Gerberlager är individuella vektorgrafikfiler. Dessa filer visar hur ditt kretskort kommer att se ut. Gerberfiler visar fysiska aspekter som kopparspår, lödmasker och silkscreen. Kretskortstillverkare använder dessa filer för att kontrollera varje produktionssteg. Du ser dessa lager staplade uppifrån och ner, med de nedre lagren speglade för noggrann tillverkning.
Individuella filer för varje lager
Varje del av ditt kretskort behöver sin egen Gerber-fil. Du måste till exempel ha separata filer för den övre kopparn, den nedre kopparn, färgen för lödmaskerna, de vita silkscreen-texterna och pastalagren. Om ditt kretskort är flerskiktat behöver du också filer för de inre kopparlagren! Varje enskilt lager är en separat fil. Detta hjälper fabriken att arbeta med varje del för sig.
Visar Gerber-lager
När du tittar på dessa filer med hjälp av en speciell online-visare visar programvaran dem alla staplade uppifrån och ner. Det är som att titta igenom en bräda av klart glas! Den här vyn hjälper dig att kontrollera om pads, vias och traces är korrekt justerade över alla lager. Detta är mycket viktigt innan du skickar filerna till fabriken för tillverkning.
Positiva vs. negativa lagerbilder
Gerberlager använder antingen positiv eller negativ avbildning. Positiva lager visar kopparnärvaro som fyllda områden – vanligt för kopparlager där spår och dynor ser solida ut. Negativa lager fungerar tvärtom – fyllda områden indikerar frånvaro. Gerberfiler för lödmasklager använder negativ avbildning, vilket innebär att fyllda områden representerar öppningar där koppar förblir exponerad.
Lagernamnskonventioner och filändelser
Standard Gerber-filändelser följer förutsägbara mönster. Den övre kopparen använder vanligtvis .GTL, den nedre kopparen använder .GBL och lödmasker använder .GTS och .GBS. Olika programvaruverktyg använder olika namngivningskonventioner – Kicad Gerber-lager använder ett schema medan gerber-lager från altium följer ett annat. Att förstå dessa konventioner förhindrar förvirring när du organiserar ditt tillverkningspaket.
Kopparlager
Översta kopparlager
Det översta koppar-gerberlagret innehåller alla ledande egenskaper på kortet. Detta inkluderar signalspår, komponentplattor, koppargjutningar och de övre delarna av vior. När du exporterar gerberlager definierar GTL-filen var koppar finns kvar efter etsning.
Nedre kopparlager
Ditt nedre lager av koppargerber speglar det översta lagrets funktion förutom undersidan av kortet. Detta lager ser horisontellt vänt ut sett från toppen. Alla spår, dynor och kopparfyllningar på undersidan finns i detta lager.
Inre signallager
Flerskiktskort inkluderar inre gerberfiler mellan den övre och nedre koppartråden. Dessa lager bär ytterligare signaler eller ger dedikerat routingutrymme. Du betecknar dem som G1, G2, G3 och så vidare, baserat på deras position i stacken. Varje inre signallager kräver sin egen gerberfil för tillverkning.
Kraft och markplan
Kraft- och jordplan använder ofta negativ avbildning. I dessa Gerber-filer i det inre lagret representerar fyllda områden kopparborttagning snarare än kopparnärvaro. Detta negativa format beskriver effektivt stora koppargjutningar med utrymme för vias och spår.
Vad kopparlager innehåller
Alla kopparlager beskriver fyra huvudsakliga egenskaper. Spår är de smala linjer som förbinder komponenter. Plattor tillhandahåller monteringspunkter för komponentkablar och lödfogar. Vior skapar elektriska anslutningar mellan lager. Koppargjutningar fyller större ytor för kraftdistribution, jordplan eller värmehantering.
Lödmasklager
Övre lödmaskskikt
Det översta lödmasklagret Gerber berättar om den skyddande beläggningen som är placerad på kortets övre yta. Syftet med detta lager är att stoppa lödbryggor under montering och skydda kopparspår från oxidation och fysiska skador.
Nedersta lödmaskskiktet
Din undre lödmask fungerar identiskt med det översta lagret men skyddar undersidan. Båda lödmasklagren följer samma negativa avbildningskonvention.
Förstå konceptet med negativ bild
Lödmasklager förvirrar många konstruktörer eftersom de använder negativ avbildning. Fyllda områden i dina Gerber-lödmaskfiler indikerar öppningar – platser där lödmask inte kommer att appliceras. Dessa öppningar exponerar koppar för komponentinfästning och testpunkter.
Förklaring av lödmasköppningar
Öppningar i lödmasker dyker upp överallt där ditt kort kräver exponerad koppar. Komponentplattor behöver öppningar för lödning. Testpunkter kräver öppningar för åtkomst till prober. Kantkontakter behöver exponerad koppar för anslutning. Din designprogramvara genererar automatiskt dessa öppningar baserat på plattans och via-platserna.
Färger och ytbehandlingar för lödmasker
Medan gerberfiler definierar öppningsplatser, bestämmer tillverkarna färg och ytbehandling separat. Grönt är fortfarande den vanligaste lödmaskfärgen, även om tillverkare erbjuder rött, blått, svart, vitt och andra alternativ. Gerberfilernas struktur förblir identisk oavsett färgval.
Silkscreen lager
Översta silkscreenlagret
Det översta silkscreen-gerberlagret innehåller tryckta markeringar som är synliga på den färdiga kretskortet. Detta lager är vanligtvis vitt eller gult på gröna kretskort men kan variera beroende på lödmaskens färgval.
Nedersta silkscreenlagret
Bottentryck tjänar samma syfte som topptryck men visas på undersidan. Många enkelsidiga mönster utelämnar detta lager helt eftersom det inte ger något funktionellt värde.
Silkscreen-innehåll
Ditt Gerber-lager med silkscreentryck är mycket viktigt för monteringstekniker.
Det här lagret har många saker, som till exempel:
- Namnen på delarna som R1, C2 och U3
- Polaritetsmarkeringarna för dioder och kondensatorer.
- Stift 1-indikatorn för huvudkretsarna.
- Företagets egen logotyp.
- Och instruktioner om hur man sätter ihop brädan.
Varför bottensilkscreen visas speglad
När man tittar på gerberlagren uppifrån och ner ser den nedre silkscreen-effekten ut horisontellt vänd. Denna spegling säkerställer att texten läses korrekt när man vänder tavlan.
När silkscreen-lager är valfria
Du kan tillverka kretskort utan silkscreen-lager. Enkla designer, kort med begränsat utrymme eller produkter där märkningen äventyrar estetiken kan utesluta silkscreen helt. Tillverkare accepterar designer med saknad silkscreen utan problem.
Löd klistra lager
Översta klistra in lagret
Den övre pastamasken i Gerber definierar stencilöppningar för automatiserad lödpastaapplicering. Detta lager förekommer endast i konstruktioner som använder SMT-montering (surface mount technology).
Nedersta klistra in lagret
Ditt undre pastalager fungerar identiskt med det övre pastalagret men definierar stencilöppningar för SMT-komponenter på undersidan.
Syfte med stenciltillverkning
Tillverkare använder Gerber-filer med pastamasker för att tillverka stenciler för metall och plast. Vid kretskortsmontering justerar kretskortstillverkarna stencilen mot kortet. De pressar lödpasta genom öppningarna på plattorna.
Storleksskillnader mellan pasta- och lödmasköppningar
Öppningar i pastalager är vanligtvis något mindre än motsvarande lödmasköppningar. Denna minskning kontrollerar lödpastvolymen och förhindrar överdriven pasta som kan orsaka bryggbildning. Vissa konstruktioner delar upp stora plattor i flera mindre pastaöppningar för att ytterligare minska pastavolymen.
SMT-monteringsapplikationer
Endast kort som kräver automatiserad montering behöver limlager. Designer med endast genomgående hål eller handmonterade prototyper kan utelämna dessa lager. När du skapar gerberlager för ytmontering, inkludera alltid båda limlagren om du har komponenter på båda sidor.
Borr- och ruttlager
Pläterade genomgående borrfilar
PTH-borrfiler anger hålplaceringar och storlekar för pläterade hål. Dessa hål förkoppras under tillverkningen, vilket skapar elektriska anslutningar mellan lagren. Komponentledningar, vior och testpunkter använder pläterade hål.
Opläterade genomgående borrfilar
NPTH-borrfiler definierar hål som förblir opläterade. Monteringshål, verktygshål och mekaniska funktioner använder vanligtvis opläterade hål för att förhindra oönskade elektriska anslutningar.
Via borrlager
Viahål visas i din PTH-borrfil men tjänar ett specifikt syfte – lagersammankoppling snarare än komponentmontering. Dina Gerber-filer definierar via-plattans storlekar på kopparlager medan borrlager anger håldiametern.
Blind och begravd via borrdata
Avancerade flerskiktskonstruktioner kan inkludera blinda vias eller nedgrävda vias. Dessa kräver speciella borrdata som specificerar vilka lager varje via ansluts, vilket ökar tillverkningskomplexiteten och kostnaden.
NC-borrfiler kontra Gerber-filer
Borrinformation använder traditionellt Excellon-format snarare än Gerber-format. Dessa .drl- eller .txt-filer använder olika syntaxer men tjänar samma syfte – att tala om för borrmaskiner var hål ska skapas och vilken storlek på borrkronan som ska användas.
Excellon-format förklarat
Excellon-formatet listar borrkoordinater och verktygstilldelningar i ASCII-text. Varje verktygsnummer motsvarar en specifik borrdiameter. Filformatet härstammar från äldre NC-borrmaskiner men är fortfarande branschstandard.
Mekaniska och dokumentationslager
Skisslager för brädan
Ditt kretskortskonturlager definierar de fysiska måtten och formen på ditt kretskort. Utan detta lager kan tillverkare inte avgöra vart enskilda kort från produktionspaneler ska dirigeras. Denna gerberfil har vanligtvis filändelsen .GKO eller .GM1.
Mekaniska lager för spår och utskärningar
Mekaniska lager beskriver icke-elektriska funktioner som monteringsplatser, stora utskärningar för skärmar eller kontakter och komplexa kortformer. Du inkluderar dessa i ditt tillverkningspaket tillsammans med vanliga gerberlager.
Uteslutande lager
Uteslutna lager definierar begränsade områden där komponenter eller routing inte får finnas. Även om det primärt är en designregel kan tillverkare begära detta lager för att förstå monteringsbegränsningar eller krav på panellayout.
Dokumentationslager
Dokumentationslager ger läsbar information som inte används direkt vid tillverkning. Dessa kan inkludera måttangivelser, anteckningar eller monteringsanvisningar som kompletterar din silkscreen-information.
Borra ritningslager
Borrritningar visar hålplaceringar, storlekar och typer i ett visuellt format som ingenjörer enkelt kan tolka. Detta lager kompletterar de maskinläsbara borrfilerna och hjälper tillverkare att verifiera hålplaceringar före produktion.
Tillverkningsanteckningar och instruktioner
Du kan inkludera speciella tillverkningsinstruktioner som text- eller ritlager. Dessa anteckningar specificerar material, ytbehandlingar, testkrav eller andra tillverkningsdetaljer som inte finns med i standardlager för gerber.
Specialiserade Gerber-lager
Monteringslager
Monteringslager visar komponentkonturer, referensbeteckningar och placeringsinformation. Även om de liknar silkscreentryck, används monteringslager för tillverkning snarare än slutlig märkning av kort. Dessa exporteras vanligtvis separat från vanliga gerberlager.
V-skurna/skårande lager
V-skurna lager definierar var tillverkarna ska skära din bräda för enkel separering från panelerna. Dessa vinklade snitt gör det möjligt att bryta brädor längs förutbestämda linjer utan fräsning.
Guldfingerlager
Kantkontakter kräver lager av guldfinger som specificerar vilka plattor som får hård guldplätering. Denna specialiserade ytbehandling ger överlägsen slitstyrka för upprepade kontakter som paras ihop.
Kantpläteringslager
Kantpläteringslager identifierar kortkanter som kräver kopparplätering. Denna teknik skapar ledande ytor längs kortets omkretsar för skärmning eller elektrisk kontinuitet.
Testpunktlager
Testpunktslager identifierar specifika plattor eller vias avsedda för automatiserad testning. Denna information hjälper tillverkare att programmera testfixturer och flygande probmaskiner.
Antal lager och PCB-komplexitet
Enkelskikts-PCB Gerber-filer
Enkelskiktsdesigner kräver inte många gerberfiler. Till exempel finns det ett kopparlager, en lödmask, valfri silkscreen, kortkontur och borrfil. Därmed kostar de enkla korten mindre och du kan producera dem snabbare.
Dubbelskiktade PCB Gerber-filer
Dubbelskiktade kort lägger till bottenkoppar, bottenlödmask och valfri bottensilkscreen till filuppsättningen. Denna konfiguration passar de flesta hobby- och kommersiella designer med låg komplexitet.
Flerskiktade PCB Gerber-filer
Nu pratar vi om vad som händer när ditt kretskort har många lager!
När du har fler lager på ett kretskort ökar också ditt Gerber-paket. Ett sexlagerskort har filer för den övre kopparn, fyra inre lager och den nedre kopparn, plus filerna för lödmask-, silkscreen- och pastalagren. Vissa mycket svåra konstruktioner har också 20 eller fler lager! Varje lager behöver sin egen Gerber-fil.
Hur lagerantalet påverkar designförmågan
Dessa extra lager ger dig mer utrymme för routing. Det betyder att du kan placera delarna närmare varandra och skapa mer komplexa kretsar. De inre lagren kan användas som specialplan för ström och jord. Detta förbättrar signalkvaliteten och hjälper till att stoppa elektriskt brus.
Prestandaskillnader baserade på antal lager
Högre lagerantal möjliggör kontrollerad impedansrouting, bättre effektfördelning och förbättrad signalintegritet. De ökar dock kostnaden, tillverkningstiden och designkomplexiteten. Du bör välja lagerantal baserat på elektriska krav snarare än godtyckliga preferenser.
Vanliga Gerber Layer-filtillägg
| Lagertyp | Förlängning | Betydelse |
| Toppkoppar | .GTL | Gerber toppskikt |
| Bottenkoppar | .GBL | Gerber bottenlager |
| Topplödmask | .GTS | Gerber Top Lodmask |
| Bottenlödmask | .GBS | Gerber bottenlödmask |
| Top Silkscreen | .GTO | Gerber toppöverlägg |
| Bottensilkscreen | .GBO | Gerber bottenöverlägg |
| Topplödpasta | .GTP | Gerber topppasta |
| Bottenlödpasta | .GBP | Gerber bottenpasta |
| Styrelsens disposition | .GKO | Gerber Keep-Out |
| Borrfil | .DRL / .TXT | Borrdata |
Standardtillägg
Branschstandardtillägg anger lagrets identitet. Till exempel anger GTL toppkoppar, .GBL bottenkoppar, .GTS topplödmask, .GBS bottenlödmask, .GTO toppsilkscreen och .GBO bottensilkscreen. Inre lager använder .G1, .G2, .G3 och så vidare.
KiCad-lagertillägg
När du exporterar gerberlager från KiCad använder programvaran beskrivande tillägg. Dessa är .F.Cu för främre koppar, .B.Cu för bakre koppar, .F.Mask för främre lödmask och .B.Mask för bakre lödmask. Denna namngivningskonvention förbättrar läsbarheten men skiljer sig från traditionella standarder.
KiCad använder ett mycket logiskt namngivningssystem som inkluderar lagernamnet direkt i tillägget.
- Koppar: .F.Cu, .B.Cu
- Lödmask: .F.Mask, .B.Mask
- Silk screen: .F.SilkS, .B.SilkS
- Kantskärningar: Kantskärningar
Altium Designer-lagertillägg
Altium följer vanligtvis Protel-standarden men använder .GM1, .GM2, etc., för Mekaniska skiktVanligtvis används .GM1 för kortets kontur istället för .GKO.
Eagle Layer-tillägg
Eagle Gerber Layer Export använder .cmp för toppkoppar, .sol för bottenkoppar, .plc för silkscreen och .stc för lödmask. Dessa filändelser kommer från äldre PCB-terminologi.
- Toppkoppar: .cmp
- Bottenkoppar: .Sol
- Topp Silkscreen: .plc
- Övre lödmask: .stc
Generisk .GBR-tillägg
Viss programvara exporterar alla lager med generiska .gbr-tillägg. De förlitar sig på filnamn snarare än tillägg för lageridentifiering. Denna metod kräver noggrann filorganisation och tydlig namngivning för att undvika förvirring.
På grund av förvirringen som orsakades av alla dessa olika utvidgningar skapade industrin Gerber X2.
- Förlängningen: Varje fil slutar på .GBR.
- Så här fungerar det: Informationen om vad lagret "är" skrivs faktiskt som metadata inuti filen.
- Dra nytta: Det finns ingen anledning att oroa sig för tillägg alls; tillverkarens programvara läser de interna taggarna för att identifiera lagren automatiskt.
Analysera Gerber-lager
Använda Gerber Viewer-programvaran
Med gratis lagerverktyg för Gerber Viewer kan du inspektera dina filer före tillverkning. Dessa program visar individuella lager eller kombinerade vyer, vilket hjälper dig att verifiera designavsikten. Populära alternativ inkluderar Gerber-filvisare online och nedladdningsbara skrivbordsprogram.
Lager-för-lager-inspektionsprocess
Du bör undersöka varje lager separat. Du kommer till exempel att verifiera spårbredder, mellanrum och placering av funktioner. Kontrollera att kopparlagren har förväntad dragning, att lödmaskerna har lämpliga öppningar och att silkscreen-texten förblir läsbar och korrekt placerad.
Jämföra lager för justering
Justering av Gerber-lager är avgörande för funktionella kort. Använd din visningsprogramvara för att lägga flera lager över varandra, kontrollera att plattorna är justerade över koppar- och lödmasklager, förbind de avsedda lagren med vias och borra hål centrerat korrekt på plattorna.
Identifiera lagerfunktioner
Ibland får man Gerber-filer med oklara namn. En Gerber-lagerredigerare hjälper till att identifiera lagerfunktioner genom att undersöka innehåll – kopparlager innehåller spår och dynor, lödmasker visar negativa öppningar och silkscreen visar text och grafik.
2D vs. 3D-visualisering
Avancerade Gerber-visningsprogram erbjuder 3D-visualisering och visar din platta som den kommer att se ut när den är tillverkad. Detta perspektiv hjälper till att identifiera problem med spelrum, komponentkonflikter och estetiska problem som inte syns i 2D-vyer.
Vanliga lagerrelaterade problem
Saknade obligatoriska lager
Det vanligaste problemet är att gerberlager saknas i tillverkningspaketet. Tillverkare kan inte fortsätta utan filer med kortkonturer. Saknade lödmask- eller borrfiler skapar oklarhet kring dina avsikter. Kontrollera att ditt paket innehåller alla viktiga lager innan du skickar in det.
Felaktig lagerpolaritet
Lagerpolaritetsfel uppstår när positiva lager exporteras som negativa eller vice versa. Detta misstag påverkar vanligtvis lödmasklager, där felaktig polaritet skapar kort med inverterad masktäckning – beläggning där den ska öppnas och öppning där den ska beläggas.
Feljusterade lager
Gerberlager som inte matchar olika utgångspunkter orsakar feljustering. Detta händer när vissa lager refererar till ett koordinatsystem medan andra använder olika utgångspunkter. Resultatet blir att kopparplattorna inte centreras under lödmasköppningarna eller att borrhålen saknar sina avsedda plattor.
Felaktig namngivning av lager
Tvetydiga filnamn orsakar förvirring och potentiella tillverkningsfel. När tillverkare inte kan avgöra vilken fil som representerar vilket lager, stoppas produktionen i väntan på förtydligande. Använd tydliga, standardiserade namngivningskonventioner för att förhindra dessa förseningar.
Förvirring mellan lödmask och pastalager
Konstruktörer förväxlar ibland lödmask- och pastalager och använder det ena när tillverkarna behöver det andra. Lödmask definierar permanent kortbeläggning medan pastalager skapar tillfälliga stenciler för montering. Dessa tjänar helt olika syften.
Bästa praxis för Gerber-lagerhantering
Verifiera att alla nödvändiga lager är inkluderade
Innan du skickar filer, skapa en checklista över nödvändiga lager. Minimikraven inkluderar övre koppar, kortkontur och borrfil. Tvåskiktskort har bottenkoppar och vanligtvis båda lödmaskerna. SMT-konstruktioner kräver pastalager. Flerskiktskort behöver alla inre kopparlager.
Använda konsekventa namngivningskonventioner
Använd ett tydligt namngivningsschema och använd det konsekvent i alla projekt. Inkludera lagerfunktion och, om det är till hjälp, projektnamn i varje filnamn. Denna metod förhindrar förvirring när man arbetar med flera designer samtidigt.
Riktlinjer för lagerdokumentation
Skapa en enkel textfil som listar alla inkluderade gerberlager med beskrivningar. Denna readme-fil hjälper tillverkare att verifiera att de har mottagit kompletta paket och förstå eventuella icke-standardiserade namn som du har använt.
Kommunicera lagerkrav till tillverkare
Kontakta din tillverkare innan du slutför tillverkningen av gerberlager för kretskortsfabrikation. Olika anläggningar har olika preferenser för filformat, namngivning och förpackningsorganisation. Att anpassa sig till deras krav förhindrar tillverkningsförseningar.
Kvalitetskontroller före inlämning
Ladda ditt kompletta gerberpaket i en visningsprogram och utför noggranna kontroller. Verifiera att kortets dimensioner matchar din designidé. Bekräfta att alla lager är korrekt justerade. Kontrollera att lödmasköppningarna exponerar de avsedda dynorna. Se till att silkscreen-texten inte överlappar dynorna eller sträcker sig utanför kortets kanter. Kontrollera borrhålen för korrekta storlekar och placeringar. Dessa kontroller upptäcker de flesta problem med gerberlager innan de påverkar produktionen.
Slutsats
Varje gerberlager är avsett för ett specifikt ändamål för tillverkning och montering av kretskort. Övre och nedre gerberfiler i koppar definierar ledande banor. Lödmasklager skyddar koppar samtidigt som viktiga anslutningspunkter exponeras. Silkscreen-lager vägleder montering och underhåll. Pastalager möjliggör automatiserad lödapplicering. Borrfiler specificerar sammankopplingar mellan lager. Tillsammans ger dessa gerberformatlager tillverkarna fullständiga instruktioner för att bygga dina kort.
