PCB-Gerber-Dateien verstehen: Schlüsselrolle in der Elektronikfertigung

25. Juni 2020

Jede Elektronikbaugruppe wird nach Spezifikation gefertigt. Specs und Designdetails liegen in diversen Dateien vor. Gerber-Dateien sind das Standardformat der Elektronikindustrie für Design-Blueprints – Speicherung und Kommunikation. PCB-Designer und -Hersteller nutzen sie für Prototypen und Mid-/Full-Volume-Produktion. Was genau sind Gerber-Files? Wie unterstützen sie die Fertigung? Dieser Beitrag liefert Antworten.

Einführung in Gerber-Dateien

Gerber ist ein ASCII-Vektorformat für PCB-Design – daher „PCB-Gerber-Files“. Offenes Format, definiert PCB-Spezifikationen: Kupferlagenanzahl, Bohrdaten, Lötstopplack-Infos etc. PCB-Design nutzt EDA (Electronic Design Automation) oder CAD. Bei CAD-Layout liefern Gerber-Files das Bild-Standard-Eingabeformat. Bieten Bildstandard für Fertigungsdaten, involvieren AOI (Automatische Optische Inspektion).

Drei Formate: RS-274X (aktueller Industriestandard), RS-274D, Gerber-X2.

Welche Informationen enthalten diese Files und wie unterstützen sie die Fertigung? Der nächste Abschnitt klärt auf.

Wesentliche Merkmale von Gerber-Dateien

• Konfigurationsparameter: Syntax in %...%-Textblöcken. Steuern alle Gerber-Aktivitäten. Variieren nach Dateityp.
• Makro- & Apertur-Dimensionen: Apertur definiert Form/Größe des PCB, Makros seltene geometrische Features (Logos, Buchstaben, Registriermarken). In CAD: Makros = AM-Parameter zur Lücke zwischen Original-Features und Specs.
• Zeichenbefehle (Drawing Commands): Drei Primitiven: Flashes (Punkte), Arcs (Bögen), Lines (Linien) – definieren Dicke/Geometrie. „Step and Repeat“ in RS-274X ermöglicht komplexe Formen (früher unmöglich).
• X/Y-Koordinaten: Platzhalter für jede geometrische Form. Durch diese Features sind Gerber-Files das „PDF der Elektronikfertigung“.

Bedeutung von Gerber-Files in der PCB-Fertigung

• PCB-Designs werden komplexer, kleine Bauteile nötig. Bisherige Vektor-Photoplotter reichen nicht.
• Kompakte Designs = Multilayer. Alte Photoplotter nur Single-Layer-fähig. Gerber-Files: 20+ Layer fähig – layerweise Konstruktion, Lötpastenlagen, Bauteilpositionen.
• Früher: Fokussiertes Licht durch Apertur auf Designfilm. Ungeeignet für moderne High-Density-Designs. Gerber nutzt Laserplotter für Bauteilpositionen – High-Density-Mounting tauglich.
• Zeiteffizienz: Große PCBs mit vielen Traces/Komponenten: Photoplotter zeitaufwändig. Gerber + Laserplotter = Minuten.
• Rückwärtskompatibilität: Gerber-Koordinaten via Laserplotter in Rasterfiles konvertierbar – langfristige Informationsspeicherung.

Diese Fähigkeiten machen Gerber-Files unverzichtbar in der PCB-Fabrication. Erstellung via diverse Software. Falls selbst nicht möglich: Service bei vertrauenswürdigen Herstellern wie Creative Hi-Tech beziehen – Gerber-Erstellung from Scratch als Teil der Fertigungsservices. Seit 1998 PCB-Assembly & Manufacturing für diverse Industrien.

Weiterführende Blog-Beiträge:

• PCB recyceln – Teil I
• Wichtigkeit von PCB-Dokumentation für effizientes Design & Fertigung