Fichiers Gerber pour la Fabrication de PCB : Guide de Référence

Le package Gerber est l’ensemble des fichiers que vous envoyez à une usine d’assemblage PCB pour fabriquer votre carte. Un package Gerber incomplet ou ambigu amène l’usine à faire des suppositions — et ces suppositions produisent souvent des cartes qui sont techniquement « conformes au dessin » mais fonctionnellement incorrectes. Savoir exactement quoi inclure et comment le spécifier élimine les erreurs de fabrication PCB les plus courantes. Bien faire cela avant d’approvisioner un fabricant permet d’éviter de coûteux cycles de révision ultérieurs.

Vue d’ensemble

Les données de fabrication PCB ont évolué à travers trois formats principaux : le Gerber historique (RS-274D, obsolète), le Gerber étendu (RS-274X, universel), et des formats plus récents comme ODB++ et IPC-2581 qui incluent les données de netlist et d’assemblage dans un fichier unique. La plupart des usines chinoises acceptent le RS-274X comme format d’entrée principal ; un nombre croissant préfère l’ODB++ pour les cartes complexes. L’adoption de l’IPC-2581 est en augmentation dans l’automobile et l’aérospatiale, mais reste peu commune dans la fabrication sous contrat.

Le package Gerber décrit uniquement la géométrie — quel cuivre est où, où se trouvent les ouvertures du masque de soudure, où vont les marquages de sérigraphie. Il ne décrit pas intrinsèquement les matériaux à utiliser, la finition à appliquer, ou les normes de qualité à respecter. Ces informations figurent dans les notes de fabrication, les dessins de l’empilement (stackup) et votre bon de commande. Le rôle de l’usine est de fabriquer ce que dit le Gerber ; votre rôle est de vous assurer que le Gerber plus les notes correspondent à ce que vous voulez réellement.

Contenu du Package de Fabrication

Fichiers obligatoires :

Ajouts recommandés :

• Dessin d’assemblage (repères de référence, contours des composants)
• Dessin de l’empilement avec impédances contrôlées (pour les cartes à impédance contrôlée)
• Spécification IPC-4761 pour le type de remplissage des vias (si applicable)
• Modèle 3D (fichier STEP) pour vérification mécanique

Format Gerber : RS-274X

Exportez toujours en RS-274X (étendu), jamais en RS-274D (obsolète). La différence : le RS-274X inclut les définitions d’ouverture intégrées dans l’en-tête du fichier, de sorte que le logiciel CAM de l’usine peut analyser le fichier sans liste d’ouvertures séparée. Le RS-274D nécessite un fichier D-code séparé qu’aucun système CAM moderne ne lit correctement.

En RS-274X, vérifiez :

• Unités : millimètres (recommandé) ou pouces — indiquez-le explicitement dans les notes de fabrication, ne vous fiez pas uniquement à l’en-tête du fichier
• Résolution des coordonnées : utilisez au moins le format décimal 4.6 (4 chiffres avant la décimale, 6 après) pour les fichiers en millimètres afin d’éviter les erreurs d’arrondi sur les pads à pas fin
• Polarité Gerber : foncé = cuivre (standard), clair = ouverture du masque — confirmez avec l’usine si non-standard

Fichier de Perçage Excellon

Les fichiers de position de perçage utilisent le format Excellon. Problèmes courants :

• Unités : les fichiers Excellon peuvent être métriques ou impériaux, et la déclaration d’en-tête est parfois manquante ou ignorée. Indiquez toujours les unités de perçage dans vos notes de fabrication et vérifiez que l’usine les confirme.
• Tableau de perçage : incluez un tableau de perçage sous forme de superposition Gerber ou de PDF montrant chaque symbole de perçage, la taille de trou fini, le nombre de perçages et le statut de métallisation (PTH vs NPTH)
• Taille minimale de trou : confirmez avec l’usine — la capacité standard est de 0,30 mm fini, certaines usines font 0,20 mm mais à un coût supplémentaire
• Fraisage de fente : fichier de contour Gerber ou fichier de routage séparé pour les fentes ; le format Excellon pour les fentes est moins standardisé — vérifiez le format préféré de l’usine

Format ODB++

ODB++ (Open Database++) est une structure de répertoire contenant toutes les données de la carte dans une archive compressée unique. Avantages par rapport au Gerber : le recalage des couches est exact (aucun fichier de contour séparé n’est nécessaire), les données de perçage et de cuivre sont dans un système de coordonnées cohérent, la netlist est incluse (permet un DRC électrique à l’usine), les données de bibliothèque de composants sont intégrées. Si le système CAM de votre usine supporte ODB++ (la plupart des systèmes Valor/Genesis modernes le font), privilégiez-le pour les cartes multicouches complexes. Export natif depuis Altium ; KiCad nécessite un plugin.

IPC-2581

Format XML combinant toutes les données de la carte avec la netlist complète. Idéal pour les cartes nécessitant une traçabilité stricte et où l’usine effectuera une analyse DFM/DFA dans son système CAM. De plus en plus requis par les fournisseurs de rang 1 automobile et l’aérospatiale. Pour la plupart de l’électronique commerciale, le RS-274X ou l’ODB++ est suffisant.

Notes de Fabrication — Ce qu’il Faut Spécifier

C’est le document le plus important du package. Chaque paramètre qui n’est pas dans la géométrie Gerber doit y être consigné.

Paramètres requis :

Nombre de couches : 4
Épaisseur de la carte : 1,60 mm ± 0,15 mm
Dimensions de la carte : 85,0 × 60,0 mm
Poids du cuivre : Couches externes 1 oz (35 µm), Couches internes 0,5 oz (17,5 µm)
Trace/espace minimum : 0,10/0,10 mm
Perçage minimum (trou fini) : 0,30 mm
Remplissage de via : Aucun (via ouvert, recouvert par le masque)
Finition de surface : ENIG — Nickel 3–6 µm, Or 0,05–0,10 µm selon IPC-4552A
Masque de soudure : Vert, LPI, deux faces
Sérigraphie : Blanc, face supérieure uniquement
Matériau de la carte : Shengyi S1141 FR4 haute Tg, Tg ≥ 170°C, Td ≥ 310°C
Marquage UL requis : Oui (numéro de dossier UL sur la carte)
Contrôle d'impédance : Oui — voir dessin d'empilement
  Couche 1 : 50 Ω unipolaire, 100 Ω différentiel (référencé à la Couche 2)
Quantité : 500 panneaux (2 cartes par panneau, V-score)
Classe IPC : Classe 2 selon IPC-6012
Méthode de test : E-test (continuité et isolation 100%)

Expansion du masque de soudure : l’expansion par défaut de l’usine (typiquement 75–100 µm par côté depuis le bord du pad en cuivre) peut être trop grande pour les empreintes QFP à pas 0,4 mm. Spécifiez « expansion du masque de soudure 50 µm depuis le bord du pad » si vous avez des composants à pas fin.

Épaisseur de la finition de surface : l’épaisseur ENIG varie considérablement entre les usines. Spécifiez selon IPC-4552A : Ni 3–6 µm, Au 0,05–0,10 µm. Un Au trop mince (<0,05 µm) cause des problèmes de soudabilité ; un Ni trop épais (>6 µm) affecte le recalage de perçage sur les vias fins.

Conventions de Nommage

Utilisez des noms de fichiers descriptifs avec contrôle de version. Mauvais : copper_top.gbr. Bon : PCB_SmartSensor_v1.2_2026-05-08_Cu_F.gbr. Le package complet devrait être : PCB_NomProjet_vX.Y_YYYY-MM-DD.zip contenant tous les fichiers dans une structure de répertoire plate (certaines usines ne peuvent pas gérer les sous-répertoires imbriqués dans les archives zip).

Vérification DRC Avant Envoi

Exécutez un DRC dans votre outil CAO avant d’exporter. Problèmes courants qui passent le DRC mais posent problème en fabrication :

• Éléments de cuivre en dehors du contour de la carte (certains outils ne le détectent pas)
• Contour de la carte qui n’est pas une boucle fermée (le système CAM de l’usine peut échouer à l’analyser)
• Perçages sans anneau de garde sur les couches internes
• Texte de sérigraphie sous les composants (invisible après assemblage, gaspille le passage de sérigraphie)
• Marqueurs de repère absents ou placés asymétriquement

Effectuez également une vérification visuelle du Gerber dans un visualiseur Gerber autonome (Gerbv, FAB3000, ou le visualiseur de votre outil CAM) avant d’envoyer. La vérification visuelle détecte les erreurs de polarité de couche (masque inversé, cuivre manquant) et les erreurs d’unité de coordonnées que le DRC ne voit pas.

Ce qu’il Faut Spécifier lors d’une Commande en Chine

• Demandez un rapport DFM avant le début de la production : la plupart des usines fournissent une vérification DFM gratuite dans les 24–48 heures — examinez-la et répondez par écrit avant d’approuver le début de la production
• Confirmez les unités Gerber : indiquez les unités explicitement dans les notes de fabrication ET vérifiez que l’usine les confirme dans son retour DFM
• Exigence de coupon d’impédance : pour les cartes à impédance contrôlée, exigez un coupon d’impédance sur chaque panneau (ou tous les N-ièmes panneaux) et spécifiez que les panneaux de production doivent mesurer dans ±10% de la cible avant de procéder
• E-test (test électrique) : pour tout volume supérieur à 50 cartes, spécifiez un test de continuité électrique et d’isolation à 100% — ajoute 0,05–0,20 $/carte mais détecte les circuits ouverts et les courts-circuits de fabrication avant l’assemblage
• Approbation du premier article : exigez que l’usine soumette la première carte produite pour votre approbation (ou celle de votre inspecteur) avant de procéder à la production complète

Problèmes Courants

Incompatibilité d’unités dans le fichier de perçage : l’usine interprète les pouces comme des millimètres. Tous les points de perçage sont décalés d’un facteur 25,4. Chaque trou est au mauvais endroit. La carte est à rebuter. Cela arrive plus souvent que ça ne devrait. Prévention : incluez un PDF de tableau de perçage avec les tailles de trous finis en mm et en pouces, et vérifiez que les positions de perçage correspondent à vos pads de cuivre dans le retour DFM.

Contour de carte manquant : l’usine extrapole le bord de la carte à partir des zones de garde en cuivre ou de la boîte englobante de tous les Gerbers. Le résultat est souvent une carte surdimensionnée de 0,5–1,0 mm, qui peut ne pas s’adapter au boîtier. Incluez toujours une couche Edge.Cuts ou mécanique dédiée avec un contour fermé propre.

Sérigraphie empiétant sur les pads : l’usine supprime la sérigraphie des zones de pad selon IPC-7527 (la sérigraphie ne doit pas recouvrir les surfaces soudables), mais le recadrage altère la lisibilité de la sérigraphie — les repères de référence sont partiellement coupés. Exécutez un DRC de sérigraphie pour déplacer le texte hors des pads avant l’export.

Ressources Complémentaires

• Matériaux de Substrat PCB — paramètres des matériaux à inclure dans les notes de fabrication
• Recommandations DFM — règles de conception à vérifier avant l’export Gerber
• Processus d’Assemblage SMT — ce qui arrive à la carte après la fabrication
• Checklist d’Audit d’Usine
• Sourcing et Sélection de Fournisseurs
• Approvisionnement en PCB et SMT
• Guide de l’Acheteur : Assemblage PCB en Chine