הקדמה
קובץ .gbr מוכר בדרך-כלל בתור קובץ גרבר (Gerber) – פורמט הסטנדרט בתעשיית ייצור מעגלים מודפסים (PCB) לתיאור שכבות הנחושת, מסכות ההלחמה, הדפסת המשי (Silkscreen) ונתוני הקידוח. הקבצים הללו ממירים את תכנון ה-PCB להוראות ייצור מדויקות שניתנות לקריאה על-ידי מערכות CAM (Computer-Aided Manufacturing).
המונח “קובץ GBR” עשוי להתייחס גם לפורמטים אחרים – כמו קובצי מברשות של GIMP או נכסי משחקים ישנים – אך מאמר זה מתמקד בשימושו בעולם תכנון וייצור האלקטרוניקה. נסקור את מבנה פורמט גרבר וההתפתחות שלו, כלים נתמכים לצפייה והמרה, שיטות עבודה מומלצות להכנת הקבצים, ושלבי פתרון תקלות נפוצות.
סוגי קובצי GBR – הסבר והשוואה
אמנם קובצי גרבר שולטים בייצור PCB, אך קיימים סוגי GBR נוספים בתוכנות עריכת תמונה ובפיתוח משחקים רטרו. הטבלה הבאה מסכמת בקצרה:
סוגי GBR נפוצים
| סוג קובץ | שימוש עיקרי | תוכנות קשורות | תיאור |
|---|---|---|---|
| Gerber (.gbr) | תכנון וייצור PCB | Altium Designer, KiCad, Eagle, Gerbv | פורמט תעשייתי לתיאור שכבות PCB ונתוני קידוח. משמש יצרנים לייצור הלוחות. |
| GIMP Brush (.gbr) | עריכת תמונה דיגיטלית | GIMP | קובץ מברשת מותאם ל-GIMP המכיל ביטמאפ ומטא-דאטה (כמו מרווח משיכות). |
| Game Boy Tile (.gbr) | פיתוח/האמולציה של משחקים | כלי פיתוח Game Boy, Tile Layer Pro | שומר גרפיקת "אריחים" של משחקי Game Boy ישנים; נפוץ בהאקינג של ROM או בסביבות פיתוח מורשת. |
| DNA Sequence (.gbr) | נתונים גנומיים (נדיר) | SnapGene, GenBank | לעיתים קיצור לא רשמי לרשומות GenBank (.gb/.gbk); שימוש נדיר. |
יסודות פורמט גרבר: GBR בייצור PCB
בעולם האלקטרוניקה, .gbr הוא בדרך-כלל קובץ גרבר – הפורמט הסטנדרטי לתיאור השכבות הפיזיות של PCB לצורכי ייצור. הקבצים משמשים כ"תוכניות עבודה" מדויקות: הם מדריכים מכונות ייצור היכן להניח מוליכים, להחיל מסכת הלחמה, לקדוח חורים ולהדפיס משי.
מהו פורמט Gerber?
פורמט גרבר, המנוהל על-ידי Ucamco, הוא מפרט וקטורי המייצג שכבות PCB שונות. כל קובץ גרבר מקביל לשכבה אחת או לשלב תהליך אחד בזרימת הייצור.
שלושת הפורמטים המרכזיים:
| פורמט | תיאור |
|---|---|
| RS-274D | פורמט מיושן הדורש קובצי אפֶּרצ'רים (Apertures) נפרדים; לא מומלץ כיום. |
| RS-274X (Gerber X1) | פורמט מודרני עם אפֶּרצ'רים מוטמעים; הנפוץ ביותר בתעשייה. |
| Gerber X2/X3 | גרסאות משודרגות עם מטא-דאטה של שכבות, מידע רכיבים וקישורי נט-ליסט; X3 מוסיף נתוני Stack-up וסדר שכבות לאוטומציה מתקדמת. |
סוגי שכבות גרבר נפוצות
כל קובץ גרבר נקרא ומיוצא בהתאם לשכבה/תהליך שהוא מייצג. תכנון PCB טיפוסי עשוי לכלול:
| סוג שכבה | תיאור | שם קובץ לדוגמה |
|---|---|---|
| Top Copper | מסלולים ופדים בשכבה העליונה | TopCopper.gbr או F_Cu.gbr |
| Bottom Copper | מסלולים ופדים בשכבה התחתונה | BottomCopper.gbr או B_Cu.gbr |
| Top Solder Mask | אזורי מסכת הלחמה עליונה | TopMask.gbr או F_Mask.gbr |
| Top Silkscreen | טקסט/גרפיקה מודפסים על פני הלוח | TopSilkscreen.gbr או F_Silk.gbr |
| Board Outline | קווי המתאר/המסגרת המכנית של הלוח | BoardOutline.gbr או EdgeCuts.gbr |
| Drill File | מיקומי חורים וגדלי כלים | לרוב לא .gbr אלא .drl, למשל Drill.drl |
יצירה וצפייה בקובצי גרבר
גרבר הוא פלט הייצור הסטנדרטי ל-PCB. לאחר השלמת העיצוב, מייצאים כל שכבה – נחושת, משי, מסכת הלחמה, קידוחים ועוד – לקובץ נפרד. לאחר מכן שולחים ליצרן. ייצוא מדויק ובדיקת צפייה ויזואלית חיוניים כדי למנוע טעויות יקרות.
איך מייצאים גרבר בכלי EDA נפוצים
| תוכנת EDA | שיטת הייצוא (תמצית) |
|---|---|
| KiCad | ב-PCB Editor לבחור Plot → פורמט Gerber → לבחור שכבות → Generate Drill Files לקידוחים → Export. |
| Altium Designer | File → Fabrication Outputs → Gerber Files → הגדרת שכבות ואפֶּרצ'רים → Export. |
| Autodesk EAGLE | CAM Processor → טעינת Job gerber.cam → Process Job → ייצוא לתיקייה. |
| EasyEDA | Fabrication Output → לבחור Gerber → הורדת ZIP עם כל השכבות. |
| OrCAD / Allegro | Artwork Output → הגדרת Film Control → ייצוא כל שכבה כ-Gerber. |
מציגי גרבר מומלצים
| מציג | פלטפורמה | מאפיינים עיקריים |
|---|---|---|
| Gerbv | Windows / Linux / macOS | קוד פתוח; תומך RS-274X. |
| GC-Prevue | Windows | מציג CAM תעשייתי עם שליטת שכבות ומדידות מתקדמות. |
| ViewMate | Windows | מציג מקצועי; מאפשר גם עריכות קלות. |
| ZofzPCB | Windows | מציג תלת-ממד לערימות שכבות (Stackups) ועומקי קידוח. |
| Online Gerber Viewer | דפדפן | ללא התקנה; מעולה לבדיקות מהירות (למשל EasyEDA Viewer). |
בדיקת תקינות ופתרון תקלות (QC)
לפני מסירה ליצרן PCB, חשוב לבצע תהליך בקרת איכות (QC) יסודי. שגיאות בקובצי גרבר עלולות לגרור עיכובים, עלויות נוספות או לוחות לא-תקינים. תהליך QC מוצק מבטיח שכל שכבה יוצאה נכון, מיושרת היטב ועומדת בדרישות הייצור.
נקודות בדיקה מרכזיות
| בדיקה | תיאור |
|---|---|
| שלמות השכבות | לוודא שקיימות כל השכבות הנדרשות: נחושת עליונה/תחתונה, מסכת הלחמה, משי, קידוח וקווי מתאר. |
| אחידות שמות הקבצים | להשתמש בשמות ברורים וסטנדרטיים (כמו TopCopper.gbr, BottomMask.gbr, BoardOutline.gbr); להימנע משמות מעורפלים. |
| יחידות ועיצוב מספרי | לאשר יחידות (מ״מ/אינץ') ותצורת ספרות (למשל 2:5 או 2:6) בהתאם לדרישות היצרן. |
| צירוף קובץ קידוח | לצרף תמיד קובץ Excellon .drl עם מיפוי כלים נכון והגדרות Zero Suppression מתאימות. |
| הגדרות אפֶּרצ'רים | ב-RS-274D להגדיר אפֶּרצ'רים בקובץ נפרד; עדיף להשתמש ב-RS-274X/X2 עם אפֶּרצ'רים מוטמעים. |
| אחידות דיכוי אפסים | לוודא אחידות בין Leading/Trailing Zero Suppression בכל הקבצים. |
| קוטביות וחפיפות | להגדיר נכון מילויים/שליליים (Clearances) ולהימנע מחפיפות פוליגונים. |
תקלות נפוצות ופתרונות
| בעיה | סיבה אפשרית | פתרון מומלץ |
|---|---|---|
| חורים חסרים | קובץ קידוח לא צורף או מופה לא נכון | יצירת .drl מחדש עם מפרטים תואמים (יחידות/אפסים/דיוק). |
| טקסט לא נראה/מעוות | גופני TrueType לא הומרו לוקטור | להשתמש בגופני Stroke או להמיר טקסט למסלולים לפני הייצוא. |
| חוסר יישור בין שכבות | נקודת מוצא/יחידות שונות | לאחד Origin ויחידות לכל השכבות לפני הייצוא. |
| הפרות מרווחים/קַלירֶנסים | DRC לא רץ או כללי תכנון שגויים | להריץ DRC בכלי ה-EDA ולתקן חריגות. |
| שכבות מיותרות/כפולות | הגדרת CAM שגויה | לעבור על הגדרת Job ולייצא מחדש בקפדנות. |
תכל׳ס: QC עקבי חוסך Re-spin ומבטיח מעבר חלק מתכנון לייצור.
שאלות נפוצות (FAQ)
מהו קובץ .gbr וכיצד משתמשים בו?
ברוב המקרים מדובר בקובץ גרבר לתיאור שכבות בודדות בלוח (מסלולי נחושת, מסכת הלחמה, הדפסת משי). היצרנים מייצרים ממנו את הלוחות הפיזיים ישירות.
איך פותחים קובץ .gbr?
באמצעות מציגי גרבר ייעודיים כמו Gerbv, GC-Prevue, ViewMate או ZofzPCB – מאפשרים בדיקה ויזואלית של כל שכבה לפני שליחה לייצור.
איזו תוכנה יכולה ליצור קובצי גרבר?
כלי EDA נפוצים כגון KiCad, Altium Designer, Autodesk Eagle ו-EasyEDA. לכל אחד אפשרות CAM/Plot להפקת פלט .gbr תקני.
האם אפשר להמיר גרבר (.gbr) ל-PDF או לתמונות?
כן. כלים כמו Gerbv, ViewMate ומציגים מקוונים רבים תומכים ביצוא ל-PDF/PNG/SVG – שימושי לתיעוד ולאישורי לקוח.
למה הקובץ לא מוצג נכון במציג?
לרוב בגלל קובץ קידוח חסר, חוסר יישור שכבות או אי-התאמה בהגדרות פורמט (יחידות, Zero Suppression). ודאו שכל הקבצים נכללים וההגדרות אחידות.
מה ההבדל בין RS-274X, X2 ו-X3?
RS-274X הוא הסטנדרט עם אפֶּרצ'רים מוטמעים. X2 מוסיף מאפיינים כמו נתוני נט-ליסט ומרכיבים. X3 (עדיין בתהליך אימוץ) מוסיף נתוני Stack-up וסדר שכבות לאוטומציה רחבה יותר.
האם חובה לצרף קובץ קידוח?
כן. קובצי קידוח Excellon (.drl/.txt) נדרשים לציון מיקום וקוטר חורים וויָאס. בלעדיהם הייצור לא יהיה מדויק.
אפשר לערוך קובץ .gbr אחרי הייצוא?
גרבר אינו מיועד לעריכה כמו CAD. יש כלים (למשל ViewMate Pro או CAM350) לשינויים קלים, אך לשינויים תכנוניים עדיף לערוך את ה-PCB המקורי ולייצא מחדש.
איך רצוי לקרוא לקובצי גרבר?
שמות ברורים כמו TopCopper.gbr, BottomMask.gbr, DrillFile.drl. הימנעו משמות כלליים כמו layer1.gbr כדי לעזור ליצרן ולצמצם סיכונים.
היצרן דיווח על שגיאות – מה עושים?
שחזרו את הבעיה במציג גרבר, ייצאו מחדש עם הגדרות מתוקנות. בדקו נקודת מוצא, יחידות ותאימות קובץ הקידוח. יצרנים רבים מספקים גם דו"חות DFM לזיהוי תקלות.
סיכום
הבנת המבנה, השימוש והטיפול הנכון בקובצי .gbr – ובעיקר קובצי גרבר לייצור PCB – היא חיונית למהנדסים, למתכננים ולאנשי מקצוע בעולם האלקטרוניקה. מהפקה בכלי EDA, דרך צפייה, בדיקה, המרה ואריזה לייצור – כל שלב משפיע ישירות על הדיוק ועל יכולת הייצור של הלוח.
במדריך זה סקרנו:
- מהו קובץ GBR וכיצד הוא משתנה לפי הקשר.
- איך מייצרים וצופים בקובצי גרבר באמצעות כלים תעשייתיים נפוצים.
- זרימות QC וטכניקות פתרון תקלות נפוצות.
- שיטות עבודה מומלצות להמרה ושיתוף עם יצרני PCB.
- טיפים מתקדמים ותשובות לשאלות נפוצות.
בין אם אתם מכינים אב-טיפוס ובין אם מגישים קבצים לייצור המוני – אימוץ השיטות הללו יסייע להימנע מעיכובים יקרים ולשפר את האמינות של התכנון שלכם.
