Gerber格式

**Gerber** 是一種二維向量圖檔格式。 它是印刷線路板行業軟體中用於描述印刷線路板圖像的標準格式，例如：線路層，阻焊層，字元層，鑽孔層等。

Gerber 格式最初是由 Gerber 系統公司開發。因 Ucamco 公司其前身 Barco 公司收購了 Gerber 系統公司，Gerber 格式現由 Ucamco 公司所有。 Ucamco 公司不斷地更新 Gerber 規格說明書的版本。

目前最新的 Gerber 檔案格式規格是於 2014 年 2 月發布的 J1 版本，該版本增加了傳達 PCB 元資訊例如檔案所代表層類型的屬性。最新的規格說明書可在 Ucamco 網站下載頁面 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）免費下載。

Gerber 格式有兩個版本：

* 擴充 Gerber 格式，或稱 RS-274X 格式，目前被廣泛使用。
* 標準 Gerber 格式，或稱 RS-274D 格式，已被棄用並被 RS-274X 格式所取代。

標準的副檔名是.GBR。

## 使用

Gerber 格式的應用之一是將 PCB 的設計資料從設計轉換到生產。PCB 通常由線路板設計人員使用專業的電子設計自動化（EDA）或者電腦輔助設計（CAD）軟體進行設計， 然後輸出成 Gerber 格式檔案。Gerber 檔案被送到 PCB 工廠，並被輸入到電腦輔助製造 CAM 系統對設計資訊進行轉換，為 PCB 生產的每一道工藝流程提供資料。Gerber 檔案亦被用作傳輸鑽孔資訊，然而因為歷史原因，鑽孔資料通常使用 Excellon 格式。

另一個應用是傳輸單個圖像，CAM 系統可輸出 Gerber 檔案為繪圖機提供資料。

### 交換 PCB 設計資訊

PCB 設計是通過若干 Gerber 格式檔案和其它格式檔案進行描述。通常這些檔案會被壓縮成單個文件送到 PCB 工廠。
一個 Gerber 檔案定義單個線路層圖像或綠油層圖像。但它並不標明該檔案所代表的 PCB 層別。人們指明該檔案功能屬性所用的一個簡單方法就是將其屬性在檔名中清楚說明。然而一些設計人員使用模糊的檔名並記錄在任意文字格式中。這意味著製造廠商必須通過瀏覽封包中所有文件的內容尋找所需的檔案功能屬性。有些情況下，設計人員甚至會濫用副檔名去標明層的功能屬性，例如用.BOT 而不是標準的副檔名表示底層。這時生產廠商必須打開檔案以查明檔案的格式。

有時候設計人員使用筆畫填充而不是用單個外形去定義 pad。這種技術被稱作筆畫填充。筆畫填充可以畫出所需的圖形但是會導致 pad 的形狀和位置資訊遺失。PCB 製造廠商進行電測的時候需要 pad 的位置資訊。當 PCB 製造廠商收到的 Gerber 檔案是通過筆畫填充時，他們需要花費大量的時間把 pad 從筆畫填充恢復過來，這是一項非常耗時且易於出錯的工作。

鑽孔資料可被視作一個圖形。因此 Gerber 檔案可以定義鑽孔資料。然而因為歷史原因，IPC-NC-349 或 Excellon 格式更經常被用作鑽孔格式，儘管使用不同另外的格式會經常導致對位不準的問題。

一個 Gerber 檔案不包含網表資料。網表通常使用 IPC 標準 IPC-D-356 進行定義。

設計人員通常會使用非正規的文字文件或圖紙提供層的功能屬性，板材疊層，部件以及元資訊。 Ucamco 建議使用 IPC-2581 子集提供該類非圖形資訊。

Ucamco 於 2013 年 12 月發布了擴充 Gerber 格式的規格草案，增加了轉移元資訊的屬性。Ucamco 在將其正式加入規格說明書前，請求 PCB 界對此給予回饋意見。

## RS-274X 擴充 Gerber 格式

RS-274X Gerber 格式，又稱擴充 Gerber 格式或 X-Gerber，是一種二維向量圖形描述格式

RS-274X 是一種可讀的 ASCII 格式。它由一系列的命令和坐標組成。組成圖像的元素是在特定位置畫好外形的線和 flash。正性和負性圖形物件可以合併使用。
以下是擴充 Gerber 檔案格式的一個例子：

G04 Gerber X2 樣板資料 1 的簡單版本

```
%TF.FileFunction,Copper,L4*%
%TF.Part,Single*%
%FSLAX35Y35*%
%MOMM*%
%TA.AperFunction,Conductor,NotC*%
%ADD10C,0.15000*%
%TA.AperFunction,ViaPad*%
%ADD11C,0.75000*%
%TA.AperFunction,ComponentPad*%
%ADD12C,1.60000*%
%ADD13C,1.70000*%
%SRX1Y1I0.00000J0.00000*%
G01*
G75*
%LPD*%
D10*
X7664999Y3689998D02*
X8394995D01*
X8439999Y3734999D01*
X9369999D01*
D11*
X7664999Y3689998D03*
X8359999Y1874998D03*
X9882998Y3650498D03*
D12*
X4602988Y7841488D03*
D13*
X10729976Y2062988D03*
X10983976D03*
X11237976D03*
M02*
```

RS-274X 文件包含了線路板各層圖像的完整描述，具有線路板圖形成像需要的所有元素，不需要外部檔案。RS-274X 格式可定義任意形狀的 Apterture。正極和負極的物件可以合併使用。銅皮或銅塊不需要定義為填充圖形。

RS-274X 格式是描述線路板各層的完整，強大且清晰的標準格式。它可以被自動輸入和處理。這使其非常適合快速安全的資料轉換以及可靠的自動化工作流程。
此格式規格已經發布。

## RS-274-D 標準 Gerber 格式

標準 Gerber 格式已被擴充 Gerber 格式所取代。RS-274-D 標準 Gerber 格式是電子工業協會（EIA）RS-274-D 格式規格的子集， 是用於控制多領域數控工具機的資料格式。Gerber RS-274-D 用於控制向量光繪機，該機器是二維數控工具機。

Gerber RS-274-D 是包含了控制碼及 X,Y 坐標的 ASCII 格式。 
以下是 RS-274-D 格式的例子：

```
D11*
X1785250Y2173980D02*
X1796650Y2177730D01*
X1785250Y2181480D01*
X1796650Y2184580D01*
D12*
X3421095Y1407208D03*
X1785250Y2173980D03*
M02*
```

RS-274-D 標準 Gerber 格式是在 20 世紀 60，70 年代設計出來，用於控制數控工具機，例如向量光繪機。向量光繪機如今已經被雷射光繪機所取代。標準 Gerber 格式非常適合於向量光繪機但是受當時的技術所限制。它適用於手工操作流程，不適合 PCB 設計及製造之間的全自動化資料轉換。
Gerber RS-274-D 本身不能描述圖像資訊。它不包含坐標單位及 Aperture 資訊。（Aperture 是物件的形狀說明，類似於 PDF 文件的字型）光繪機操作人員需手工設定坐標單位。坐標單位儲存在被稱作 Aperture 檔案或 Wheel 檔案的自由格式文字文件中，供操作人員閱讀。Wheel 檔案沒有統一的標準格式。設計人員和光繪機操作人員必須根據實際情況對格式使用達成一致。因此標準 Gerber 格式是一個數控標準而不是一個圖形定義標準。

標準 Gerber 格式只支援簡單的圖像操作。作為變通方法，設計人員通過使用大量的向量填充外形的方法去建立圖形。此方法被稱作圖形填充。儘管這種方法建立了所需的圖形，但是因為原始外形資訊的遺失，這種檔案在 PCB CAM 系統中非常難以處理。

RS-274-D 格式已被棄用。

## 歷史

* 1980 年 8 月 27 日，作為 EIA RS-274-D 子集的 Gerber 格式第一版發布；Gerber Systems Corporation 發表了繪圖資料參考書作為驅動其光繪機產品的規格。
* 1986 年，Gerber 格式被擴充並加入對尺寸可變 Aperture 的支援，以繪製給定範圍內任意尺寸的長方形和錐形線。該功能在實際應用中已不再使用。
* 20 世紀 80 年代，Gerber 格式為其他光繪機生產商和 PCB 製造中的 CAM 系統所採用。這時，Gerber 格式已成為行業標準格式。
* 1991 年 4 月 26 日，隨著光柵掃描技術的實現，Gerber 格式被擴充為支援多邊形和大量參數，允許使用者可動態地定義不同形狀、尺寸的 Aperture，銅皮及多邊形，而不再需要使用「填充塊」。這大量的擴充參數最初是 20 世紀 90 年代由 Gerber 公司在 AT&T 的推動下設計開發的。
* 1994 年 8 月 16 日，Gerber 公司發表了最後版本的《Gerber 格式指南》。
* 1998 年 4 月，Gerber 系統公司被比利時 Barco 公司所合併。Barco 公司的 PCB 部門即是如今的 Ucamco（前身為 Barco ETS）。
* 1998 年 9 月 21 日，Barco 公司發表《RS-274X 格式使用者指南》。
* 2010 年 2 月，Gerber 格式規格更新到版本 F。
* 2010 年 12 月，Gerber 格式規格更新到版本 G。
* 2012 年 1 月，Gerber 格式規格更新到版本 H。
* 2013 年 2 月，Gerber 格式規格更新到版本 I1。
* 2013 年 4 月，Gerber 格式規格更新到版本 I2。
* 2013 年 6 月，Gerber 格式規格更新到版本 I3。
* 2013 年 6 月，關於擴充 Gerber 格式以增加屬性的建議發布。
* 2013 年 11 月，Gerber 格式規格更新到 I4 版本。

## 相關格式

多年來人們多次嘗試用其它格式代替 Gerber 格式，以加入除層圖像以外的其它資訊，例如網路 (netlist) 和電子元件資訊。但可能因為這些格式過於複雜，它們都未被電子製造業所廣泛接受。現在 Gerber 格式仍是應用最廣泛的資料轉換格式。

* IPC-D-350 C 《印刷線路板數字格式描述》發表於 1989 年。此規格於 1992 年被標準化成 IEC 61182-1 文件，後來在 2001 年被取消。此格式很少被使用。
* DXF 偶爾被使用。因為通常使用畫線進行構圖，PCB 物件（線和盤）資訊會遺失，從而使其在 CAM 中應用非常困難。
* PDF 格式很少被使用。因為 PCB 物件（線和盤）資訊會遺失而使其難以在實際中應用。
* DPF 格式，來自 Ucamco 的一種 CAM 格式，目前最新版本為 v7，偶爾被使用。
* 電子設計交換格式，EDIF , 很少被使用。
* ODB++ 格式，來自 Mentor Graphics 公司的一種 CAM 格式。偶爾被使用，是流行的非 Gerber 格式。
* GenCAM: IPC-2511A《產品製造描述資料實施的通用要求和轉換方法論》2000 年版本，很少被使用。
* GenCAM: IPC-2511B 《產品製造描述資料實施的通用要求和 XML 圖錶轉換方法論》 2002 年版本，很少被使用。
* Offspring: IPC-2581《印刷線路板裝配產品製造描述資料通用要求和轉換方法論》 2004 版本。很少被使用，但近年來受到更多的關注。
* STEP AP210: ISO 10303-210, 《電子裝配互連和封裝設計 》第一版本 2001， 第二版本 2008。
* Fujiko: JPCA-EB02, 基於日本福岡大學 Tomokage 教授的研究的日本新標準，很少被使用。

## 參考文獻

## 外部連結

在線檢視 Gerber 圖型 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

Gerber X2 影片（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

Gerber 檔案格式規格及與檔案格式相關的各種文件 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）