ガーバーファイルアルティメットガイド について、ゲストの質問で、ガーバーファイルについての質問がよくあります。
イーグルをガーバーにするには？
ガーバーの生成方法は？
拡張ファイルとは何ですか？
そこで、その答えを見つけて、この分野のエキスパートになっていただくためのガイドをご用意しました。
さあ、始めましょう。
1. ガーバーファイルの回路基板ベクター
1. 1 さて、プリント基板とは何でしょうか？
PCBとは、電子部品（抵抗器、IC、コンデンサーなど）の回路を搭載するための丈夫な絶縁材料でできた板のことである。回路は、銅などの導電材料で描かれ、その上に回路や絶縁材が重ねられています。
冒頭で述べたように、現代の電子機器のほとんどは、この基板が骨格となっています。簡単に言えば、「だからこそ、よく知っておく必要がある」ということです。プリント基板とIC（集積回路）の発明は、現代の電子機器の小型化を実現した画期的な発明です。
1.1.1 PCBは必要か？
PCBの最初の使用は1936年まで遡ることができるが(Harper, 2004)、PCBを使用していない現代の商業的に実現可能な電子機器やプロジェクトを想像することは困難である。おそらく皆さんも、PCBがほぼすべての現代の電子機器のバックボーンとして機能していることに気づいたのではないでしょうか。つまり、電子機器を学ぼうとするなら、あるいは電子機器を製造しようとするなら、必然的にPCBについて学ぶ必要があるということだ。
1.2 「Gerber」または「Gerber File Format」とは何ですか？
UCAMCO社（ガーバーファイルフォーマットの権利者）によると、「ガーバーファイルフォーマット」とは、PCB設計データの保存や転送のためのデファクトスタンダードであるとのことです。ガーバーファイルは、2次元のバイナリイメージを表現するためのオープンなASCIIベクトルフォーマットであると言えます。ガーバーファイルは、銅層の数やソルダーマスクなど、PCBイメージの構成要素を記述し、伝達します。
ガーバーファイルは、フォトプロッタやAOI（Automated Optical Inspection：自動光学検査）装置などのPCB印刷装置への入力ファイルとしても使用され、異なるガジェットの回路基板イメージを印刷したり比較したりします。
1.2.1 Gerberフォーマット
ガーバーには3つの世代があります。
-標準ガーバー（別名：RS-274-D） – 最も古いタイプのガーバー。
-拡張ガーバー（RS-274Xとしても知られている
-ガーバーX2 – 最新のガーバー
これらのフォーマットについては、第3章で詳しく説明します。とりあえず、簡単な定義を理解しておきましょう。
1.3 ガーバーとPCBの出会いはここから
これまでに、PCBとは何か、その重要性について説明してきました。また、ガーバーファイルの本質についても簡単に説明してきました。 2つの定義から、Gerberファイルは、回路基板の構成情報を伝えるためのソフトウェアスケッチであることがわかりました。 この2つの定義は、ソフトウェアアプリケーションがGerberファイルを扱うのに対し、プリント基板は電子部品を実装するという点で異なります。
前章では、Gerberファイルの構成、Gerberファイルの操作方法について詳しく説明します。
注意してください。
►この時点で注意しなければならない重要なポイントは、回路基板はもともとCADやCAMソフトウェアアプリケーションの助けを借りて作られたものではないということです。PCBは、CAMソフトウェアアプリケーションから作成された回路基板に限定されるものではないと結論付けるのは論理的です。
PCBの普及に伴い、回路基板を製造するための規格が求められるようになった。ガーバーは、PCBの開発プロセスを容易にするための規格として登場しました。では、「ガーバー」とは何を定義しているのかを理解してみましょう。
►2014年、UCAMCOは標準ガーバーを「技術的に時代遅れ」とし、標準ガーバーよりも拡張ガーバーを優先させました。これは、標準ガーバーの絞りの定義が標準化されていなかったためです。
2. ガーバー・ファイル
2.1 ガーバー・ファイルとは？
ガーバーファイルとは、プリント基板を作成するための情報を含んだファイルです。ご存知のように、ガーバー・ファイル・フォーマットは、オープンASCIIベクター・フォーマットを使用した2Dバイナリ・イメージを定義するデファクト・スタンダードに過ぎません。
最近のガーバーファイルには、ソルダーマスク、レジェンド/シルク、銅層数などのメタデータ（ファイル内の他の構成データに関するデータ）や、その他の関連する印刷情報が含まれている場合があります。
プリント基板は、ガーバー274-XデータとNCドリルファイルから作られ、各ガーバーファイルは物理的な基板の1つの層に対応している。すなわち、部品のオーバーレイ、上部信号層、下部信号層、ソルダーマスク層の内側の層などである。
現在使用されているPCBファイルには非常に多くの異なるバージョンが存在するため、バージョンの衝突を避けるために、お客様にはガーバーファイルとNCドリルファイルのフルセットを提供していただく必要があります。
見積もりや注文のためにガーバーファイルを提出する際には、ガーバーファイルには出てこない要件を説明する簡単なテキストファイルをデータに添えておくと便利です。
簡単にはわからない重要な情報としては、ソルダーマスクやシルクスクリーンの色、ペナルティがある場合はその要件、パッドの仕上げ、基板の厚さ、銅の重量などがあります。
また、特別なPCB要件や、スロットやカットアウトなどの特徴もあります。このような詳細をメカニカルレイヤーに配置することは、そのようなデータのための良い場所であり、またはテキストファイルである。
Gerber Setupダイアログは、Gerberファイルの出力オプションを完全に設定するためのツールを提供します。
ガーバーは、エンジニアが回路基板を製造する際の指針となる規格として誕生した。しかし、ガーバーはオープンスタンダードを定義したため、一般性が高く、特殊性が低いものでした。
そのため、Gerber規格は当初、基板の製造を制限するような固定的なガイドラインを定めていなかった。そのため、基板上の電子回路を設計する際に、様々な基板設計者や技術者がGerberを容易に採用することができた。これにより、PCB設計者やエンジニアの間でGerberが採用され、普及していった。
2.1.1 なぜガーバーが必要なのか…
2015年、UCAMCOは、PCB製品の10個に9個はGerber形式で提示されていると推定しています。電子機器の生産量の増加に伴い、プリント基板の生産量も増加しています。
それに伴い、ガーバーファイルの回路改善が常に求められています。そのため、ガーバーファイルを学ぶことで、プリント基板の分野で活躍できるスキルを身につけることができます。
2.2 ガーバー・ファイル・ビューワ
ガーバー・ファイル・ビューアーとは、ガーバー・ファイルの内容を表示するためのソフトウェア・アプリケーションのことです。現在、市場には様々なガーバー・ビューイング・ツールが存在しています。
これらのツールの中には、従来のソフトウェア・アプリケーションのようにインストールして使用するものもありますが、ほとんどのツールは、コンピュータにインストールすることなくオンラインで使用することができます。これらのツールでは、ファイルをアップロードして、ガーバー・ファイルをオンラインで表示することができます。
2.2.1 ガーバー・ファイル・ビューアーの主な機能
良いGerberファイルビューアを選ぶためには、以下の3つの機能を考慮する必要があるでしょう。
1.最新のファイル形式に対応していること：理想的なGerberファイルビューアは、HPGL/HPGL-2やExcellonなどの一般的な最新のファイル形式に対応している必要があります。
2.正確な表示をサポート：優れたガーバー・ビューアーは、回路の確認やエラーの修正を容易にするために、ズーム機能や精密な測定機能も備えている必要があります。
3.プリンターとの互換性が高いこと。 ガーバー・ファイル・ビューアーは、より多くの種類のプリンターに対応していなければなりません。また、様々なプリンターに対応するためには、様々な印刷オプションを用意する必要があります。
2.2.2 最適なGerberビューアツール
市場で販売されているいくつかのGerber閲覧ツールの中で、現在、Gerberファイルを閲覧するためのツールとしては、以下の3つのツールが最も評価されています。
2.2.3 オンライン・ガーバー・ビューアー
カスタムPCB回路基板は、それゆえに難しい注文かもしれません。この記事では、最高のPCB基板を着地させるための5つの基本的な方法をご紹介します。 オンライン・ガーバーは、ガーバーファイル内のエラーをオンラインで閲覧・確認できる無料のオンラインツールです。このツールは、大容量のメモリや高い処理能力を持つコンピュータにインストールしたり、実行したりする必要のない軽量なツールです。
このツールは、Gerber274XおよびExcellon 1と2のファイルフォーマットに対応しています。また、このツールは、基板の設計ミスをチェックする必要がある場合、いつでもズームすることができます。
あなたがPCB製造のためにオンラインプリント基板メーカーを愛するかもしれないもう一つの理由。これは、信頼できるOnline Gerberに外注することで得られる利便性のためであり、他のGerberビューアーのように登録ユーザーのみに使用を制限していないという事実があります。
2.3 EasyEDA ガーバー・ビューアー
EasyEDAは、オンライン・ガーバー・ツールのほぼすべての機能を備えた素晴らしいオンライン・ガーバー・ビューアーです。しかし、オンラインGerberとは異なり、EasyEDAはアップロード/インポートされたPCBのレイヤーを表示し、ズームし、PCBの色を選択することができます。
また、穴の形状やサイズ、基板の寸法を比較することができる統計機能もあります。完了すると、EasyEDAはURLを使用してファイルを共有するオプションを提供します。
2.4 数値革新社のガーバー・ビューワ
Numerical Innovation は、とにかく素晴らしいです。このツールは、私たちが理想的なGerber Viewerのために考慮すべき重要な点として取り上げた機能をすべてチェックしています。分かりやすさを求めていますか？それをチェックします。画像のズーム機能はどうですか？
それもチェックしてください。ファイルの互換性はどうですか？それもチェック。正直なところ、Numericの使用感はシームレスです。Seed Studioから生成されるEagleファイルもAltiumファイルも非常に使いやすいですね。初心者には欠かせないツールになると思います。
次の章では、業界で利用可能なガーバーファイルの拡張子を見て、後にガーバーファイルを操作する方法を見ていきます。
3. ガーバーファイルの拡張子 (.gbr /.GBR)
ガーバーファイルは、主に「.gbr」または「.GBR」というファイル拡張子を持つことが多いです。ただし、「.GBX」、「.Top」、「.BOT」などの拡張子も使用されています。
また、「.gbr」という拡張子は、PCBガーバーファイルだけに適用されるわけではありません。この拡張子は、GIMPのような他の画像編集ソフトウェアアプリケーションでも、アプリケーションの画像ブラシファイルを表すために使用されることがあります。
3.1 では、なぜこのような種類があるのでしょうか？
さて、皆さんは、Gerberファイルフォーマットの3つのハイライト世代をまだ覚えていますか？ここでは、Gerberファイルの拡張子に関する全体像をご紹介します。では、まず最初に
3.1.1 標準ガーバー(RS-274-Dとも呼ばれる)
これは、Gerber Systems Corp.が1960年代から1970年代のフォトプロッタを動かすためのNC（Numerical Control）フォーマットとして設計した、最も古いガーバーファイルの表現形式です。RS-274-Dは、トラックを描くような基本的な作図機能をサポートしていた。RS-274-Dは、トラックを描くような基本的な作図機能をサポートしていたが、座標や余白を明確に定義するものではなかった（Electronic Industries Association, 1979）。
時が経つにつれ、標準ガーバーは不評を買い、最終的には2014年に開発者によって取り消された。しかし、拡張子「.gbr」が普及したのは、この「Standard Gerber」のおかげである。
3.1.2 拡張ガーバー（X-GerberのRS-274-Xとも呼ばれる
この形式のガーバーは、1998 年に UCAMCO によって導入された。X-Gerberは、UCAMCO社が1998年に発表したもので、人間が読めるASCIIコマンドを使用し、それを組み合わせて2Dのベクターグラフィックを生成する。X-Gerberには、グラフィックスを定義するためのメタデータの使用も組み込まれている。拡張子は「.gbr」と「.gbx」があります。
3.1.3 Gerber X2
Gerber X2は、最新のGerberファイルフォーマットです。3.1.3 Gerber X2 最新のGerberフォーマットです。このファイル・フォーマットは、「.top」や「.bot」のような追加のベンダー拡張子をすべてサポートしています。このファイルフォーマットは、最新のCAMソフトウェアのほとんどと互換性があります。
さて、ここまでGerberファイルを閲覧するためのソフトウェアツールを見てきましたが、ここからは時間をかけてGerberファイルを操作してみましょう。準備はいいですか？5、4、3、2、1…。
4. ガーバー・ファイルの作成
4.1 Eagle 3.55を使ったガーバー・ファイルの作成
このパートでは、PCBデザイン・ソフトウェアの使用方法をステップ・バイ・ステップで学びます。
1. PCB123
2. eagleでガーバーファイルとエクセルファイルを生成・変換する。
信頼できるメーカーを選ぶことは、設計後に重要なことですが、考慮しなければならないいくつかの要素があります。
- 1. 設計に問題がないかどうかをすぐに確認できるか？
- 2. 設計上の特別な要求に応えてくれるか？
- 3. リードタイム、品質、そして価格が納得できるかどうか。
4.1.1 ガーバーファイル
次のステップに進む前に、もう一つの定義ファイルをダウンロードする必要があります。CAMファイルです。
EAGLEには、2層基板用のガーバーファイルを簡単に作成できるCAMジョブファイルが用意されています。以下の手順で作業を進めてください。
まず、これらのファイルをダウンロードします。
- 1, eagle to gerber1.doc;(39.5 KB)
- 2, Eagle user brochure.pdf; (289 KB)
- 3, IPC-a-600.pdf(1.50 MB )
1. スクリーンにボードをロードします。
Eagle Control PanelからFile/Open/Boardをクリックして、使用するボードを選択します。
2. 上部ツールバーの「ULP」と書かれたアイコンをクリックします。
ダイアログボックスが表示されたら、ULPディレクトリからDRILLCFG.ULPというULPファイルを選択します。数秒後にコマンドラインにULPが終了したというメッセージが表示されます。
3. CAM Processorのアイコンをクリックしてください。
CAM Processorの画面が表示されます。この画面でFile/Open/Jobをクリックし（”Modified Job “を保存するか聞かれたらNOと答えてください）、CAMディレクトリからGERBER.CAMというCAMジョブを選択してOKをクリックします。
4. Process Job “というボタンをクリックしてください。
すると、2つのメッセージが表示されます。最初のメッセージは「Delete the $$$ file after process」で、これはEAGLEが作成するダミーファイルですので、OKをクリックします。2つ目のメッセージは「More than one signal layer Active」で、このメッセージにもOKをクリックします。基板の大きさや複雑さにもよりますが、全ての処理には数分から数時間かかります。
5. CAM Processorがすべてのプロセスを停止したら、それは終了を意味します。
このプロセスでは、ボードと同じ名前で、異なる拡張子を持ついくつかのファイルが作成されます。
.WHL Aperture Wheel File.PLC Silk Screen Component側
.CMP 銅コンポーネント側 .STC はんだストップマスク コンポーネント側
.SOL 銅 コンポーネント側 .STC ハンダストップマスク ハンダ側
次に、以下のファイルをzip形式で圧縮し、PCBメーカーに納品する必要があります。
| ガーバーファイル | エクステンション |
| トップ（銅）層 | .GTL |
| ボトム（銅）層 | .GBL |
| トップ・オーバーレイ | .GTO |
| ボトムオーバーレイ | .GBO |
| トップペーストマスク | .GTP |
| ボトムペーストマスク | .GBP |
| トップソルダーマスク | .GTS |
| ボトムソルダーレジスト | .GBS |
| キープアウト層 | .GKO |
| ドリル図面 | .GD1 |
| ドリルガイド | .GG1 |
| 内部プレーン レイヤ1,2,…,16 | .GP1, .GP2, … , .GP16 |
*GTPファイルは、ステンシルを作成するために使用されるので、PCBの製造には必要ありません（SMDパーツを使用したデザインの場合）。
4.1.2 Excellonファイル
Excellonファイルを使用する前に、ステップ1と2が完了していることを確認してください。
CAM プロセッサから直接、File/Open/Job をクリックし、CAM ディレクトリから EXCELLON.CAM という CAM ジョブを選択して、OK をクリックします。
次に、Processと書かれた小さなボタンをクリックします。これでEXCELLONファイルの生成が始まります。通常、この処理には数秒しかかかりません。
処理が終了すると、以下のファイルが作成されます。
.DRL ツール・ラック・ファイル.DRD Excellon. Output.DRI ドリル情報ファイル
アイコン
CAM Processor ユーザー言語プログラム(ULP)
既存のGERBER.CAMファイルへのレイヤーの追加
EAGLE 3.55」のマニュアル86ページを参照してください。
このドキュメントの最初のページでは、2面基板に必要なガーバーファイルの作成方法を説明しています。しかし、最近では2層以上の基板の需要が増えてきたため、この部分を追加することにしました。
初期状態のGERBER.CAMは、2面基板を作るために必要な全ての開口部を生成します。Gerber.CAMのプロセスを変更することで、CAMプロセッサにステップを追加して、追加のレイヤーに対応することができます。
始めましょう。
1. EAGLEのコントロールパネルから「File/Open/Board」をクリックし、対象となるボードを選択します。
2. CAMプロセッサーのアイコンをクリックします。
3. 3. File/Open/JOBをクリックし、CAMディレクトリからGERBER.CAMというファイルを選択します。Eagleが現在のプロセスを保存するように促したら NO」をクリックします。
4. CAM processorの画面に、SECTIONというフィールドがあることに気付きます。もし、「Generate a wheel file」というセクションが表示されていない場合は、セクションの最後にある下矢印をクリックして、「Generate a Wheel File」というセクションを選択してください。
5. CAMプロセッサー画面の右側に、レイヤーリストが表示されます。追加で入れたいレイヤーにタグを付けます。内側のレイヤーや、一番下のシルクスクリーンのレイヤー（BPlaceとBName）などです。他のレイヤーのタグを解除しないでください。ファイル/ジョブの保存」をクリックして、これまでの作業を保存します。このCAMジョブに別の名前をつけることをお勧めします。例：4Layer.cam)
6. 6. 必要なレイヤーにタグを付けた後、SECTION の下向き矢印をクリックして、最後のセクションである Solder Stop Mask SOL を選択します。
7. 7. [ADD]ボタンをクリックします。追加ボタンをクリックすると、作成する新しいセクションの名前を聞かれる。例えば、「inner POWER PLANE VCC」、「INNER SIGNAL Layer 2」、「BOTTOM SILK SCREEN」など、自分の好きな名前を付けることができます。) 完了したら「OK」をクリックします。
8. 次に、このセクションに適切なレイヤーを選択します。インナーパワープレーン(例えば$GND)であれば、それだけでそのレイヤーが選択されます。ボトムシルクスクリーンレイヤーの場合は、Dimension、BPlace、BNameの各レイヤーにタグを付けます。通常の信号レイヤーであれば、PADやVIAと組み合わせて、他のレイヤーがタグ付けされていないことを確認してください。
9. 9. 出力の名前を変更します。このページの一番下にある表を例にしてください。
10. 新しいレイヤーが必要になるたびに新しいセクションを作成します。ステップ7、8、9、10を新しいレイヤーごとに繰り返す。
ページ番号1のステップ4に進みます。
| レイヤー | 拡張機能 |
| 供給層 | 供給層のみ（$GND）.GND |
| 信号層 | シグナル層、パッド、Via.LY3 |
| 底面 シルクスクリーン | 次元、Bplace、Bname.PLS |
4.2 Altium Designerからガーバーファイルをエクスポートする方法
4.2.1 ガーバーの生成
1: “File” メニューを選択し、 >> “Fabrication Outputs” >> “Gerber files” を選択します。
2：表示されたダイアログボックスで、PCBの測定パラメータを指定します。
3：レイヤーを選択します。2層基板の場合、レイヤーG1、G2、G3のチェックを外す ….
4: 埋め込み式アパーチャの確認
5: 設定に問題がないことを確認したら、”OK “をクリックしてGerberを生成します。
4.2.2 Excellonの生成
1: “File “メニューから “Fabrication Outputs “を選択し、”NC Drill files “を選択します。
2: Gerber Fileのパラメータに合わせてパラメータを調整し、「Ok」をクリックして生成します。
3: 生成されたすべてのファイルを.zipファイルに圧縮して、Manufacturingに送る。
4.3 ガーバー・ファイル（.gbr）を「.pcb」ファイルに変換する
4.3.1 「.pcb」ファイルとは？
一言で言えば、「.pcb」ファイルの拡張子は、CAD（Computer Aided Design）ソフトウェアアプリケーションで生成されたファイルに関連する拡張子です。ULTIUM Designerなどのソフトウェアで回路を設計した後、回路基板を作成するための情報を格納するために生成されたファイルのことです。
4.3.2 なぜこれが重要なのか？
設計エンジニアは、理解しやすいPCBフォーマットでデータを共有することができますが、PCBのメーカーは、掘削などの要因に関する追加のガイドラインを必要とする場合があります。これらのパラメータは、成功したWellPCBを妨げる可能性があります。私たちは、ワンストップサービスと高品質の製品を提供します。あなたは私たちにあなたが作るために必要な文書を送信し、すぐに見積もりを得ることができます! 私たちは何を待っている？我々は、未チェックの場合、PCB製造の10年を持っています。
4.3.3 どのようにして変換するのですか? 変換のための12のステップ（LinkCADを使用する場合
-まず、LinkCAD を公式サイトからダウンロードします。
-次に、通常のプログラムのように、コンピュータにインストールします。 この操作により、5 日間の試用が可能になります。
-LinkCAD をコンピュータで起動します。
-開いた画面で、「Import Format」をクリックし、ドロップダウンリストの中からPCBファイルタイプ（変換するタイプ）を選択します。
-Export Format」のドロップダウンの中から「Gerber」を選択します。
-Skip options” ダイアログオプションのチェックを外します。
-GDSII Import Options」ウィンドウの「Ignore text」メニューオプションをチェックする。
-Export Options “メニューの中で、必要な設定を変更する。
-コンピュータ内を参照して変換する “PCB “ファイルを選択します。
-表示されたウィンドウで “Next “ボタンをクリックし、ファイルが変換されるのを待ちます。
-元の “PCB “ファイルのあるフォルダ内で、変換されたガーバーファイルを確認します。
-問題がなければ、”Finish “をクリックして終了します。
結論
さて、少し前までは、WellPCBの回路アイデアを正確に提示できるガーバーファイルを作成する作業が行われていました。Wneは、ワンストップサービスと高品質な製品を提供します。作成に必要な書類を送って、すぐに見積もりを取ることができますよ。我々は何を待っている？我々は、PCB製造の10年は、しばしば困難な作業でした持っています。まず、適切なCAM（Computer Aided Manufacturing）ソフトウェア・アプリケーションを習得するという課題がありました。
この課題に続いて、アパーチャリストやツールリストなどのリストがないという共通の問題がありました。さらには、CAMソフトの互換性の問題もあり、大変な苦労を強いられました。
しかし、時間の経過とともに、この作業は非常に合理的になりました。CAMソフトウェアやGerberのようなファイル表現の進歩により、開発者や設計者はファブリケーションデータセットからPCBを製造できるようになりました。
電子機器はPCBに依存し、PCBはGerberファイルに依存しています。つまり、電子機器が発展するためには、PCBが発展しなければならず、PCBが素晴らしいものであるためには、Gerberデザインがチャートを超えたものでなければならないのです。
ガーバーが改善されるためには、改善されたエレクトロニクスに対する需要が増加しなければなりません。見えますか？おかしなループに気付きましたか？だからこそ、未来の電子機器は、端っこにあるGerberファイルで埋め尽くされる可能性が高いのです。自分で勉強する以外に、どんなことができるでしょうか？
こんにちは！このパートを気に入っていただけたようですね。
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