PCB Gerber-filer
Dobbeltlagsplader tilføjer kobber i bunden, loddemaske i bunden og valgfri silketryk i bunden til filsættet. Denne konfiguration passer til de fleste hobby- og lavkomplekse kommercielle designs.
Flerlags PCB Gerber-filer
Nu taler vi om, hvad der sker, når dit printkort har mange lag!
Når du har flere lag på et printkort, øges din Gerber-pakke også. Et printkort med seks lag har filer til det øverste kobber, fire indre lag og det nederste kobber, plus filerne til loddemaske-, silketryk- og pastalagene. Nogle meget vanskelige designs har også 20 eller flere lag! Hvert enkelt har brug for sin egen Gerber-fil.
Hvordan lagantallet påvirker designkapaciteten
Disse ekstra lag giver dig mere plads til kabelføring. Det betyder, at du kan sætte delene tættere sammen og lave mere komplekse kredsløb. De indre lag kan bruges som specielle planer til strøm og jord. Dette forbedrer signalkvaliteten, og det hjælper med at stoppe elektrisk støj.
Ydelsesforskelle baseret på antal lag
Højere lagantal muliggør kontrolleret impedansrouting, bedre effektfordeling og forbedret signalintegritet. De øger dog omkostninger, produktionstid og designkompleksitet. Du bør vælge lagantal baseret på elektriske krav snarere end vilkårlige præferencer.
Almindelige Gerber-lagfiludvidelser
| Lagtype | Extension | Betydning |
| Top kobber | .GTL | Gerber toplag |
| Bundkobber | .GBL | Gerber bundlag |
| Top loddemaske | .GTS | Gerber Top Loddemaske |
| Nederste loddemaske | .GBS | Gerber bundloddemaske |
| Top silketryk | .GTO | Gerber Top Overlay |
| Silketryk nederst | .GBO | Gerber bundoverlæg |
| Top Loddepasta | .GTP | Gerber Toppasta |
| Bundlodepasta | .GBP | Gerber bundpasta |
| Board Outline | .GKO | Gerber Keep-Out |
| Borefil | .DRL / .TXT | Boredata |
Standardudvidelser
Industristandardudvidelser fortæller lagets identitet. For eksempel fortæller GTL om topkobber, .GBL bundkobber, .GTS toploddemaske, .GBS bundloddemaske, .GTO topsilkscreen og .GBO bundsilkscreen. De indre lag bruger .G1, .G2, .G3 osv.
KiCad-lagudvidelser
Når du eksporterer gerberlag fra KiCad, bruger softwaren beskrivende filtypenavne. Disse er .F.Cu for forreste kobber, .B.Cu for bageste kobber, .F.Mask for forreste loddemaske og .B.Mask for bageste loddemaske. Denne navngivningskonvention forbedrer læsbarheden, men adskiller sig fra traditionelle standarder.
KiCad bruger et meget logisk navngivningssystem, der inkluderer lagets navn direkte i udvidelsen.
- Kobber: .F.Cu, .B.Cu
- Loddemaske: .F.Maske, .B.Maske
- Silketryk: .F.SilkS, .B.SilkS
- Kantsnit: Kantsnit
Altium Designer-lagudvidelser
Altium følger normalt Protel-standarden, men bruger .GM1, .GM2 osv. til Mekaniske lagNormalt bruges .GM1 til brættets omrids i stedet for .GKO.
Eagle Layer-udvidelser
Eagle Gerber Layers Export bruger .cmp til topkobber, .sol til bundkobber, .plc til silkscreen og .stc til loddemaske. Disse filtypenavne stammer fra ældre printkortterminologi.
- Øverste kobber: .cmp
- Bundkobber: .sol
- Top silketryk: .plc
- Top loddemaske: .stc
Generisk .GBR-filtypenavn
Nogle softwareprogrammer eksporterer alle lag med generiske .gbr-filtypenavne. De bruger filnavne i stedet for filtypenavne til lagidentifikation. Denne tilgang kræver omhyggelig filorganisering og tydelig navngivning for at undgå forvirring.
På grund af den forvirring, som alle disse forskellige udvidelser forårsagede, skabte industrien Gerber X2.
- Udvidelsen: Hver eneste fil ender på .GBR.
- Sådan fungerer det: Oplysningerne om, hvad laget "er", er faktisk skrevet som metadata i filen.
- Fordel: Der er slet ingen grund til at bekymre sig om udvidelser; producentens software læser de interne tags for automatisk at identificere lagene.
Analyse af Gerber-lag
Brug af Gerber Viewer-software
Gratis lagvisningsværktøjer til Gerber-filer giver dig mulighed for at inspicere dine filer før fremstilling. Disse applikationer viser individuelle lag eller kombinerede visninger, hvilket hjælper dig med at verificere designintentionen. Populære muligheder inkluderer online Gerber-filvisningsværktøjer og desktopapplikationer, der kan downloades.
Lag-for-lag inspektionsproces
Du bør undersøge hvert lag uafhængigt. For eksempel vil du verificere sporbredder, afstande og placering af elementer. Kontroller, at kobberlagene indeholder forventet routing, at loddemasker har passende åbninger, og at silketrykteksten forbliver læselig og korrekt placeret.
Sammenligning af lag for justering
Justering af Gerber-lag er afgørende for funktionelle printkort. Brug din fremviser til at overlappe flere lag, og kontroller, at pads er justeret på tværs af kobber- og loddemaskelag, at vias forbinder de tilsigtede lag, og at huller bores korrekt centreret på pads.
Identifikation af lagfunktioner
Nogle gange modtager man Gerber-filer med uklare navne. En Gerber-lageditor hjælper med at identificere lagfunktioner ved at undersøge indhold – kobberlag indeholder spor og puder, loddemasker viser negative åbninger, silketryk viser tekst og grafik.
2D vs. 3D-visualisering
Avancerede Gerber-fremvisere tilbyder 3D-visualisering, der viser dit bræt, som det vil se ud, når det er produceret. Dette perspektiv hjælper med at identificere problemer med frigang, komponentkonflikter og æstetiske bekymringer, der ikke er synlige i 2D-visninger.
Almindelige lagrelaterede problemer
Manglende nødvendige lag
Det mest almindelige problem er manglende gerberlag i din fremstillingspakke. Producenter kan ikke fortsætte uden pladekonturfiler. Manglende loddemaske- eller borefiler skaber uklarhed om dine intentioner. Før du indsender, skal du kontrollere, at din pakke indeholder alle væsentlige lag.
Forkert lagpolaritet
Lagpolaritetsfejl opstår, når positive lag eksporteres som negative eller omvendt. Denne fejl påvirker typisk loddemaskelag, hvor forkert polaritet skaber printkort med inverteret maskedækning - belægning hvor den skal åbne, og åbning hvor den skal belægge.
Forkerte lag
Gerberlag, der ikke matcher forskellige udgangspunkter, forårsager fejljustering. Dette sker, når nogle lag refererer til ét koordinatsystem, mens andre bruger forskellige udgangspunkter. Resultatet er, at kobberpuder ikke centrerer sig under loddemaskeåbninger, eller at borehuller mangler deres tilsigtede puder.
Forkert lagnavngivning
Tvetydige filnavne forårsager forvirring og potentielle fabrikationsfejl. Når producenter ikke kan bestemme, hvilken fil der repræsenterer hvilket lag, stopper produktionen i afventning af afklaring. Brug klare, standard navngivningskonventioner for at forhindre disse forsinkelser.
Forvirring mellem loddemaske og pastalag
Designere forveksler sommetider loddemaske- og pastalag og bruger det ene, når producenterne har brug for det andet. Loddemaske definerer permanent pladebelægning, mens pastalag skaber midlertidige stencils til samling. Disse tjener helt forskellige formål.
Bedste praksis for Gerber-lagstyring
Bekræftelse af at alle nødvendige lag er inkluderet
Før du sender filer, skal du oprette en tjekliste over nødvendige lag. Minimumskravene omfatter øverste kobber, printkortkontur og borefil. Tolagsprintkort tilføjer nederste kobber og typisk begge loddemasker. SMT-design kræver pastalag. Flerlagsprintkort skal bruge alle indvendige kobberlag.
Brug af konsistente navngivningskonventioner
Anvend et klart navngivningssystem, og anvend det konsekvent på tværs af projekter. Inkluder lagfunktion og, hvis det er nyttigt, projektnavn i hvert filnavn. Denne praksis forhindrer forvirring, når man arbejder med flere designs samtidigt.
Retningslinjer for lagdokumentation
Opret en simpel tekstfil, der viser alle inkluderede Gerber-lag med beskrivelser. Denne readme-fil hjælper producenter med at bekræfte, at de har modtaget komplette pakker, og forstå eventuelle ikke-standardiserede navne, du har brugt.
Kommunikation af lagkrav til producenter
Kontakt din producent, før du færdiggør Gerber-lag til PCB-fabrikation. Forskellige faciliteter har forskellige præferencer for filformater, navngivning og pakkeorganisering. Ved at tilpasse sig deres krav forhindres produktionsforsinkelser.
Kvalitetstjek før indsendelse
Indlæs din komplette Gerber-pakke i en fremviser, og udfør grundige kontroller. Kontroller, at kortets dimensioner stemmer overens med dit design. Bekræft, at alle lag er justeret korrekt. Kontroller, at åbningerne i loddemasken blotlægger de tilsigtede puder. Sørg for, at silketryktekst ikke overlapper puderne eller går ud over kortets kanter. Gennemgå borehullerne for korrekte størrelser og placeringer. Disse kontroller opdager de fleste problemer med Gerber-lag, før de påvirker produktionen.
Konklusion
Hvert gerberlag er til et specifikt formål til fremstilling og samling af printkort. Øverste og nederste kobbergerberfiler definerer ledende baner. Loddemaskelag beskytter kobber, samtidig med at de eksponerer vigtige forbindelsespunkter. Silketryklag styrer samling og vedligeholdelse. Pastalag muliggør automatiseret loddepåføring. Borefiler specificerer forbindelser mellem lag. Sammen giver disse gerberformatlag producenterne komplette instruktioner til at bygge dine printkort.
