Формат Gerber¶

Формат Gerber — это открытый текстовый векторный формат файлов, используемый для описания печатных плат (ПП) и их производственных слоёв. Формат является фактическим стандартом в электронной промышленности для передачи данных от систем автоматизированного проектирования (САПР) к производственному оборудованию (фотоплоттерам, станкам лазерной резки и сверления). Файлы Gerber содержат информацию о геометрии проводников, контактных площадок, паяльных масок, шелкографии и контурах платы, но не включают сведения о компонентах и электрических соединениях.

¶История

Формат был разработан компанией Gerber Scientific Instrument Company (США) в 1960-х годах для управления фотоплоттерами — устройствами, которые вычерчивали изображение на фотоплёнке с помощью источника света. Первоначальный стандарт (RS-274-D) содержал только координаты и команды перемещения пера. С развитием САПР возникла потребность передавать больше данных, что привело к появлению расширения RS-274-X (Extended Gerber), которое добавило поддержку апертурных таблиц, встроенных в файл, и атрибутов слоёв. Современная версия стандарта — Gerber X2 (2014), разработанная компанией Ucamco (Бельгия), — включает метаданные о типе слоя, полярности и принадлежности к конкретному производственному процессу.

¶Структура и синтаксис

Файл Gerber представляет собой последовательность ASCII-команд (обычно с расширением .gbr, .ger, .cmp или .sol). Основные элементы:

• Координаты — абсолютные или относительные, задаются в дюймах или миллиметрах (например, X12500Y-5000D02).
• Апертуры — определения геометрических фигур (круг, прямоугольник, овал, тепловой экран) с размерами; в RS-274-X апертуры задаются в начале файла через команды %ADD10C,0.05*%.
• Команды — управляющие операции: D01 (включить экспонирование), D02 (выключить), D03 (вспышка — нарисовать точку), G04 (комментарий), M02 (конец файла).
• Атрибуты (Gerber X2) — теги, описывающие назначение слоя, например %TF.FileFunction,Copper,L1*% для верхнего медного слоя.

Данные хранятся в полярных или декартовых координатах, поддерживается интерполяция: линейная (G01), по часовой (G02) и против часовой (G03) дуги.

¶Виды файлов Gerber

В зависимости от назначения различают:

• Медные слои (Copper) — топология проводников и площадок, обычно 1–16 слоёв для многослойных плат.
• Паяльная маска (Solder Mask) — области, открывающие контактные площадки; файлы с положительной или отрицательной полярностью.
• Шелкография (Silkscreen) — надписи, обозначения компонентов и маркировка.
• Контур платы (Profile/Outline) — внешние границы и фрезеровочные пазы.
• Файлы сверления (Drill Files) — отдельно от Gerber, обычно в формате Excellon, но иногда включаются как апертуры с командами сверления.

¶Применение

Формат Gerber используется на всех этапах производства ПП:

• В САПР (Altium Designer, KiCad, Eagle, OrCAD) для генерации выходных данных.
• На заводах-изготовителях для фотоэкспонирования, лазерной визуализации и управления станками с ЧПУ.
• В программах просмотра (CAM-редакторах) для верификации: Gerber Viewer, GC-Prevue, ViewMate.
• При автоматическом оптическом контроле (AOI) и электрическом тестировании.

Основное преимущество — универсальность: файлы не зависят от производителя оборудования и могут быть воспроизведены на любом совместимом плоттере. Ограничение — отсутствие информации о компонентах, поэтому для сборки плат дополнительно используются файлы BOM (список компонентов) и Pick-and-Place (координаты установки).

¶Особенности и совместимость

Несмотря на стандартизацию, существуют различия между реализациями: часть САПР генерирует файлы с неточными апертурами или пропущенными атрибутами, что требует проверки в CAM-системе перед отправкой на производство. Расширение RS-274-X не полностью обратно совместимо с ранними версиями, однако большинство современных программ поддерживают оба варианта. Формат Gerber X2 рекомендован IPC-2581 как альтернатива, но остаётся доминирующим благодаря простоте и длительной истории использования.

¶Источники

• Ucamco. «The Gerber Layer Format Specification», 2023.
• IPC-2581. «Generic Requirements for Printed Board Assembly Products Manufacturing Description Data and Transfer Methodology», 2022.
• Kraig Mitzner. «Complete PCB Design Using OrCAD Capture and PCB Editor», 2009.