Wie man Gerber-Dateien für die Leiterplattenfertigung generiert

Gerber-Dateien sind die schichtweisen Daten, die ein Leiterplattenhersteller für die Fertigung Ihrer Platine benötigt. Die korrekte Generierung dieser Dateien ist der entscheidende Schritt zwischen einem fertigen Design und einem Produktionsauftrag. Der Prozess ist bei verschiedenen EDA-Tools ähnlich: Pro Schicht wird eine Gerber-Datei sowie eine NC-Bohrdatei erstellt und anschließend überprüft. Die Details und Standardeinstellungen unterscheiden sich jedoch, und bereits kleine Fehler können zu erheblichen Verzögerungen führen. Diese Anleitung erklärt Ihnen, wie Sie einen vollständigen und korrekten Gerber-Satz erstellen, was Sie vor dem Versand prüfen sollten und wie Highleap Electronics Ihre Daten vor der Fertigung überprüft.

1. Aus welchen Dateien besteht ein vollständiges Gerber-Paket?

Ein vollständiges Gerber-Paket besteht aus einer Gerber-Datei pro Lage – jeder Kupfer-, Lötstopplack- und Siebdrucklage sowie der Leiterplattenkontur und den Pastenlagen – und einer NC-Bohrdatei, die jedes Loch definiert. Ohne den vollständigen Satz kann die Leiterplattenfertigung nicht erfolgen, und eine fehlende Lage (meist eine Lötstopplack- oder Pastendatei) ist einer der häufigsten Gründe für Verzögerungen bei der Angebotserstellung.

Bei Leiterplatten, die auch bestückt werden sollen, werden die Gerber-Dateien und die Bohrdatei durch die Bestückungsdaten ergänzt: eine Stückliste mit Herstellerteilenummern, eine Bestückungsdatei (Schwerpunktdatei) und eine Bestückungszeichnung. Viele Leiterplattenhersteller akzeptieren mittlerweile auch ODB++ , einen einzigen intelligenten Datensatz, der alle Layer- und Bohrinformationen bündelt und die Benennungsunklarheiten beseitigt, die einfache Gerber-Dateien mit sich bringen können. Ein vollständiges Bild der Anforderungen eines Herstellers finden Sie in dieser Übersicht über Leiterplatten-Designdateien.

2. Wie man Gerber-Dateien in Altium, KiCad und EAGLE generiert

Um Gerber-Dateien zu generieren, verwenden Sie die Fertigungsausgabefunktion Ihres EDA-Tools – Fertigungsausgaben in Altium, Plotten in KiCad oder den CAM-Prozessor in EAGLE – wählen Sie die zu exportierenden Layer aus und generieren Sie anschließend separat die NC-Bohrdatei. Der Ablauf ist im Prinzip bei allen Tools gleich; die Menünamen und Standardeinstellungen unterscheiden sich jedoch.

• Altium Designer. Öffnen Sie die Leiterplatte, dann Datei → Fertigungsausgaben → Gerber-Dateien; wählen Sie Einheiten und Genauigkeit, wählen Sie die Lagen aus und generieren Sie den NC-Bohrer separat.
• KiCad. Im PCB-Editor wählen Sie „Datei → Plot“, um Gerber-Dateien für die ausgewählten Layer auszugeben, und anschließend „Bohrdateien generieren“. KiCad enthält außerdem einen integrierten Viewer (GerbView) zur Überprüfung des Ergebnisses.
• ADLER. Verwenden Sie den CAM-Prozessor mit einem Standard-RS-274X-CAM-Job; beachten Sie, dass standardmäßig nur der obere Siebdruck exportiert wird. Fügen Sie daher den unteren Siebdruck hinzu, wenn Ihre Platine ihn benötigt.

Unabhängig vom verwendeten Tool bleibt das Prinzip gleich: Exportieren Sie alle benötigten Layer sowie die Bohrdatei in einem modernen Format mit einheitlichen Einstellungen. Diese Standarddateien ermöglichen es jedem Leiterplattenhersteller, unabhängig vom Design-Tool, eine Platine zu fertigen. Die umfassendere Rolle des CAM-Ingenieurs , der Ihre Daten verarbeitet, ist wichtig, denn seine Aufgabe ist es, genau diese Dateien in ein fertiges Bauteil umzusetzen.

3. Gerber-Exporteinstellungen zur Vermeidung von Herstellungsfehlern

Folgende Exporteinstellungen verhindern Fehler: RS-274X- (oder X2-)Format verwenden, konsistente Einheiten und ausreichende Dezimalgenauigkeit einstellen, alle erforderlichen Layer einbeziehen und die Bohrdatei am selben Ursprung wie die Gerber-Dateien ausrichten. Die meisten Probleme mit „falschen Leiterplatten“ lassen sich auf eine dieser Einstellungen und nicht auf das Design selbst zurückführen. Achten Sie auf die korrekte Einstellung:

• Format. Verwenden Sie das moderne RS-274X (oder das neuere X2), das Blendendaten einbettet, anstatt veralteter Formate, die separate Blendendateien benötigen.
• Einheiten und Genauigkeit. Wählen Sie für alle Dateien einheitlich Zoll oder Millimeter, wobei die Dezimalgenauigkeit für Ihre feinsten Details ausreicht – eine falsche Einheitenanpassung kann die gesamte Platine verzerren.
• Vollständiger Ebenensatz. Exportieren Sie alle Kupfer-, Masken-, Siebdruck-, Paste- und Konturenebenen; stellen Sie sicher, dass keine standardmäßig deaktiviert ist.
• Bohrausrichtung. Generieren Sie den NC-Bohrer vom gleichen Ursprung aus, sodass die Löcher mit dem Kupfer übereinstimmen.

Bevorzugen Sie ODB++, sofern Ihre Fertigungsanlage dies unterstützt, da die Bündelung der Daten in einem Datensatz eine ganze Reihe von Fehlern bei der Benennung und Ausrichtung von Schichten umgeht, zu denen lose Gerber-Dateien einladen.

4. So überprüfen Sie Ihre Gerber-Dateien vor dem Versenden

Öffnen Sie Ihre generierten Gerber-Dateien immer in einem unabhängigen Viewer, bevor Sie sie versenden, und prüfen Sie, ob alle Layer vorhanden sind, nichts gespiegelt ist, die Bohrung mit den Pads übereinstimmt und der Platinenumriss korrekt ist. Die interne Vorschau Ihres EDA-Tools entspricht nicht der tatsächlichen Ausgabe an die Fabrik. Daher ist eine kurze externe Prüfung die kostengünstigste Absicherung im gesamten Workflow.

• Alle Schichten vorhanden — Jede Kupfer-, Masken- und Siebdruckschicht wurde wie erwartet exportiert.
• Keine gespiegelten Ebenen — Der obere Siebdruck ist von oben korrekt lesbar.
• Bohrerausrichtung — Löcher mit sinnvollen Größen landen auf ihren Pads.
• Korrekte Kontur und Maßstab — Die Platine hat die richtige Größe und die Aussparungen sind an den vorgesehenen Stellen vorhanden.

Das Erkennen einer gespiegelten Ebene oder einer fehlenden Maske kann einen verworfenen Stapel in zwei Minuten reparieren. Warum das wichtig ist und eine detailliertere Betrachtung des Formats selbst finden Sie im vollständigen Leitfaden zu Gerber-Dateien.

5. Häufige Gerber-Dateifehler und wie man sie behebt

Die häufigsten Gerber-Fehler sind fehlende oder gespiegelte Layer, falsche Einheiten oder Skalierungen, falsch ausgerichtete Bohrdateien und fehlende Öffnungen aufgrund eines veralteten Formats – und fast alle davon sind auf Fehler in den Exporteinstellungen zurückzuführen, nicht auf Konstruktionsfehler. Da sie in Ihrem CAD-Tool unsichtbar sind und erst im Viewer oder in der Fertigung sichtbar werden, spart die Kenntnis der jeweiligen Korrektur einen erneuten Durchlauf.

Die einzige Vorgehensweise, die fast alle diese Probleme verhindert, ist, den exportierten Datensatz in einem unabhängigen Viewer zu öffnen und die Lagen, Spiegelung, Bohrungsausrichtung und Kontur vor dem Senden zu überprüfen. Der Wechsel zu ODB++ beseitigt die Probleme mit fehlenden Aperturen und Lagenbezeichnungen vollständig, da die Daten in einem intelligenten Datensatz zusammengefasst werden. Die verbleibenden Probleme – und viele, die Gerber-Dateien nicht darstellen können, wie z. B. Randabstände – werden durch die DFM-Prüfungen des Herstellers vor der Leiterplattenfertigung erkannt.

6. Wie Highleap Ihre Gerber-Dateien vor dem Erstellen überprüft

Highleap öffnet und prüft Ihre Gerber- und Bohrdaten vor dem Build-Prozess. Dabei wird sichergestellt, dass alle Layer vorhanden sind, keine Spiegelungen vorliegen, die Bohrungen korrekt ausgerichtet sind und das Design herstellbar ist. Anschließend werden alle potenziellen Fehlerquellen markiert. Dies stellt eine zusätzliche Sicherheitsmaßnahme neben Ihrer eigenen Viewer-Prüfung dar. Bei vertraulichen Designs handelt es sich um eine interne, private Prüfung und nicht um einen öffentlichen Upload.

Von dort aus steuern dieselben verifizierten Dateien die Fertigung und, falls erforderlich, die Bestückung, sodass beides mit einer einzigen Revision funktioniert. Eine Vorabprüfung der Herstellbarkeit deckt Probleme auf, die Gerber-Dateien allein nicht erkennen lassen, wie z. B. zu geringe Abstände oder eine nicht optimal bestückbare Leiterplatte. Senden Sie einen sauberen, mit einem Viewer geprüften Gerber-Satz (oder ODB++) zusammen mit der Bohrdatei, dem Leiterplattenlayout, dem Stackup und der Stückzahl. Angebot und Fertigung erfolgen dann ohne unnötigen Rückspracheverkehr bis hin zur schlüsselfertigen Montage.

7. Häufig gestellte Fragen zur Erstellung von Gerber-Dateien

Wie kann ich Gerber-Dateien öffnen und anzeigen?

Laden Sie den kompletten Datensatz in einen Gerber-Viewer – viele EDA-Tools bieten einen solchen Viewer (KiCad beispielsweise GerbView), es gibt aber auch eigenständige und Online-Viewer. Legen Sie alle Layer und die Bohrdatei passgenau übereinander, schalten Sie dann die Layer um und wechseln Sie zwischen Draufsicht und Unteransicht, um die Daten zu untersuchen.

Was bedeutet RS-274X und wie unterscheidet es sich von RS-274D?

RS-274X ist das moderne, erweiterte Gerber-Format, das die Blendendefinitionen in jede Datei einbettet. Das ältere RS-274D-Format benötigte eine separate Blendenliste, was häufig zu Fehlern führte. Daher ist RS-274D veraltet und sollte nicht mehr verwendet werden.

Soll ich meine Gerber-Dateien vor dem Versenden zippen?

Ja – packen Sie den kompletten Layersatz und die Bohrdatei zusammen in ein komprimiertes Archiv, damit beim Transport nichts verloren geht oder getrennt wird. Verwenden Sie die Standarddateinamen Ihres Werkzeugs und fügen Sie eine kurze Layer-Übersicht hinzu, falls einzelne Namen nicht selbsterklärend sind.

Ist die Bohrdatei Teil der Gerber-Dateien oder separat?

Es handelt sich um eine separate NC-Bohrdatei (Excellon), nicht um eine Gerber-Ebene, aber sie ist Teil des kompletten Fertigungspakets. Sie muss denselben Ursprung wie die Gerber-Dateien haben, damit die Bohrungen korrekt mit dem Kupfer übereinstimmen.

Kann ich Gerber-Dateien mit kostenloser Software erstellen?

Ja – KiCad ist kostenlos, Open Source und exportiert standardmäßige Gerber- und Bohrdateien, genau wie die kostenlosen Versionen vieler anderer Tools. Da die Ausgabe standardisiert ist, kann eine mit freier Software entworfene Platine von jedem Leiterplattenhersteller gefertigt werden.

Muss ich Gerber-Dateien generieren, wenn ich ODB++ sende?

Nein – ODB++ ist ein vollständiger Fertigungsdatensatz, der alle Schichten und Bohrdaten enthält. Sie benötigen daher keine separaten Gerber-Dateien. Senden Sie ODB++, sofern Ihre Fertigungsanlage dies unterstützt; andernfalls senden Sie einen vollständigen Gerber-Satz plus die Bohrdatei.