Leiterplattendesign Dienstleister mit Altium Designer

Als Standard für den Datenaustausch zwischen Leiterplattendesigner und dem Leiterplattenhersteller gilt das Gerber Datenformat. Das Gerber Datenformat hat seit seiner Einführung eine umfangreiche Weiterentwicklung durchlaufen.

Das Gerber Datenformat ähnelt dem für die Stiftplotter ge­schriebenen HPGL Druck­daten­format und wurde für Foto­plotter geschrieben. Auf einem Stift­plotter (Flachbettplotter) ist das Papier fixiert und ein Wagen der die Zeichen­stifte aufnimmt, bewegt sich in X und Y Richtung auf dieser Ebene. Meist wurden technische Zeichnungen mit Tusche­stiften unter­schiedlicher Breite an­gefertigt.
Bei einem Foto­plotter werden Licht­stifte eingesetzt, denen ver­schieden große Blenden vor­geschaltet werden. Der Lichtstrahl fährt dann die Leiter­bahnen und PADs über einem Licht­empfindlichen Film ab.
In den mittlerweile verwendeten Laser-Foto­plottern fährt natürlich kein Stift mehr die Bahnen ab. Laser-Fotoplotter nutzen vielmehr gelenkte Strahlen und plotten gerastert in einer bis zu 25.400 dpi hohen Auf­lösung Zeilen­weise in hoher Ge­schwindig­keit hoch­wertige Filmvorlagen. . Mit einem Laser-Direkt­belichtungs­plotter können positiv und negativ arbeitende handels­übliche Foto­resiste direkt auf der Leiter­platte oder auch Aluminium­träger ohne Film belichtet werden. Extended Gerber oder das neuere Gerber X2 haben sich für alle diese Belichtungs­prozesse als Standard etabliert.

Das älteste mit ‘RS274–D’ bezeichnete Datenformat sollte heute nicht mehr verwendet werden. Die geringe Anzahl möglicher Blenden und die Trennung von Blenden und Plot Daten in unterschiedliche Dateien ist fehlerträchtig und entspricht nicht mehr den heutigen Ansprüchen. Dennoch haben die in diesem ursprünglichen Datenformat verwendeten Befehle und die Datenstruktur unverändert Gültigkeit:

• Zeichenbefehle(Draw) - D–Codes:
• - D01 Fahre Weg mit eingeschalteter Belichtung.
• - D02 Fahre Weg mit ausgeschalteter Belichtung.
• - D03 Flash Belichtung an aktueller Position.
• - D10 .. D999 Blendenauswahl.
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• Aktions Befehle - G-Codes:
• - G00 Fahre zur Position.
• - G01 zweipunkt Linie Maßstab 1:1.
• - G02 Kreisbogen im Urzeigersinn.
• - G03 Kreisbogen gegen Urzeigersinn.
• - G04 Kommentarzeile Ignorieren.
• - G10 zweipunkt Linie Maßstab 10:1.
• - G11 zweipunkt Linie Maßstab 1: 10.
• - G12 zweipunkt Linie Maßstab 1:100.
• - G36 Startbefehl Fläche als Polygon Füllen.
• - G37 Endebefehl Fläche als Polygon Füllen.
• - G70 Werteangaben in INCH.
• - G71 Werteangaben in mm (metrisch).
• - G90 Nullpunktbezug absoluter Nullpunkt.
• - G90 Nullpunktbezug relativ (letzter Endpunkt).
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• Stop Befehle - M–Codes
• - M00 Programm Stop.
• - M01 Optionaler Stop.
• - M02 Programm Ende.
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Seit Jahren wird als Nachfolger das ‘RS274 X’ oder auch Extended Gerber Format verwendet. In diesem Format sind die Blenden in die Plot Daten integriert, die falsche Blenden-Zuordnung ist damit sicher unterbunden. Am Datenformat wurden ergänzende Befehle eingefügt, das ursprüngliche Format blieb aber unverändert. Die oben beim RS274–D Datenformat aufgeführten Befehle sind unverändert gültig. Hinzugekommen sind durch Prozentzeichen eingerahmte Befehle Aperture–Definition (AD) & Aperture–Macro (AM)

• Aperture Definition Kreis - %ADD xx C, da X di %:
• xx - D Code dem die Blende zugeordnet wird.
• da - Radius Außendurchmesser.
• di  - Radius Innendurchmesser.
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• Aperture Definition Rechteck - %ADD xx R, xa X ya X xi X yi %:
• xx - D Code dem die Blende zugeordnet wird.
• xa - x-Länge Außendurchmesser.
• ya - y-Länge Außendurchmesser..
• xi  - x-Länge Innendurchmesser.
• yi  - y-Länge Innendurchmesser.
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• Aperture Definition Oval - %ADD xx O, xa X ya X xi X yi %:
• xx - D Code dem die Blende zugeordnet wird.
• xa - x-Radius Außendurchmesser.
• ya - y-Radius Außendurchmesser.
• xi  - x-Radius Innendurchmesser.
• yi  - y-Radius Innendurchmesser.
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• Aperture Definition Polygone - %ADD xx P, xr X zz X zr X xi X yi %:
• xx - D Code dem die Blende zugeordnet wird.
• xr - x-Radius Außendurchmesser..
• zz - Anzahl der Seiten.
• zr - Drehung.
• xi  - y-Radius Innendurchmesser.
• yi  - y-Radius Innendurchmesser.
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Wird die Y-Längenangabe nicht angegeben so wird X = Y angenommen. Der Innendurchmesser bezeichnet einen Ausbruch (Bohrung). Wird sowohl die X und Y Angabe für die Innenlänge nicht angegeben wird eine gefüllte Blende gezeichnet.

Mitte 2014 wurde die Erweiterung zum neuen Datenformat ‘Gerber X2’ eingeführt. Das neue Ausgabeformat wird eigentlich "Gerber Version 2" genannt, X2 ist die Umgangssprachliche Kurzform hiervon. Neu hinzugekommen sind die drei Befehlsgruppen (TF, TA und TD). Diese dienen ausschließlich zusätzliche Informationen über die Eigenschaften, wie beispielsweise die Lagenstruktur oder eine Unterscheidung zwischen PADs und VIAs zu ermöglichen.
Das Gerber - Grundprinzip: ASCII lesbare Datei, Blendenwechsel, Lichtstift An/Aus, sowie Fahrwege über X und y Koordinaten wurde beibehalten. Ergänzt durch eine Prüfsumme zur Datensicherheit und zusätzlichen automatisch erzeugten Dokumentation Ausgaben.

Das Gerber-Format wird seit 1997 von der belgischen Firma Ucamco gepflegt die das Format gekauft hat. Ucamco hat mit Eurocircuits, LPKF und AT&S die eine neue Spezifikation Gerber X2 erarbeitet. Die aktuelle Revision der Gerber-Format Spezifikationen mit ausführlichen Beschreibung alle Befehle ist auf der Ucamco Download-Seite frei verfügbar.

Das ODB++ Datenformat stellt sich als erweiterte Datenausgabe mehr Informationen zur Verfügung. Es ist neben der Leiterplattenfertigung auch zur Erstellung von Testadaptern und Prüfsoftware geeignet. Im ODB++ Datenformat ist eine Netzliste zur zusätzlichen Beschreibung der Verbindungen auf dem PCB vorhanden. Alle Daten befinden sich in einer Datei. Grafische Daten werden exakt beschrieben. Weiterhin enthalten sind die Bohr- und Fräslagen mit der Zuordnung welche Bohrungen welche Lagen kontaktieren. ODB++ ist eine Marke der Mentor Graphics Corporation. Wegen der undurchsichtigen Prozessbeschreibung ist es zur Leiterkartenfertigung nicht mein persönlicher Favorit.

Excellon Drill File, als Standard NC-Drill-File Bohrdaten-Ausgabe in Altium Designer, enthält die Koordinaten der Bohrungen der Leiterplatte im maschinenlesbaren Datenformat. Obwohl in den Gerberdaten graphisch dargestellte Bohrdaten ausgegeben werden können, muss ein Datensatz differenziert zwischen durchkontaktierten (DK) und nicht-durchkontaktierten (NDK) Bohrungen zusätzlich ausgegeben werden. Zu jedem Bohrdatensatz gehört eine Werkzeugliste mit Bohrdurchmessern. Wie bei den Gerberdaten, werden die Bohrdaten im ACII Format ausgegeben und dürfen weder gespiegelt noch gedreht werden.

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