Gerber-Dateien für die Leiterplattenherstellung: Referenzleitfaden

Das Gerber-Paket ist die Sammlung von Dateien, die an eine Leiterplattenbestückung-Fabrik gesendet wird, um eine Leiterplatte herzustellen. Ein unvollständiges oder mehrdeutiges Gerber-Paket führt dazu, dass die Fabrik Annahmen trifft — und Fabrik-Annahmen produzieren oft Leiterplatten, die technisch „wie gezeichnet” sind, aber funktional falsch. Zu wissen, was genau enthalten sein muss und wie es zu spezifizieren ist, beseitigt die häufigsten PCB-Fertigungsfehler. Dies vor der Beschaffung eines Herstellers richtig zu machen, spart später kostspielige Revisionszyklen.

Übersicht

PCB-Fertigungsdaten haben sich durch drei Hauptformate entwickelt: Legacy-Gerber (RS-274D, veraltet), erweitertes Gerber (RS-274X, universell) und neuere Formate wie ODB++ und IPC-2581, die Netzliste und Bestückungsdaten in einer einzigen Datei enthalten. Die meisten chinesischen Fabriken akzeptieren RS-274X als primäre Eingabe; eine wachsende Anzahl bevorzugt ODB++ für komplexe Leiterplatten. IPC-2581-Übernahme nimmt im Automobil- und Luftfahrtbereich zu, bleibt aber in der Auftragsfertigung ungewöhnlich.

Das Gerber-Paket beschreibt nur die Geometrie — welches Kupfer wo ist, wo Lötstopplack-Öffnungen sind, wo Bestückungsdruck-Markierungen hingehen. Es beschreibt nicht inherent, welche Materialien zu verwenden sind, welche Oberflächenbehandlung aufzubringen ist oder welche Qualitätsstandards einzuhalten sind. Diese Informationen gehen in Fertigungshinweise, Aufbauzeichnungen und die Bestellung. Die Aufgabe der Fabrik ist es, das herzustellen, was das Gerber sagt; die eigene Aufgabe ist es, sicherzustellen, dass das Gerber plus Hinweise das beschreibt, was tatsächlich gewünscht wird.

Was in das Fertigungspaket gehört

Pflichtdateien:

Datei	Beschreibung	KiCad-Export	Altium-Export
Kupferlagen	Oben, unten, Innenlagen	Cu_F, Cu_B, In1.Cu usw.	GTL, GBL, G1, G2 usw.
Lötstopplack-Lagen	Oben und unten (invertiert von Pads)	Mask_F, Mask_B	GTS, GBS
Bestückungsdruck-Lagen	Oben (unten optional)	SilkS_F	GTO
Leiterplattenkontur	Mechanische Begrenzung	Edge.Cuts	GM1 oder GKO
Bohrdatei	Durchgangsbohrungen und Via-Bohrpositionen	.drl (Excellon)	.drl (Excellon)
Bohrkarte	Visuelle Referenz für Bohrgrößen	.gbr Bohrkarte	DRL
Fertigungshinweise	Textdokument mit allen Spezifikationen	Manuell	Manuell

Empfohlene Ergänzungen:

Bestückungszeichnung (Referenzkennzeichnungen, Bauteilkonturen)
Impedanz-Aufbauzeichnung (für impedanzkontrollierte Leiterplatten)
IPC-4761-Spezifikation für Via-Fülltyp (falls zutreffend)
3D-Modell (STEP-Datei) für mechanische Prüfung

Gerber-Format: RS-274X

Immer RS-274X (erweitert) exportieren, niemals RS-274D (veraltet). Der Unterschied: RS-274X enthält eingebettete Aperturdefinitionen im Dateiheader, sodass die CAM-Software der Fabrik die Datei ohne separate Aperturliste parsen kann. RS-274D erfordert eine separate D-Code-Datei, die fast kein modernes CAM-System korrekt liest.

In RS-274X überprüfen:

Einheiten: Millimeter (empfohlen) oder Zoll — in Fertigungshinweisen explizit angeben, nicht nur auf den Dateiheader vertrauen
Koordinatenauflösung: mindestens 4.6-Dezimalformat (4 Stellen vor dem Dezimalpunkt, 6 dahinter) für Millimeterdateien verwenden, um Rundungsfehler bei Feinraster-Pads zu vermeiden
Gerber-Polarität: dunkel = Kupfer (Standard), hell = Maskierlack-Öffnung — mit Fabrik bestätigen, wenn nicht standard

Excellon-Bohrdatei

Bohrpositionsdateien verwenden das Excellon-Format. Häufige Probleme:

Einheiten: Excellon-Dateien können metrisch oder imperial sein, und die Header-Deklaration fehlt manchmal oder wird ignoriert. Bohreinheiten immer in Fertigungshinweisen angeben und verifizieren, dass die Fabrik sie in ihrer DFM-Rückmeldung bestätigt.
Bohrtabelle: Eine Bohrtabelle als Gerber-Overlay oder PDF einschließen, das jedes Bohrsymbol, die fertige Lochgröße, die Bohranzahl und den Plattierstatus (PTH vs. NPTH) zeigt.
Mindestlochgröße: Mit Fabrik bestätigen — Standardfähigkeit ist 0,30 mm fertig, einige Fabriken machen 0,20 mm, aber zu Aufpreis.
Schlitzfräsung: Gerber-Kontur-Datei oder separate Fräsdatei für Schlitze; Excellon-Format für Schlitze ist weniger standardisiert — bevorzugtes Format der Fabrik verifizieren.

ODB++-Format

ODB++ (Open Database++) ist eine Verzeichnisstruktur, die alle Leiterplattendaten in einem einzigen komprimierten Archiv enthält. Vorteile gegenüber Gerber: Lagenregistrierung ist exakt (keine separate Konturdatei erforderlich), Bohr- und Kupferdaten befinden sich in einem konsistenten Koordinatensystem, Netzliste ist enthalten (ermöglicht elektrische DRC in der Fabrik), Bauteilbibliotheksdaten sind eingebettet. Wenn das CAM-System der Fabrik ODB++ unterstützt (die meisten modernen Valor/Genesis-Systeme tun dies), für komplexe mehrlagige Leiterplatten bevorzugen. Native aus Altium exportieren; KiCad benötigt ein Plugin.

IPC-2581

XML-basiertes Format, das alle Leiterplattendaten plus vollständige Netzliste kombiniert. Am besten für Leiterplatten geeignet, die strenge Rückverfolgbarkeit erfordern und bei denen die Fabrik DFM/DFA-Analyse in ihrem CAM-System durchführt. Zunehmend von Automobil-Tier-1-Lieferanten und der Luft- und Raumfahrt gefordert. Für die meisten kommerziellen Elektronikanwendungen ist RS-274X oder ODB++ ausreichend.

Fertigungshinweise — Was zu spezifizieren ist

Dies ist das wichtigste Dokument im Paket. Jeder Parameter, der nicht in der Gerber-Geometrie enthalten ist, muss hier geschrieben werden.

Erforderliche Parameter:

Lagenanzahl: 4
Leiterplattendicke: 1,60 mm ± 0,15 mm
Leiterplattenabmessungen: 85,0 × 60,0 mm
Kupfergewicht: Außenlagen 1 oz (35 µm), Innenlagen 0,5 oz (17,5 µm)
Mindest-Leiterbahn/-Abstand: 0,10/0,10 mm
Mindestbohrung (fertiges Loch): 0,30 mm
Via-Füllung: Keine (offenes Via, mit Maske abgedeckt)
Oberflächenbehandlung: ENIG — Nickel 3–6 µm, Gold 0,05–0,10 µm per IPC-4552A
Lötstopplack: Grün, LPI, beide Seiten
Bestückungsdruck: Weiß, nur Oberseite
Leiterplattensubstrat: Shengyi S1141 High-Tg FR4, Tg ≥ 170°C, Td ≥ 310°C
UL-Markierung erforderlich: Ja (UL-Dateinummer auf Leiterplatte)
Impedanzkontrolle: Ja — siehe Aufbauzeichnung
  Lage 1: 50 Ω einseitig, 100 Ω differentiell (referenziert auf Lage 2)
Menge: 500 Panels (2 Leiterplatten pro Panel, V-Nut)
IPC-Klasse: Klasse 2 gemäß IPC-6012
Testmethode: E-Test (100% Kontinuität und Isolation)

Lötstopplack-Aufweitung: Standardmäßige Fabrik-Aufweitung (typischerweise 75–100 µm pro Seite von der Kupferpad-Kante) kann für 0,4-mm-Raster-QFP-Footprints zu groß sein. „Lötstopplack-Aufweitung 50 µm von der Pad-Kante” angeben, wenn Feinraster-Bauteile vorhanden sind.

Oberflächenbehandlungsdicke: ENIG-Dicke variiert erheblich zwischen Fabriken. Per IPC-4552A angeben: Ni 3–6 µm, Au 0,05–0,10 µm. Dünneres Au (<0,05 µm) verursacht Lötbarkeitsprobleme; dickeres Ni (über 6 µm) beeinflusst die Bohrregistrierung bei feinen Vias.

Namenskonventionen

Beschreibende, versionskontrollierte Dateinamen verwenden. Schlecht: copper_top.gbr. Gut: PCB_SmartSensor_v1.2_2026-05-08_Cu_F.gbr. Das vollständige Paket sollte sein: PCB_Projektname_vX.Y_JJJJ-MM-TT.zip mit allen Dateien in einer flachen Verzeichnisstruktur (einige Fabriken können keine verschachtelten Unterverzeichnisse in Zip-Archiven verarbeiten).

Design-Regelprüfung vor dem Senden

Im CAD-Tool vor dem Export eine DRC ausführen. Häufige DRC-saubere, aber fertigungsproblematische Probleme:

Kupfermerkmal außerhalb der Leiterplattenkante (einige Tools erkennen dies nicht)
Leiterplattenkontur kein geschlossener Kreis (das CAM-System der Fabrik kann ihn möglicherweise nicht parsen)
Bohrungen ohne Annularring auf Innenlagen
Bestückungsdrucktext unter Bauteilen (nach Bestückung unsichtbar, verschwendet Bestückungsdruckdurchgang)
Fehlende oder asymmetrisch platzierte Fiducial-Marker

Auch eine visuelle Gerber-Prüfung in einem eigenständigen Gerber-Viewer (Gerbv, FAB3000 oder der CAM-Viewer des eigenen Tools) vor dem Senden durchführen. Die visuelle Prüfung erkennt Lagenpolaritätsfehler (Maske invertiert, Kupfer fehlend) und Koordinateneinheitsfehler, die DRC übersieht.

Was beim Bestellen aus China zu spezifizieren ist

DFM-Bericht vor Produktionsstart anfordern: Die meisten Fabriken bieten innerhalb von 24–48 Stunden eine kostenlose DFM-Prüfung an — diese überprüfen und schriftlich darauf reagieren, bevor der Produktionsstart genehmigt wird.
Gerber-Einheiten bestätigen: Einheiten explizit in Fertigungshinweisen angeben UND verifizieren, dass die Fabrik sie in ihrem DFM-Feedback bestätigt.
Impedanzkupplungsanforderung: Für impedanzkontrollierte Leiterplatten ein Impedanzmessmuster auf jedem Panel (oder jedem N-ten Panel) vorschreiben und angeben, dass Produktionspanels innerhalb von ±10% des Zielwerts messen müssen, bevor fortgefahren wird.
E-Test (elektrischer Test): Für jedes Volumen über 50 Leiterplatten 100% elektrischen Kontinuitäts- und Isolationstest angeben — fügt $0,05–0,20/Leiterplatte hinzu, erkennt aber Unterbrechungen und Kurzschlüsse aus der Fertigung vor der Bestückung.
Erstmustergenehmigung: Von der Fabrik verlangen, dass die erste gefertigte Leiterplatte zur eigenen Genehmigung (oder zur Genehmigung des Inspektors) eingereicht wird, bevor zur Vollproduktion übergegangen wird.

Häufige Probleme

Bohrdatei-Einheitenfehlanpassung: Fabrik interpretiert Zoll als Millimeter. Alle Bohrungen weichen um den Faktor 25,4 ab. Jedes Loch ist an der falschen Position. Die Leiterplatte ist Ausschuss. Dies passiert häufiger als es sollte. Vorbeugung: Eine Bohrtabellen-PDF mit fertigen Lochgrößen in mm und Zoll einschließen und verifizieren, dass die Bohrpositionen zu den Kupfer-Pads in der DFM-Rückmeldung passen.

Fehlende Leiterplattenkontur: Fabrik extrapoliert die Leiterplattenkante aus Kupfer-Keepout-Zonen oder dem Begrenzungsrahmen aller Gerber. Das Ergebnis ist oft eine um 0,5–1,0 mm zu große Leiterplatte, die möglicherweise nicht ins Gehäuse passt. Immer eine dedizierte Edge.Cuts- oder mechanische Lage mit einer sauberen geschlossenen Kontur einschließen.

Bestückungsdruck überschneidet Pads: Fabrik entfernt Bestückungsdruck von Pad-Bereichen gemäß IPC-7527 (Bestückungsdruck darf lötbare Oberflächen nicht bedecken), aber die Beschneidung ändert die Lesbarkeit des Bestückungsdrucks — Referenzkennzeichnungen werden teilweise abgeschnitten. Vor dem Export Bestückungsdruck-DRC ausführen, um Text von Pads wegzuschieben.