Gerber vs. ODB++ vs. IPC-2581: Auswahl eines Datenpakets für die Leiterplattenfertigung

Die Wahl zwischen Gerber, ODB++ und IPC-2581 hängt im Wesentlichen davon ab, wie viele Fertigungsinformationen Sie mit dem Auftrag weitergeben möchten. Gerber ist nahezu universell, aber schichtbasiert, während ODB++ und IPC-2581 mehr Designkontext in einem übersichtlicheren Datensatz für Fertigung und Bestückung bereitstellen. Dieser Leitfaden vergleicht die drei neutralen Fertigungsformate, erläutert deren jeweilige Vorteile und zeigt, wie Highleap Electronics die restlichen Daten für die Fertigung und Bestückung der Leiterplatte nutzt.

1. Welche Dateiformate benötigt ein Leiterplattenhersteller?

Ein Leiterplattenhersteller benötigt Fertigungsdaten – entweder Gerber-Dateien plus eine NC-Bohrdatei oder ein All-in-One-Format wie ODB++ oder IPC-2581 – sowie für die Bestückung eine Stückliste, eine Bestückungsdatei (Schwerpunktdatei) und eine Bestückungszeichnung. Die Fertigungsdaten definieren die Leiterplatte; die Bestückungsdaten legen fest, welche Bauteile wo platziert werden.

Diese Formate existieren, weil Ihre CAD-Projektdatei werkzeugspezifisch und nicht direkt bearbeitbar ist, während es sich hier um neutrale, standardisierte Ausgaben handelt, die von jeder Leiterplattenfertigung gelesen werden können. Die vollständige Liste der vom Hersteller erwarteten Dateien ist in dieser Übersicht über Leiterplatten-Designdateien zusammengefasst , und die praktischen Schritte zur Erstellung dieser Dateien finden Sie im zugehörigen Leitfaden zu Gerber-Dateien . Im Folgenden wird erläutert, was die einzelnen Formate enthalten, damit Sie gleich beim ersten Mal das richtige Paket senden können.

2. Was ist eine Gerber-Datei und was enthält sie?

Eine Gerber-Datei ist eine 2D-Vektordatei, die eine einzelne Lage einer Leiterplatte – Kupfer, Lötstopplack oder Siebdruck – als eine Reihe von Formen mit definierten Öffnungen beschreibt. Eine Gerber-Datei repräsentiert eine Lage. Ein komplettes Leiterplattenpaket besteht daher aus einem Ordner mit Gerber-Dateien (Ober- und Unterseite Kupfer, Innenlagen, beide Lötstopplacke, beide Siebdrucke, Pastenlagen und die Leiterplattenkontur) sowie einer separaten NC-Bohrdatei für die Bohrungen.

Der moderne Standard ist RS-274X (und das neuere X2), das die Aperturdefinitionen in die Datei einbettet. Ältere „RS-274D“-Gerber-Dateien benötigten eine separate Aperturliste und sind veraltet und fehleranfällig. Da jede Ebene eine separate Datei mit einem von Ihnen vergebenen Namen ist, besteht die größte Schwäche einfacher Gerber-Dateien in der Mehrdeutigkeit: Eine falsch beschriftete oder fehlende Ebene ist ein typischer Grund für einen Produktionsstopp. Deshalb sollte jeder Gerber-Satz vor dem Versand in einem Viewer geprüft werden, und deshalb wurden die unten aufgeführten All-in-One-Formate entwickelt. Gerber-Daten werden außerdem direkt in den CAM- Prozess eingespeist, wo ein Fertigungsbetrieb Ihre Dateien in ein Bauteil umwandelt.

3. Gerber vs ODB++ vs IPC-2581: Welches Format ist das beste?

Gerber ist der universelle Standard, während ODB++ und IPC-2581 intelligente Einzeldateiformate sind, die alle Layer-, Drill-, Netzlisten- und oft auch Stücklistendaten zusammenfassen – wodurch sie weniger fehleranfällig und die bessere Wahl sind, sofern Ihre Fertigungsanlage sie unterstützt. Der Kompromiss besteht zwischen Universalität und Detailreichtum:

Für die meisten Projekte ist Gerber überall einsetzbar und bleibt der sichere Standard. Sofern Ihr Hersteller es akzeptiert, ist ODB++ vorzuziehen, da die Zusammenfassung aller Layer, der Bohrdaten und der Netzliste in einem einzigen intelligenten Datensatz die Mehrdeutigkeiten bei der Layerbenennung und -ausrichtung beseitigt, die bei unstrukturierten Gerber-Ordnern auftreten können. IPC-2581 verfolgt dasselbe Ziel als ein einziger offener, herstellerneutraler Standard. Das beste Format ist schlichtweg dasjenige, das Ihre Fertigungsanlage am besten unterstützt – und die vorherige Bestätigung vermeidet Nacharbeiten.

4. Bohr-, Stücklisten- und Bestückungsdateien für die Montage

Für eine bestückte Leiterplatte benötigen Sie außerdem drei Dateien: die NC-Bohrdatei (Position, Größe und Leiterbahnstatus aller Bohrungen), die Stückliste (alle Bauteile mit Herstellernummer) und die Bestückungsdatei (Position, Drehung und Seite jedes Bauteils). Die Fertigungsdaten allein ergeben eine unbestückte Leiterplatte; diese Dateien machen daraus eine bestückte Leiterplatte. Die einzelnen Dateien liefern:

• NC-Bohrfeile. Definiert das Bohren – Lochgrößen, Koordinaten und den Status „plattiert“ vs. „nicht plattiert“ – und ist Teil des Fertigungssatzes, obwohl er von den Gerber-Dateien getrennt ist.
• Materialliste. Listet jede Komponente mit der tatsächlichen Herstellerteilenummer auf, nicht nur mit einem Wert, sodass die Teile auch tatsächlich beschafft werden können; ein vollständiges PCB-Stückliste ist für eine genaue Angebotserstellung und Beschaffung unerlässlich.
• Pick-and-Place-Datei (Zentroid). Gibt jedem Bauteil die X/Y-Position, die Drehung und die Platinenseite an, damit die Bestückungsmaschine es korrekt platziert; so funktioniert es: Centroid-Datei-Laufwerksbaugruppe.
• Montagezeichnung. Zeigt Polarität, Pin 1, Referenzmarken und Hinweise zum Nichtbelegen an, die die Datendateien allein nicht vermitteln.

Ein unvollständiges Montagepaket – Gerber-Dateien ohne Stücklisten-Teilenummern oder eine fehlende Zentroiddatei – ist einer der häufigsten Gründe, warum ein Montageangebot nicht abgeschlossen werden kann. Daher sorgt das gemeinsame Senden aller dieser Dokumente dafür, dass das Projekt voranschreitet.

5. Was die einzelnen Gerber-Layer-Dateien sind und wie man sie benennt.

In einem Gerber-Paket repräsentiert jede Datei eine physische Lage der Leiterplatte. Eine eindeutige Benennung verhindert, dass der Leiterplattenhersteller die einzelnen Dateien raten muss. Da einfache Gerber-Dateien außer dem Dateinamen keine Angabe darüber enthalten, welche Lage die oberste Kupferschicht ist, führt eine uneindeutige oder nicht standardisierte Benennung häufig zu Produktionsstopps. Ein vollständiges zweilagiges Gehäuse und die zusätzlichen Lagen einer mehrlagigen Leiterplatte sehen folgendermaßen aus:

Erweiterungen variieren je nach EDA-Tool. Daher empfiehlt es sich, die Standardbenennung Ihres Tools beizubehalten, bei nicht eindeutigen Namen eine kurze Readme-Datei oder eine Layer-Übersicht hinzuzufügen und die Layerreihenfolge für Multilayer-Leiterplatten anzugeben, damit die inneren Layer korrekt gestapelt werden. Genau dieses Problem der Namensmehrdeutigkeit löst ODB++ , indem es jeden Layer, seine Funktion und die Bohrdaten in einem strukturierten Datensatz bündelt. Aus diesem Grund ist es die bevorzugte Übergabemethode, sofern ein Halbleiterwerk dies unterstützt. Unabhängig davon, was Sie senden, bestätigt das Öffnen des Pakets in einem Viewer, dass die Layer vollständig und korrekt identifiziert sind, bevor die CAM- Bestückung erfolgt.

6. Wie Highleap Ihre Dateien zum Erstellen der Platine verwendet.

Highleap verarbeitet Fertigungsdaten im Gerber-, ODB++- oder IPC-2581-Format sowie Ihre Stückliste, Bestückungs- und Montagezeichnung und prüft das Paket vor dem Bau, um sicherzustellen, dass Fertigung und Montage mit einer bestätigten Revision funktionieren. Unabhängig vom Format werden die Dateien geöffnet und geprüft – vorhandene Layer, keine Spiegelungen, Bohrungen ausgerichtet, Stückliste und Schwerpunkt konsistent – ​​und alles, was zu einem Produktionsstopp führen könnte, wird frühzeitig erkannt.

Diese Prüfung erfolgt intern und vertraulich (kein öffentlicher Upload) und wird durch eine Fertigungsprüfung ergänzt , die Probleme aufdeckt, die anhand der Dateien allein nicht erkennbar sind. Die verifizierten Daten bilden die Grundlage für die Fertigung und die schlüsselfertige Montage inklusive Beschaffung, Bestückung, Inspektion und Test. Für ein präzises Angebot senden Sie uns bitte Ihre Fertigungsdaten (Gerber oder ODB++), die NC-Bohrdatei, die Stückliste mit Teilenummern, die Bestückungsdatei, den Leiterplattenaufbau, den Lagenaufbau und die gewünschte Menge.

7. Häufig gestellte Fragen zum PCB-Dateiformat

Welche Software öffnet Gerber-Dateien?

Spezielle Gerber-Viewer, der in Ihrem EDA-Tool integrierte Viewer (KiCad enthält GerbView) und verschiedene kostenlose Desktop- und Online-Viewer können Gerber-Dateien öffnen. Laden Sie den kompletten Layer-Satz zusammen mit der Bohrdatei, um die Leiterplatte so anzuzeigen, wie sie vom Hersteller gefertigt wird.

Worin besteht der Unterschied zwischen einer Gerber-Feile und einer Excellon-Bohrfeile?

Gerber-Dateien beschreiben die Lagen der Leiterplatte – Kupfer, Maske, Siebdruck –, während die Excellon-Datei (NC-Bohrdatei) die Bohrungen beschreibt: deren Größe, Position und Beschichtungszustand. Beide werden benötigt; die Bohrdatei ist keine Gerber-Ebene.

Worin besteht der Unterschied zwischen RS-274X und Gerber X2?

X2 ist eine Erweiterung des RS-274X-Formats, die maschinenlesbare Attribute hinzufügt – wie zum Beispiel, auf welcher Ebene sich eine Datei befindet und welche Funktion jedes Pads hat – wodurch die Daten für den Hersteller selbsterklärender und weniger mehrdeutig werden, während gleichzeitig die Abwärtskompatibilität erhalten bleibt.

Kann man eine Gerber-Datei bearbeiten?

Ja, mit CAM-Software kann ein Hersteller Gerber-Dateien bearbeiten, und Betrachter können sie messen und prüfen, aber Konstrukteure sollten Änderungen im Quell-CAD vornehmen und erneut exportieren, anstatt die Gerber-Dateien direkt zu bearbeiten, um Konstruktion und Ausgabe synchron zu halten.

Wie konvertiere ich mein Design in das Gerber-Format?

Sie konvertieren keine fertige Designdatei direkt; Sie exportieren Gerber-Dateien aus der Fertigungsausgabefunktion Ihres EDA-Tools. Diese generiert eine Gerber-Datei pro Schicht sowie die Bohrdatei. Die so erzeugten Gerber-Dateien sind dann von jedem Fertigungsbetrieb lesbar.

Kann ein Fertigungsbetrieb meine native CAD-Datei anstelle von Gerber-Dateien verwenden?

Im Allgemeinen nein – native CAD-Dateien sind werkzeugspezifisch und kein Fertigungsformat. Fertigungsbetriebe verwenden neutrale Daten: Gerber plus Bohrdaten oder einen All-in-One-Datensatz (ODB++ oder IPC-2581), den jeder Betrieb unabhängig vom verwendeten Konstruktionswerkzeug lesen kann.