変換処理を挟まずに、あなたの設計ツールが出力するちょうどそのリビジョンのデータを、製造業者の生産用CAMシステムがネイティブに取り込める、最もリッチなフォーマットで送ってください。現在ほとんどの基板では、依然としてクリーンな Gerber X2 セットに Excellon ドリルデータ、ドリル工具リスト、そして IPC-D-356 ネットリストを組み合わせたものがそれにあたります。ODB++ や IPC-2581 は、高密度多層板や HDI、ターンキー案件では十分な価値がありますが、引き継ぎの両端が実ジョブで検証されている場合に限ります。どの場合でも、フォーマット名そのものよりも、単一の設計リビジョンに紐づいた、完全で内部整合性の取れたパッケージであることの方が重要です。
その答えは一見シンプルに聞こえますが、実際にはフォーマットの選択こそが、多くの初回設計で数日を失う原因になっています。CAD メニューにそのオプションがあるからと、デザイナーはインテリジェントなデータセットを書き出しますが、工場側のフロントエンドはそれを黙ってレイヤー画像へと変換し直し、レイヤー順は推測に頼り、そして 2 日後にはエンジニアリングの問い合わせがデザイナーの受信箱に届くのです。本ガイドでは、各フォーマットが実際にはどのような情報を含んでいるのか、製造業者がそれをどのように受け取り・チェックしているのか、どのフォーマットがどの種類のボードに適しているのか、そして最初の CAM レビューを一発で通過するデータパッケージをどのように組み立てるかを説明します。
重要なポイント
・ガーバーは画像を記述し、1ファイルにつき1レイヤーです。ODB++ と IPC-2581 は、レイヤー、ドリル穴、ネット、部品およびスタックアップを、1つの構造化されたデータセットとして製品を記述します。
・モダンなGerberは「愚か」ではありません。Gerber X2属性とGerberジョブファイルは、レイヤー機能、パッドの役割、CADネットリスト、およびビルド仕様を保持できますが、それらを有効にした場合に限ります。
• 受け取る側のCAMパスがその形式をネイティブに読み取れる場合にのみ、インテリジェントなフォーマットは効果を発揮します。変換されたインポートでは、送信したまさにその情報が失われてしまうことがあります。
• どのようなフォーマットであっても、明確な要件の記述に取って代わることはできません。インピーダンス目標値、IPCクラス、公差、特殊プロセスなどは、依然として人が読む場所に文章として記載する必要があります。
・送信するものは何であっても、同じリリースからすべてのファイルを生成し、それを作成していないビューアで確認し、1つのデータセットを基準となるリファレンスとして指定してください。
ファブリケーターは実際にあなたのデータから何を必要としているのか?
フォーマットを比較する前に、データパッケージが果たすべき役割を明確にしておくと役立ちます。ファイルが届くと、いかなるツーリングを行う前に、CAMエンジニアは6つの質問に答えなければなりません。あらゆるフォーマットは、これらの質問に答えるための単なる別々の方法にすぎず、フォーマット間の主な違いは、「どれだけ多くの回答をそのフォーマット自体が持っているか」と「どれだけ多くを別ファイルで補わなければならないか」にあります。
| CAM が必ず答えるべき質問 | 回答の典型的な出典 |
|---|---|
| 各層には何を描写すべきですか? | 銅箔、ソルダーマスク、シルク印刷、およびペーストアートワーク |
| 穴はどこにあり、どのくらいの大きさで、メッキされていますか。 | 実装孔と非実装孔が分離された、ドリルデータおよびドリル工具リスト |
| ボードの形は何ですか? | 基板外形(プロファイル)およびあらゆる抜き加工、スロット、またはルーティング加工された形状 |
| 層はどの順番で積み重なっていて、それぞれ何でできていますか。 | スタックアップの定義:層構成、誘電体の厚さ、銅箔の厚さ、材料 |
| 何と何を接続することになっているのですか? | ネットリスト:ベアボードの電気検査および、アートワークが設計意図どおりになっているかの確認に使用される |
| このボードは何が特別なのですか? | インピーダンス目標、表面仕上げ、許容量、IPC クラス、ビア処理、マーキングおよびその他の注意事項 |
六つすべてに矛盾なく答えられるパッケージは、構築可能である。 いずれか一つが未回答であったり、同じ問いに異なる値で二度答えているパッケージは、エンジニアリング上の検討課題となる。 以下のフォーマット説明を読む際には、この枠組みを念頭に置いてほしい。これが、それぞれが何を付け加えているのかを最も明確に理解する方法である。
Gerberとは何か、そしてなぜ今でもデフォルトなのか?
Gerber は、1 ファイルにつき 1 つの 2 次元イメージを記述する、オープンな ASCII ベースのベクタ形式です。もともとはフォトプロッタ用のコマンド言語として誕生したため、その中核となる命令はいまでも「描画」「移動」「アパーチャのフラッシュ」です。一般的な製造用データセットには、各銅層ごとに 1 ファイル、各ソルダーマスクごとに 1 ファイル、各シルク(レジェンド)層ごとに 1 ファイル、外形プロファイル用のファイルが 1 つ、そして通常は Excellon 形式の個別のドリルファイルが含まれます。フォトプロッタ制御から現代の CAM 入力形式へどのように進化してきたかについての背景を知りたい場合は、当社のガイドを参照してくださいガーバー拡張ファイル歴史を詳しく取り上げています。
RS-274D から Gerber X3 へ
このフォーマットはすでに複数の世代を経ており、エクスポートを設定する際にはそれらの違いが重要になります。
・RS-274D(標準ガーバー)座標とアパーチャ番号は格納しましたが、アパーチャ形状は別の、非公式に合意されたファイルに分離していました。これは仕様の所有者によって正式に廃止されており、ほとんどの製造業者はもはや受け付けていません。あなたのツールがまだこれを提供している場合は、使用しないでください。
•RS-274X(拡張ガーバー、一般にX1と呼ばれる)各ファイル内にアパーチャ定義を埋め込むため、各レイヤーファイルは自己完結しています。これは、世界中の事実上すべてのCAMシステムが読み込むベースラインです。
•ガーバー X22014年に導入されたX2は、同じファイルに標準化された属性を追加します。ファイルは自分自身の機能(トップ銅箔、ボトムソルダーレジスト、外形)を宣言でき、パッドはSMDパッド、ビアパッド、またはフィデューシャルとしてタグ付けすることができ、オブジェクトはCADネット名を保持できます。X2は後方互換性があります。属性を理解しないCAMシステムは、それらを単に無視します。
・ガーバー X3参照番号、フットプリント、部品番号などのコンポーネント情報を追加することで、同じ考え方をアセンブリにまで拡張します。
・Gerber ジョブファイル(.gbrjob)は、アートワークを一切含まない小さな JSON の補助ファイルです。その代わりに、基板構成(全体の厚さ、銅層の層数、材料、表面仕上げ、さらにはスタックアップ自体)を記述することができます。これは、PCB 設計において最も活用されていないファイルのひとつです。
Gerber が強い点と、弱い点
Gerber の大きな利点は、その普遍性です。あらゆるファブリケーターが読み取ることができ、すべての EDA ツールが書き出すことができ、あらゆるプラットフォーム向けに無償ビューアが存在するため、設計者は工場側にどのように見えるかをそのまま確認できます。その弱点は断片化です。プレーンな RS-274X セットでは、レイヤー順はファイル名によって暗示され、ドリルデータは別形式で存在し、独自の単位系やゼロサプレッション設定を持ち、さらに、別途ネットリストを追加しない限り接続情報は存在しません。これらが分離されているそれぞれの箇所で、2 つのファイルの内容が食い違う可能性が生じます。
X2属性とジョブファイルはそれらの多くのギャップを埋めるため、「ガーバー対インテリジェントフォーマット」という対比は、かつてほど劇的なものではなくなっています。問題は、両端が協調しなければならないという点です。エクスポーターは属性を書き出すように設定されている必要があり、受け取る側のCAMシステムはそれらを使用しなければなりません。どちらか一方でも対応していない場合、そのパッケージは通常のRS-274Xと同様に動作します。
ODB++とは何であり、何をもたらすのか
ODB++ は、PCB 設計を製造工程へ移行させるためのデータベースとして 1990 年代半ばに Valor によって作成され、現在は Siemens のエレクトロニクス・エコシステム内で維持管理されており、無償ビューアやエクスポート・インターフェースが提供されています。 独立した画像ファイルのフォルダではなく、ODB++ ジョブは階層型ディレクトリ構造となっており、転送のために通常は単一の .tgz アーカイブに圧縮されます。 中央のマトリクスがすべてのレイヤーとその役割および順序を定義し、別個のセクションにはレイヤーのフィーチャー、ドリルおよびルーティング区間、ネットリスト、部品配置および属性が格納されます。
実務上の違いは、CAM がもはや推測しなくてよくなる点に現れます。Gerber ビューアでは、長方形の銅箔形状は単なる形状にすぎず、それが部品パッドなのか、テストポイントなのか、あるいは銅箔ポアの一部なのかを示すものは何もありません。ODB++ では、同じフィーチャは明示的に「パッド」であり、名前付きネットに属し、特定のコンポーネントのピンに属しており、さらにビアのドリルスパンによって、そのビアがどの層同士を接続しているかが正確に記録されます。層の順序も推測ではなく定義されています。埋め込みビアや複数回の逐次積層を行う基板においては、そのことで一つの種類のあいまいさが完全に取り除かれます。
2020年にはフォーマットがファミリーへと拡張され、設計から製造への引き渡し用である ODB++Design に加え、工場フロア向けデータ用の ODB++Process と ODB++Manufacturing が追加されました。基板をファブリケーターに送る設計者にとって重要なのは、ODB++Design の部分です。
トレードオフ
・ガバナンス仕様は公開されており無償で利用できますが、標準化団体ではなく単一の企業によって管理されています。一部の組織は、特に長寿命製品において、それをサプライチェーン上の考慮事項として扱います。
・バージョンの整合性最近の EDA リリースから出力された ODB++ エクスポートは、古い CAM インポーターでは認識できない機能を使用している場合があります。サポートされていないコンテンツは、明確なエラーなしに破棄されてしまうことがあり、これは明確に拒否される場合よりも厄介です。
•検査ODB++ は Gerber よりも目視で確認するのが難しいです。送信内容を確認するには ODB++ に対応したビューアが必要ですが、多くの設計者はその手順を省いてしまいます。
IPC-2581とは何か、そして「オープン」であることはなぜ重要なのか
IPC-2581 は、IPC デジタル・プロダクト・モデル・エクスチェンジ(DPMX)としても知られ、IPC によって維持管理され、EDA ベンダー、基板製造業者、実装業者、および OEM から成る業界コンソーシアムによってサポートされているオープン規格です。これは、銅箔アートワーク、材料および誘電データを含む完全なスタックアップ、ドリルおよびルーティング情報、ネットリスト、部品実装位置、部品表(BOM)、および組立・検査情報を含めることができる、単一の構造化された XML ファイルで製品を記述します。元の規格は 2004 年に発行され、2020 年に公開されたリビジョン C では、最新の構造への対応が拡張され、同一フォーマット内で製造業者と設計者の間で DFM フィードバックを交換するためのメカニズムが追加されました。
概念的には、IPC-2581 は ODB++ と同じ問題を解決します。違いは所有権にあります。IPC-2581 規格は 1 社のベンダーではなく業界団体によって管理されているため、ベンダー中立のデータ、長期的なアーカイブ寿命、そしてサプライヤーやツール間で自由に作業を移行したい組織にとって魅力的な存在となっています。私たちの概要ではIPC-2581規格その構造について、より詳しく説明します。
トレードオフ
•不均一な吸気サポート。採用が最も進んでいるのは、大規模で自動化志向の強いメーカーです。多くの製造業者は IPC-2581 を閲覧または変換することはできますが、生産用ツーリングの元データとしてネイティブに使用しているところは多くありません。
•改訂とプロフィールの不一致。IPC-2581 ファイルは、スキーマの特定のリビジョンに対して有効であり、エクスポーターはどのデータセクションを含めるか選択することができます。ファイルは完全に有効な XML であっても、受信側が必要とする内容が省略されている場合や、受信側が異なる解釈をしてしまうような形で表現されている場合があります。
•より豊富なデータ、より広い露出。ネットリスト、BOM、スタックアップを含む単一ファイルは、一連のアートワークファイルよりもあなたの設計内容を多く明らかにしてしまいます。特定のサプライヤーに実際に必要なセクションがどれかを判断してください。
Gerber、ODB++、IPC-2581 を横並びで比較するとどうなるか?
下の表は、一般的な機能を比較したものです。ここで説明しているのは、各形式が「何を扱えるか」であり、特定のエクスポーターが「何を書き出すか」や特定のサプライヤーが「何を読み込むか」ではありません。それについては、引き渡しのたびに確認する必要があります。
| 属性 | ガーバー(RS-274X / X2 / X3) | ODB++ | IPC-2581 |
|---|---|---|---|
| データモデル | 画像をレイヤー化し、必要に応じて属性を追加します | 階層型商品データベース | 単一構造化XML製品モデル |
| 標準的な配送 | 複数のファイルを一緒に圧縮したZIPファイル | 1 つの圧縮ディレクトリツリー(.tgz) | 1 つの XML ファイル(場合によっては圧縮済み) |
| レイヤーの順序と機能 | X1ではファイル名によって暗示され、X2では属性によって明示的に宣言される | ジョブマトリクスで定義済み | スタックアップセクションで定義されます |
| スタックアップと材料 | Gerberジョブファイル経由、または別途の図面のみ | 埋め込み可能 | 埋め込み可能で、誘電率データを含みます |
| 掘削データ | 通常は別々の Excellon ファイル | 統合され、レイヤーの範囲を含む | 統合され、レイヤーの範囲を含む |
| ネットリスト | 別個の IPC-D-356 ファイル、または X2 内の CAD ネット属性 | 統合された | 統合された |
| コンポーネントと部品表 | X3 内の個別ファイル、またはコンポーネントレイヤー | 統合された | BOM を含む統合済み |
| ガバナンス | Ucamco によって公開されたオープン仕様 | シーメンスによって管理されている公開仕様 | 業界コンソーシアムによるオープンIPC規格 |
| 人によるレビュー | 簡単で、どこでも無料で視聴できます | ODB++ ビューアが必要 | IPC-2581 ビューアが必要 |
| ファブ受け入れ | ユニバーサル | 既存のファブリケーターおよびEMSプロバイダーの間で広く普及している | 増加中;サプライヤーごとに確認 |
| 主なリスク | 関連ファイルが存在しないか一致していません | エクスポーター/インポーターのバージョンが一致しません | 改訂内容またはコンテンツプロファイルの不一致 |
なぜ「うちのファブで本当に作れるのか?」こそが本当の問いなのか
フォーマットに関する議論は、どれが技術的に優れているかに焦点が当たりがちです。特定のビルドにとっては、それは誤った問いです。重要なのは、データが工場に到着してから最初の1時間に何が起こるかであり、そこには一般的な3つのパスがあります。
1.ネイティブインポート。CAM システムはそのフォーマットを直接読み取り、ネット、スパン、スタックアップを含む内容をツーリングおよび DFM チェックの実行に利用します。ここで、インテリジェントなフォーマットはその真価を最大限に発揮します。
2.変換してインポートフロントエンドは、入力されたファイルを独自の内部形式、またはレイヤー画像に変換します。変換ツールが理解できないものは破棄される可能性があり、あなたが注意深くエクスポートしたネットリストやパッドの役割が、エンジニアの手元に届かないままになることもあります。
3.手動再構築エンジニアはデータセットを確認し、それを基にジョブを再構築し、その際によくガーバーデータ一式や図面を参照します。これは、最初から整理されたガーバーパッケージを受け取る場合よりも時間がかかります。
パス2または3で送られる高度なフォーマットは、問題が目立たずに進行してしまうため、適切に準備されたGerber X2パッケージよりも悪い結果を招く可能性があります。重要なビルドでフォーマットを変更する前に、必ず次の質問を文書でファブリケーターに確認してください。
・本番用CAMシステムがネイティブにインポートできるフォーマットの種類と、それぞれのバージョンまたはリビジョンは何ですか?
・受け取ったファイルをそのまま使用しますか?それとも、ツールにかける前に変換しますか?変換する場合、何が失われますか?
・インテリジェントデータセットに加えて、依然としてガーバーデータ一式や製造図面も必要としますか。
・インポートした結果が当社の図面や他のファイルと矛盾している場合、作業を中断して確認しますか、それともそのまま進めますか。
・同じ品番で形式を変更した場合、新たな技術審査が必要になりますか?
それら5つの質問に対する明確で具体的な答えは、どの形式が最適かについてのあらゆる一般的なルールよりも価値があります。
あなたのボードにはどの形式を送るべきですか?
受信側を念頭に置くと、選択は通常、ボードおよびサプライチェーンの状況から導かれます。 以下のシナリオは絶対的なものではなく、あくまで出発点です。サプライヤーの確認済み能力が常にそれらに優先します。
| あなたの状況 | おすすめパッケージ | なぜ |
|---|---|---|
| シンプルな2〜4層プロトタイプ | Gerber X2 + Excellonドリル + ドリル工具リスト | ユニバーサルアクセプタンスと、あらゆるCAMキューを最速で通過するための方法 |
| 制御インピーダンス付き多層基板 | Gerber X2 + ジョブファイル + ネットリスト、またはネイティブ対応している場合は ODB++/IPC-2581;さらに指定されたスタックアップおよびインピーダンステーブル | レイヤー順序とインピーダンスの意図は、別のメールではなく、データと一緒に伝達されなければなりません |
| HDI、ブラインドビア/ベリッドビア、またはシーケンシャルラミネーション | ODB++またはネイティブ対応している場合はIPC-2581、そうでない場合は明示的なドリルスパンファイルおよびドリルテーブルを含むGerber X2 | フラットな画像からは、ビアスパンが最も読み違えやすい部分です |
| 一社との製造および組立 | パートナーがネイティブ使用を確認した場合は ODB++ または IPC-2581、それ以外の場合は Gerber X2/X3 に加えて BOM およびセンタロイド | 1 つの製品モデルで、製造、ステンシル、実装およびテストプログラミングに対応できます |
| いくつかの製造業者またはセカンドソーシング | 共通の基準としての Gerber X2 パッケージ | あらゆるサプライヤーが読める形式により、認定作業の手間が軽減されます |
| 新しい製造業者への最初の注文 | Gerber X2パッケージを送り、その後に他に何を受け付けているか尋ねてください | 最初のビルドを、未検証のインポートパスに依存させてはいけない |
| 長期使用製品または記録保存が必要な規制対象製品 | Gerber X2 リファレンス セットとともに保存された IPC-2581 | オープンなガバナンスと、誰もが読めるフォールバックは、ともに時間が経っても価値を失わない |
完全なデータパッケージに含まれるべきものは何か
どのルートを選ぶにしても、フォーマットはリリースの一部に過ぎません。ほとんどの CAM ホールドは、アートワークそのものではなく、その周囲に欠けているものが原因で発生します。
ガーバーデータを送信する場合
1.各レイヤーごとのアートワーク:各銅層、ソルダーマスク、シルク、そして同じメーカーがステンシルも作成する場合はペースト層も含めます。ファイル名は、メールを読まなくても層の順序が明確に分かるように付けてください。
2.単一ボードプロファイル:シルクスクリーン層やメカニカル層に複製されていない、専用レイヤー上の1つのクローズド輪郭。
3.エクセロン形式のドリルデータ:メッキありホールとメッキなしホールを別々のファイルで用意し、使用単位とゼロ抑制方法を明記し、アートワークと同一の原点およびスケールで生成すること。
4.ドリル工具リストまたはドリルテーブル:完成した穴径、数量、めっきの有無および公差を、読みやすい形式で記載してください。ドリルファイルだけでは、ツールサイズが常に明確になるとは限りません。
5.IPC-D-356 ネットリスト:これにより、ベアボードの電気検査では、同じく欠陥がある可能性のあるソースから作成されたアートワークとではなく、完成した基板を設計意図そのものと比較できるようになります。
6.Gerberジョブファイル:ほとんどの最新の EDA ツールでは数瞬で生成でき、通常なら CAM エンジニアがあなたに送ってくる多くの質問に答えることができます。
7.要件記述書:積層構成、完成後の厚さ、材質、銅箔厚、表面処理、インピーダンス目標、IPCクラス、およびビア充填やバックドリルなどの特別プロセス。
ODB++ または IPC-2581 を送信する場合
インテリジェントデータセットは、項目1から6のほとんどを取り込むが、自動的に、また常に完全な形で取り込むわけではない。リリース前に、エクスポートを独立したビューアで開き、レイヤー数と順序、ドリルスパン、アウトラインおよびネット数が自分の設計と一致していることを確認する。そのうえで、データセットでは確実に引き継がれない可能性がある要素――要求事項書、あらゆる受け入れ基準、そしてサプライヤーから求められた場合には、同じリリースから生成された参照用ガーバーデータセット――を追加する。構造化されたレイヤースタックアップインテリジェントなフォーマットの内部情報は、それが実際にあなたが製造してほしいスタックアップである場合にのみ有用です。もしそれが確定した構成ではなく目標値であるなら、その旨を明示してください。
常にリビジョンマニフェストを含めてください
数分ほどで作成できる短い Readme に、すべてのファイル、その用途、設計リビジョン、単位系、リリース日を記載しておけば、もっとも一般的な見積もりや CAM の遅延要因――設計履歴の異なる段階からのファイルが同一のアーカイブ内に混在してしまう事態――を防ぐことができます。パッケージを Zip 圧縮する前に、古いエクスポートデータ、テスト出力、送信するつもりのなかった非表示レイヤーを削除してください。
一度に2つの形式を送れますか?
新しいサプライヤーとの最初の試作では、Gerber データ一式と ODB++ または IPC-2581 データセットの両方を送ることは、一般的な安全策です。これは、ある条件が満たされていれば有効に機能します。その条件とは、どのデータセットが生産の基準になるのか、もう一方は何のためのものか(クロスチェック用、バックアップ用、もしくは参照用のみなのか)を、発注書に明記しておくことです。
同じリリース内で同じセッションから両方を生成し、送信する前に自分で比較し、どちらが正しいように見えるかを選ぶのではなく、不一致があれば製造業者に作業を止めて問い合わせるよう依頼してください。 階層関係が明示されていない 2 つのデータセットがあっても、安全性が 2 倍になるわけではありません。あなたの設計上の判断は、意図を知り得ない工場側の担当者に委ねられてしまうのです。
フォーマットの選択はアセンブリとテストにどのような影響を与えるか
製造は、あなたのデータを最初に消費する段階にすぎません。同じパートナーがアセンブリも行う場合、そのデータパッケージはステンシル設計、マウンタ(ピックアンドプレース)のプログラミング、外観検査のセットアップ、電気テストへと受け渡され、これらそれぞれの工程がそれぞれ固有の情報ニーズを持っています。
ガーバールートでは、実装には個別の入力が必要になります。ステンシル用のペーストレイヤー、リファレンスデザインators、X/Y 位置、回転および基板面を含むセントロイドまたはピックアンドプレースファイル、メーカー品番を記載したBOM、極性および実装してはならない部品を示す実装図面などです。これらはそれぞれ個別に生成されるため、その都度リビジョンがずれてしまう可能性があります。Gerber X3 は、アートワークに付随して部品データを保持することでそのギャップを小さくしますが、組立側の X3 対応は、製造側の X2 対応ほど成熟していません。
ODB++ および IPC-2581 は、銅箔データと同じモデル内に部品実装位置情報を保持し、IPC-2581 の場合には BOM 情報も保持します。パートナーがそのデータをネイティブに利用する場合、回転の取り決め、面の割り当て、フットプリント原点などを手作業で突き合わせる必要がなくなります。これは、高密度なアセンブリにおいて、インテリジェントなフォーマットがもたらす、あまり目立たないものの非常に価値の高い利点の一つです。
すべての場合において、2つの注意点が当てはまります。 第一に、ソーシング用BOMは技術文書であると同時に商業文書でもあるということです。承認済み代替部品、顧客支給部品、実装禁止(DNP)の判断などは、レイアウトが確定した後でしばしば変更されます。そのため、「インテリジェントエクスポート」に埋め込まれているBOMが、購買用としてあなたが承認したものと同一であることを必ず確認してください。 第二に、治具要件、試験条件(テストリミット)、ファームウェアバージョンといった試験関連データは、基板ジオメトリとは独立して変更されるものであり、レイアウトをどの形式で扱う場合であっても、通常はそれ専用の管理文書が必要となります。
データ受け入れについてサプライヤーを比較する際、購入者は何を尋ねるべきか?
調達チームにとって、サプライヤーのウェブサイトに「ODB++ に対応」や「IPC-2581 サポート」と記載されているだけでは、見積もりを公平に比較するには不十分です。これらの表現は、ネイティブな生産用インポート、閲覧のみ、または手作業による変換を意味している場合があります。同じ品番で複数のサプライヤーに見積もりを依頼する際には、データに関する問いを明確にしてください。
・管理するデータセットに名前を付けてください。どのフォーマットとリビジョンを送付しているかを明示し、各サプライヤーに対して、見積書の中で実際にどのファイルを使用して製作を行うのかを確認するよう依頼してください。
•変換について尋ねる。サプライヤーがあなたのデータを変換する場合、何が保持され、何が破棄されるのか、そして変換結果をあなたの承認のために送り返してくれるかどうかを確認してください。
•レビュー結果に同意する。DFMレビューは、質問や提案された変更点を記載した書面のリストで締めくくられるべきです。レビューでどのようなインプットが使われ、あなたが何を受け取ることになるのかを確認してください。
•停止ルールを定義せよ。ファイルに競合が発生した場合、サプライヤーが作業を一時停止するのかどうか、また御社側でその競合を解決する権限を持つのは誰かを確認してください。
•リピート注文の動作を確認する。サプライヤーがリリース済みデータをどのように保管しているか、また再注文の際にその保管済みパッケージを使用するのか、それとも新たな提出が必要となるのかを確認してください。
•データの取り扱いについて合意する。より豊富なデータセットによって、あなたのデザインのさらなる側面が明らかになります。ファイルの保存方法、誰がアクセスできるのか、そしてどれくらいの期間保持されるのかを確認してください。
これらの質問を事前に行うことで、価格比較の公正さが保たれます。なぜなら、データの準備、変換、または再提出に要する時間が含まれていない低い単価は、実際には最も低いコストとは言えないからです。
CAM で何が問題になるのか、そしてそれをどう防ぐのか?
下の表には、ジョブを停止させたり誤った方向に進めてしまう主な障害モード、それらが影響を及ぼすフォーマット、および書き出し前にそれらを防ぐ方法を示しています。
| 故障モード | 最も露出した形式 | 何が起こるのか | 予防 |
|---|---|---|---|
| レイヤー順序はファイル名にのみ記載されています | ガーバー X1 | 内層が誤った順序で構成されており、インピーダンスのリファレンスプレーンが変位する | X2属性を有効にし、ジョブファイルを追加し、スタックアップを明示的に記述してください |
| 開いている、または重複しているボード外形 | すべて | ルーティングプログラムを作成できないため、作業は保留状態になりました | 1 つのレイヤー上の 1 つの閉じた輪郭;ビューワーであらゆるコーナーにズームする |
| ドリルファイルのスケール、原点、または単位が異なっています | ガーバー | パッドに対して穴の位置ずれ | 一致した設定でドリルとアートワークを同じセッションで書き出し、送信前に重ね合わせて確認してください |
| めっきスルーホールと非めっきホールの併用 | ガーバー | 実装用の穴はメッキされている、またはメッキされた穴を非メッキのまま残す | PTH ファイルと NPTH ファイルを分離し、ドリルテーブルでメッキの有無を明示してください |
| フラッシュ開口部の代わりに塗装パッド | ガーバー | パッドは識別性を失い、DFM とステンシル生成に支障をきたす | 書き出し設定を確認し、ビューワーでパッドがフラッシュとしてレンダリングされることを確認してください |
| 1 つのアーカイブ内の混在リビジョン | すべて | ネットリスト、ドリル、またはBOMがアートワークと一致しない | 1 つのリリースからすべてを生成し、マニフェストを含める |
| インポート時にサポートされていないオブジェクトが削除されました | ODB++、IPC-2581 | 明らかなエラーのない機能欠落 | インポーターのバージョンを確認し、サプライヤーのインポート警告を確認する |
| 取り込み時の画像への再変換 | ODB++、IPC-2581 | ネットリストとパッドに関する情報はエンジニアに届かない | ファイルの使用方法を確認し、いずれにせよ変換されるのであれば、クリーンな Gerber X2 セットを送信してください。 |
デスクから出る前に輸出書類をどのように検証しますか?
製造データをエクスポートすることと、それを正しくエクスポートすることは同じではありません。エラーなく開く ODB++ アーカイブでも、ドリル層のスケールが間違っている場合がありますし、CAD ツール上では完璧に見える Gerber セットでも、内層が欠けていることがあります。リリース前に 10 分ほど確認するだけで、こうした問題のほとんどを防ぐことができます。
1. その出力を生成していないビューワーで開きます。同じCADツール内で確認しても、そのツール自身と一致していることを証明しているにすぎません。
2. 層数を数え、その数を予定しているスタックアップと比較します。負のプレーン層がある場合は、極性を確認します。
3. ドリルデータを銅箔上にオーバーレイし、基板の四隅を含む複数箇所で位置合わせを確認します。
4. 外形が単一の閉じた形状であり、その上に不要なメカニカル層やノート層が存在しないことを確認します。
5. パッケージ内のネットリストをあなたの設計ネットリストと比較するか、インテリジェント形式ビューアでネット数を確認してください。
6. アーカイブ内のすべてのファイルが同一のリビジョン識別子を持っていることを確認し、その後、送信した内容を記録してください。
これは二重の意味で重要です。なぜなら、ファブリケーターのチェックは、あなたが提供するリファレンスと同程度の精度しかないからです。ベアボード電気試験完成した基板におけるオープンおよびショートは検出できますが、テストが独立した正しい接続仕様に基づいて構築されている場合にのみ、設計エラーを検出することができます。
チームはどのようにしてGerberからODB++またはIPC-2581へ移行すべきか
組織がインテリジェント形式を採用することを決定した場合、それをエクスポートダイアログのチェックボックスではなく、プロセス変更として扱ってください。実用的な移行パスは次のようになります。
1. すでに Gerber データから問題なく製造されており、かつあなたが通常使用するレイヤー数、ビアの種類、外形の複雑さといった典型的な特徴を備えている、実績のある既知の良品基板を選択してください。
2. 本番で使用する CAD リリースおよび設定から新しい形式でエクスポートし、その設定を管理されたテンプレートとして保存してください。
3. エクスポートしたデータを別のビューアで確認し、重要なカウントを記録します:レイヤー、サイズ別の穴、ネットおよびコンポーネント。
4. 各対象サプライヤーにデータセットを送付し、デモ用ビューアではなく実際の生産用CAM工程にインポートするよう依頼し、出力されたすべての警告を返送してもらう。
5. 彼らがインポートした結果を、すでに正しく作成されている Gerber ベースのジョブと比較してください。新しいフォーマットを単独で使用する前に、あらゆる差異を解消してください。
6. インテリジェントデータセットを基準となるソースにする前に、宣言されたリファレンスとして Gerber セットを設定し、少なくとも 1 つのビルドを並列で実行します。
7. EDAバージョン、エクスポートテンプレート、またはサプライヤーのCAMシステムが大きく変更されるたびに、認定を再実施すること。
これは最初に少し手間がかかりますが、不明だったインポートパスを既知のものに変えることができ、それこそが、このより豊かな形式を持つ価値がある理由なのです。
PCBCart への製造データの提出
PCBCartでは、あらゆる設計ツールが生成でき、すべてのエンジニアが確認できるフォーマットを中心に、製造受け入れ体制を構築しています。お客様が当社向けにパッケージを準備される際、実務上それが何を意味するのかは次のとおりです。
•当社が推奨する形式は Gerber RS-274X です。Gerber X2 出力は、属性が追加された RS-274X 形式であるため、このルートと完全な互換性があります。RS-274D は受け付けておりません。Protel ネイティブ形式(.PCB / .DDB。ご使用のプログラムのバージョンをお知らせください)や Eagle(.BRD)ファイルから作業することも可能ですが、ご自身で Gerber をエクスポートしていただくことで、当方が確認する内容を正確にコントロールしていただけます。
•穿孔データには工具リストが必要です。ドリル工具リストとともに、NC Excellon ドリルファイルをご提出ください。 工具リストは、初回提出時に最も欠落していることが多い項目です。
•注文書は、ボードの構成を定めるものです。オンライン注文フォームに入力された仕様(厚み、銅箔厚、ソルダーレジスト、表面仕上げなど)が実装仕様を定義します。これらのパラメータを設定するために、別途 readme や仕様書ファイルを使用することはありませんので、ご注文の際は、インピーダンス制御目標を含むあらゆる非標準要件を「特別要件欄」にご記入ください。
•カスタムスタックアップは、当社のスタンダードPCBサービスを通じて対応いたします。当社では、4層から32層までの多層基板を製造しています。プロトタイプサービスでは標準のスタックアップを使用していますが、設計が特定の構成に依存している場合は、Standard PCBとしてご注文ください。スタックアップについてはこちらから確認させていただきます。
・すべての基板は電気的な検査が行われています。当社が製造する基板には、IPC-9252 に準拠したフライングプローブまたはベッド・オブ・ネイル治具を用いて 100%電気検査を実施しており、生産開始前にはエンジニアが御社のデータに対して DFM レビューを行います。
設計チームが ODB++ または IPC-2581 をネイティブ環境として使用している場合、そのデータセットをエンジニアリング用のリファレンスとして保持し、同じリリースから製造用に Gerber RS-274X パッケージおよび Excellon ドリルデータをエクスポートし、発注時の備考欄にインテリジェントデータセットの存在を記載してください。そのうえで当社のエンジニアが、案件ごとにクロスチェックに役立てられるかどうかを判断し、ご提案いたします。産業機器・ライフサイエンス・試験装置のお客様に対応する IATF 16949 認証メーカーとして、当社は、生産現場でデータ不整合を発見するよりも、ツーリング開始前に不明点を確認することを重視しています。
よくある質問
Gerber X2 を使用するために、私の基板製造業者は Gerber X2 を「サポート」している必要がありますか?
No. X2 は後方互換性を備えるように設計されているため、属性を解釈できない CAM システムでも、RS-274X とまったく同じようにファイルを読み取ります。X2 を有効にしてもあなたに不利益は一切なく、属性を使用する受信側には利点があります。唯一の注意点は、レイヤ順序のような重要事項の伝達を、基板製造業者が属性を読み取ることを確認していない限り、属性だけに頼らないことです。
私の基板製造業者がオンライン注文フォームを使用している場合でも、Gerber ジョブファイルを生成する価値はまだありますか?
はい、ただしその役割を理解してください。もしファブリケーター(製造業者)の注文書が基板の構成を決定するのであれば、ジョブファイルで入力した内容がそれを上書きすることはありません。それでもジョブファイルは有用なクロスチェック手段です。というのも、ジョブファイルに「8層・1.6 mm」と記載されていれば、CAMエンジニアは「6層」で入力された注文をすぐに見抜くことができるからです。両者の内容が決して食い違わないようにしてください。
新しい EDA リリースで作成された ODB++ ファイルは、古い CAM システムで開くことができますか?
しばしばそのまま読み込まれてしまいますが、まさにそれがリスクです。旧バージョンのインポーターが認識しないコンテンツは、却下されるのではなく、スキップされてしまう可能性があります。最近設計ツールをアップグレードした場合は、製造業者にそのインポーターが対応している ODB++ のバージョンを確認し、可能なかぎりそのバージョンでエクスポートしてください。
IPC-2581 は、Gerber よりも多くの知的財産をさらしてしまいますか?
可能です。というのも、完全な IPC-2581 ファイルには、ネットリスト、BOM、部品データ、スタックアップがひとつにまとめて含まれている場合があるからです。ほとんどのエクスポーターでは、どの内容を含めるかを選択できるため、ベアボードのファブリケーターには BOM がまったく不要な場合もあります。各サプライヤーが本当に必要としているものを見極め、それ以外は通常の秘密保持契約の範囲で扱ってください。
試作と量産でフォーマットを切り替える場合、新たにDFMレビューが必要ですか?
そのようになると考えるべきです。たとえ設計が変わっていなくても、フォーマットが異なればインポート経路が変わり、解釈も異なる可能性があるため、多くの製造業者はそれを新規の提出物として扱います。リピート注文と同じ納期を見込むのではなく、新しいフォーマットでの最初の注文については、完全なレビューが行われる前提で計画してください。
なぜネイティブのCADファイルをそのまま送って、製造業者にエクスポートしてもらわないのですか?
なぜなら、最も重要な工程に対するコントロールを失ってしまうからです。受け手側は互換性のあるツールやバージョンが必要になり、異なる書き出し設定を使うかもしれず、どの部分がリリース済みの設計で、どの部分が作業中なのかを確実に判断する方法がありません。ネイティブファイルはアーカイブ用途や、別の設計チームに設計そのものを引き渡す場合には有用ですが、製造の基準となる参照データは、自分で生成し、自分で確認した中立的なパッケージであるべきです。
ファブリケーターは、銅層から欠落しているドリルまたはアウトラインデータを再構成できますか?
時々は可能ですが、決してそれに頼るべきではありません。穴の位置はパッドの中心から推定できますが、穴のサイズ、めっきの有無、および想定される公差は信頼できる形では推定できず、推定された外形も機械設計と一致しない可能性があります。欠落しているデータは再構築するのではなく、提供されるべきです。
製造データを公開する準備はできていますか?
ドリルデータとツールリストを含むクリーンな単一リビジョンのガーバーパッケージを準備し、注文フォームに製造要件を入力して、生産前に当社エンジニアによるレビューを受けてください。
役立つリソース