Gerber-Dateien meistern: Der umfassende Leitfaden für PCB-Einsteiger

In Kundenanfragen tauchen oft Fragen zu Gerber-Dateien auf: Wie erzeugt man Gerber aus Eagle? Wie generiert man sie generell? Was sind Dateiendungen? Dieser Guide beantwortet diese Fragen und macht Sie zum Experten.

1. Leiterplatten-Vektoren in Gerber-Dateien

1.1 Was sind Leiterplatten (PCBs)?

PCBs sind Platten aus isolierendem Trägermaterial (z. B. FR4), auf denen leitende Bahnen (meist Kupfer) für elektronische Bauteile (Widerstände, ICs, Kondensatoren) aufgebracht sind. Mehrere Kupferschichten werden durch Isolierschichten getrennt. PCBs und ICs waren die Schlüsselerfindungen für die Miniaturisierung moderner Elektronik.

1.1.1 Brauchen Sie PCBs?

Seit 1936 im Einsatz, sind PCBs heute das Rückgrat nahezu aller kommerziellen Elektronikgeräte. Wer Elektronik entwickelt oder fertigt, kommt an PCBs nicht vorbei.

1.2 Was bedeutet „Gerber“ bzw. „Gerber-Dateiformat“?

Laut UCAMCO (Inhaber der Rechte) ist das Gerber-Format der De-facto-Standard für PCB-Designdatenaustausch. Es ist ein offenes ASCII-Vektorformat für 2D-Binärbilder. Eine Gerber-Datei beschreibt Kupferlagen, Lötstoppmasken, Bestückungsdruck etc. und dient als Eingabe für Fotoplotter und AOI-Maschinen.

1.2.1 Gerber-Generationen

• Standard Gerber (RS-274-D) – ältestes Format
• Extended Gerber (RS-274X) – mit eingebetteten Aperturdefinitionen
• Gerber X2 – neueste Generation mit Metadaten (Layer-Stack, Material, etc.)

Details folgen in Kapitel 3.

1.3 Wo Gerber auf PCB trifft

PCBs tragen Bauteile, Gerber-Dateien sind die Softwareskizzen, die den PCB-Aufbau kommunizieren. Kapitel 2–4 vertiefen Zusammensetzung, Manipulation und Erstellung.

Wichtige Hinweise:

► PCBs entstanden vor CAD/CAM – sie sind nicht auf CAM-Software beschränkt.
► 2014 erklärte UCAMCO Standard Gerber für „technisch veraltet“, da Aperturdefinitionen nicht standardisiert waren. Extended Gerber hat Vorrang.

2. Die Gerber-Datei

2.1 Was ist eine Gerber-Datei?

Eine Gerber-Datei enthält alle Informationen zur PCB-Fertigung. Moderne Gerber (RS-274X/X2) enthalten Metadaten (Lötstoppmaske, Legende, Kupferlagenanzahl, etc.). Jede Gerber-Datei entspricht einer physischen Lage (Bestückungsdruck oben, Top-Signal, Bottom-Signal, Lötstoppmasken, Innenlagen, …).

Zusätzlich werden NC-Drill-Dateien (Excellon) benötigt. Bei Bestellung bitte vollständigen Satz (Gerber + NC-Drill) liefern, um Versionskonflikte zu vermeiden. Ein begleitender Textfile mit Angaben zu Lötstoppmaske-/Legendenfarben, Panelisierung, Pad-Finish, Boarddicke, Kupfergewicht, Schlitzen/Ausschnitten erleichtert die Fertigung.

Ein Gerber-Setup-Dialog erlaubt die komplette Konfiguration der Ausgabeparameter.

2.1.1 Warum Sie sich für Gerber interessieren sollten…

2015 schätzte UCAMCO, dass ~90 % aller PCB-Produktionen in Gerber-Form vorliegen. Mit wachsender Elektronikproduktion steigt der Bedarf an verbesserten Designs – Gerber-Kenntnisse bleiben relevant.

2.2 Gerber-Viewer

Ein Gerber-Viewer visualisiert den Inhalt von Gerber-Dateien. Es gibt Installations- und Online-Tools (Upload & View).

2.2.1 Wichtige Features eines guten Gerber-Viewers

1. Aktuelle Formatunterstützung: HPGL/HPGL-2, Excellon, moderne Gerber-Formate.
2. Präzise Betrachtung: Zoom, Messfunktionen für Fehleranalyse.
3. Breite Druckerkompatibilität: Verschiedene Druckoptionen für diverse Plotter.

2.2.2 Top 3 Gerber-Viewer-Tools

2.2.3 Online Gerber Viewer

Kostenloses Online-Tool zum Anzeigen und Prüfen von Gerber-Dateien. Leichtgewichtig (keine Installation, geringe Hardwareanforderungen). Unterstützt Gerber274X, Excellon 1/2. Zoom für Designprüfung. Keine Registrierungspflicht.

2.3 EasyEDA Gerber Viewer

Leistungsstarker Online-Viewer mit Layer-Ansicht, Zoom, Farbwahl, statistischen Features (Lochgrößen, Boardmaße) und Share-Funktion via URL.

2.4 Numerical Innovation Gerber Viewer

Umfassendes Tool: Klarheit, Zoom, Dateikompatibilität – alle Kriterien erfüllt. Eagle- und Altium-Dateien (z. B. von Seeed Studio) lassen sich problemlos öffnen. Für Einsteiger unverzichtbar.

3. Gerber-Dateiendungen (.gbr / .GBR)

Primär wird .gbr bzw. .GBR verwendet. Weitere Endungen: .GBX, .Top, .BOT. Achtung: .gbr wird auch von GIMP für Pinseldateien genutzt.

3.1 Warum so viele Endungen?

Die drei Gerber-Generationen erklären die Vielfalt:

3.1.1 Standard Gerber (RS-274-D)

Ältestes Format (1960/70er) für Fotoplotter. Grundlegende Plotbefehle, keine definierten Koordinaten/Ränder. 2014 für obsolet erklärt. Ursprung der .gbr-Endung.

3.1.2 Extended Gerber (RS-274X / X-Gerber)

1998 von UCAMCO eingeführt. Menschlesbare ASCII-Befehle für 2D-Vektorgrafik, Metadaten für Grafikdefinition. Endungen .gbr und .gbx.

3.1.3 Gerber X2

Neuestes Format mit Verbesserungen aller Vorgänger. Unterstützt Vendor-Extensions (.top, .bot). Kompatibel mit moderner CAM-Software.

4. Praxis: Gerber-Dateien erzeugen & konvertieren

4.1 Gerber-Erstellung mit Eagle (Version 3.55 Beispiel)

Schritt-für-Schritt-Anleitung für Eagle:

1. Board im Eagle Control Panel laden (File → Open → Board).
2. ULP-Icon klicken, DRILLCFG.ULP auswählen → „ULP finished“.
3. CAM Processor Icon → File → Open → Job → GERBER.CAM laden (Modified Job: NO).
4. Process Job → „Delete $$$ file“: OK, „More than one signal layer Active“: OK. Prozess läuft (Minuten bis Stunden).
5. Erzeugte Dateien (gleicher Basisname, verschiedene Endungen):
   .WHL (Aperture Wheel), .PLC (Seidendruck Bestückungsseite), .CMP (Kupfer Bestückungsseite), .STC (Lötstoppmaske Bestückungsseite), .SOL (Kupfer Lötseite), .STS (Lötstoppmaske Lötseite).

Für den PCB-Hersteller folgende Dateien zippen und liefern:

Gerber-Lage	Endung
Top Copper	.GTL
Bottom Copper	.GBL
Top Overlay (Silkscreen)	.GTO
Bottom Overlay	.GBO
Top Paste Mask	.GTP
Bottom Paste Mask	.GBP
Top Solder Mask	.GTS
Bottom Solder Mask	.GBS
Keep-Out Layer	.GKO
Drill Drawing	.GD1
Drill Guide	.GG1
Innenlagen 1–16	.GP1 … .GP16

Hinweis: .GTP nur für Schablonenfertigung (SMD) nötig.

4.1.2 Excellon (NC-Drill) Dateien

(Voraussetzung: Schritte 1 & 2 erledigt)

• CAM Processor → File → Open → Job → EXCELLON.CAM → OK.
• Process Job → paar Sekunden.
• Erzeugt: .DRL (Tool Rack), .DRD (Excellon Output), .DRI (Drill Info).

Zusätzliche Layer in GERBER.CAM einbinden (z. B. 4-Layer)

1. Board laden, CAM Processor öffnen, GERBER.CAM laden (Save: NO).
2. Section „Generate a Wheel File“ wählen.
3. Rechte Layer-Liste: gewünschte zusätzliche Lagen taggen (Innenlagen, Bottom Silkscreen BPlace/BName). KEINE bestehenden Lagen entfernen.
4. File → Save Job (z. B. 4Layer.cam).
5. Section „Solder Stop Mask SOL“ wählen, ADD → neuen Section-Namen vergeben (z. B. „INNER POWER PLANE VCC“).
6. Passende Layer für Section taggen (z. B. nur $GND für Power Plane; Dimension, BPlace, BName für Bottom Silkscreen; PAD/VIA für Signallagen – KEINE anderen).
7. Output-Name gemäß Tabelle anpassen.
8. Wiederholen für jede zusätzliche Lage.
9. Zu Schritt 4 (Process Job) springen.

Lage	Endung
Supply Layer	$GND → .GND
Signal Layer	Signal+Pad+Via → .LY3
Bottom Silkscreen	Dimension+BPlace+BName → .PLS

4.2 Gerber-Export aus Altium Designer

4.2.1 Gerber generieren

1. File → Fabrication Outputs → Gerber Files.

2. Dialog: PCB-Maßparameter festlegen.

3. Layer auswählen: Bei 2-Lagen G1, G2, G3 … abwählen.

4. Embedded Apertures aktivieren.

5. OK → Generierung.

4.2.2 Excellon (NC Drill) generieren

1. File → Fabrication Outputs → NC Drill Files.

2. Parameter an Gerber anpassen → OK.

3. Alle Dateien zippen → zur Fertigung senden.

4.3 Konvertierung Gerber (.gbr) → PCB (.pcb) mit LinkCAD

4.3.1 Was sind .pcb-Dateien?

CAD-Software (z. B. Altium) erzeugt .pcb-Dateien als Designspeicher. Hersteller benötigen oft zusätzliche Fertigungsdaten (Bohrungen etc.), die im .pcb nicht explizit enthalten sind.

4.3.2 Warum konvertieren?

Hersteller verlangen oft Gerber + NC-Drill. Konvertierung schließt Lücken.

4.3.3 12-Schritte-Konvertierung (LinkCAD)

1. LinkCAD von offizieller Seite herunterladen & installieren (5-Tage-Test).
2. LinkCAD starten.
3. Import Format: PCB-Dateityp wählen.
4. Export Format: „Gerber“ wählen.
5. „Skip options“ deaktivieren.
6. „Ignore text“ in GDSII Import Options setzen.
7. Export Options nach Bedarf anpassen.
8. Quell-.pcb-Datei auswählen.
9. Next → Konvertierung abwarten.
10. Im Quellordner nach konvertierten Gerber-Dateien suchen.
11. Bei Erfolg: Finish → Beenden.

Fazit

Früher war die Erstellung präziser Gerber-Dateien mühsam: CAM-Software lernen, Apertur-/Werkzeuglisten managen, Kompatibilitätsprobleme. Heute ist der Prozess durch moderne CAM-Tools und Formate wie Gerber stark vereinfacht. Entwickler können PCBs direkt aus Fertigungsdatensätzen generieren.

Elektronik hängt von PCBs ab, PCBs von Gerber-Dateien. Damit Elektronik floriert, müssen PCBs exzellent sein, dafür müssen Gerber-Designs perfekt sein. Ein Kreislauf, der die Zukunft der Elektronik mit Gerber-Dateien füllen wird.

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