Wie erzeugt man Gerber- und Bohrdateien in KiCAD 8?

Nachdem du dein PCB-Design in KiCAD 8 abgeschlossen hast, besteht der letzte Schritt vor der Bestellung darin, die für die Fertigung erforderlichen Dateien vorzubereiten und zu erzeugen. Dieser Schritt wird als Erstellen von Gerber- und Bohrdateien bezeichnet. Die Leiterplattenfertigung verwendet diese Dateien, um deine Platinen herzustellen.

In diesem Schritt werden drei Arten von Dateien erzeugt:

• Gerber-Dateien
• Bohrdateien
• Bohrübersichts-Dateien (Drill Map Files)

Für dieses Tutorial wird das Beispielprojekt „6LoWPAN Gateway“ verwendet.

Alle Schritte wurden mit der neuesten Version 8.0.4 getestet. Wenn du eine leicht andere Version nutzt, kann es kleine Abweichungen geben.

Fertigungsmöglichkeiten

Bevor du mit der Erstellung der Gerber-Dateien beginnst, überprüfe unbedingt die Fertigungsmöglichkeiten deines Herstellers.

Es wird empfohlen, die Designregeln in deinem Projekt bereits vor dem Routing gemäß den Herstellerspezifikationen einzustellen. So vermeidest du, Teile der Platine später neu entwerfen zu müssen, wenn sie nicht den Vorgaben entsprechen.

Die wichtigsten Parameter sind:

• minimale Leiterbahnbreite und -abstand
• minimale Abstände (Clearance)
• minimale Bohr-/Lochgröße

Wenn du die Designregeln korrekt einstellst, wirkt sich das auch positiv auf die DRC-Prüfung aus und reduziert mögliche Probleme auf ein Minimum.

Die Fertigungsmöglichkeiten von JLCPCB kannst du hier einsehen: PCB Capabilities.

Gerber-Dateien erzeugen

WICHTIG: Führe unbedingt vor dem Generieren der Dateien noch einmal den DRC-Check durch.

Im PCB-Editor öffnest du dazu:
File → Fabrication Outputs → Gerbers (.gbr)

(Abbildung 1. PCB-Editor-Menü)

Um Leiterplatten bei JLCPCB zu bestellen, können die Standard-Einstellungen von KiCAD nicht direkt verwendet werden. Einige Anpassungen sind erforderlich.

Auswahl des Ausgabeordners

Nachdem du die Gerber-Erzeugung über Fabrication Outputs gestartet hast, öffnet sich das Plot-Menü.

Lege dort zuerst den Speicherort für die Ausgabedateien fest.

Du kannst auf das Ordnersymbol klicken, um ein Zielverzeichnis auszuwählen oder zu erstellen, oder einfach einen Ordnernamen eingeben – KiCAD legt diesen dann automatisch an.

(Abbildung 2. Auswahl des Ausgabeordners)

Layer-Auswahl

Links im Plot-Fenster wählst du die Layer aus deinem Board-Design aus, die in die Gerber-Dateien umgewandelt werden sollen.

Folgende Layer sollten ausgewählt werden:

• F.Cu
• B.Cu
• F.Paste
• B.Paste
• F.Silkscreen
• B.Silkscreen
• F.Mask
• B.Mask
• Edge.Cuts (enthält den Board-Umriss und Ausschnitte)

WICHTIG: Wenn dein PCB-Design 4 oder mehr Lagen hat, vergiss nicht, auch die inneren Kupfer-Lagen auszuwählen:

• In1.Cu, In2.Cu … (benötigt für 4- oder 6-Lagen-Designs)

In KiCAD sind die Layer als Front (F.) und Back (B.) benannt. Die Kupfer-Layer-Namen können in File → Board Setup angepasst werden.

Allgemeine Optionen und Gerber-Optionen

Nachdem du die benötigten Layer ausgewählt hast, wechsle zu den General Options und aktiviere Folgendes:

• Plot reference designators – sonst erscheinen die Designatoren nicht auf den Silkscreen-Layern
• Plot footprint text
• Check zone fills before plotting
• Tent vias
• Use Protel filename extensions – empfohlen, da JLCPCB Protel-Dateiendungen bevorzugt
• Subtract soldermask from silkscreen – stellt sicher, dass kein Silkscreen auf Pads liegt

(Abbildung 3. Auswahl der Layer- und Gerber-Optionen)

Klicke nun auf die Plot-Schaltfläche unten im Fenster.

Alle erzeugten Gerber-Dateien werden im zuvor angegebenen Zielordner gespeichert.

Falls die Kupferflächen (Zone fills) nicht aktuell sind und du vergessen hast, sie neu zu füllen, wird dich KiCAD fragen – klicke einfach auf Refill, dann geht die Dateierzeugung weiter.

Zur Bestellung bei JLCPCB werden auch Bohrdateien benötigt.

Bohrdateien erzeugen

Nachdem du die Gerber-Dateien mit der blauen Plot-Schaltfläche erstellt hast, bleibt das Plot-Fenster geöffnet.

Klicke nun auf Generate Drill Files…

Der Ausgabepfad ist derselbe wie für die Gerber-Dateien. Stelle hier Folgendes ein:

• Use alternate drill mode für Oval Holes Drill Mode aktivieren
• Absolute für Drill Origin auswählen
• Millimeters für Drill Units aktivieren
• Decimal format für Zeros Format wählen

(Abbildung 4. Auswahl der Bohrdateien)

Klicke dann auf Generate Drill File, die Bohrdateien werden erzeugt und im Ausgabeordner gespeichert.

Drill Map-Datei erzeugen

Das Erzeugen der Drill Map-Datei ist optional, wird aber dringend empfohlen.

Dies geschieht im selben Fenster wie die Bohrdateien. Klicke einfach auf Generate Map File – alles wird automatisch erstellt.

Die Drill Map-Datei enthält zusätzliche Informationen zu den Bohrlöchern, ist für den Menschen lesbar und zeigt u. a. an:

• welche Löcher durchkontaktiert sind
• welche nicht durchkontaktiert sind
• wie viele Schlitzlöcher vorhanden sind

Mehr Informationen bedeuten weniger Fehlerrisiko.

(Abbildung 5. Drill Map-Datei)

Dateiüberprüfung

Bevor du deine Gerber-Dateien bei JLCPCB hochlädst, solltest du die erzeugten Dateien unbedingt mit einem externen Gerber Viewer überprüfen.

Achte dabei auf folgende Punkte:

1. Existiert der Board-Umriss?
2. Ist der Umriss geschlossen (durchgängig, keine Lücken)?
3. Werden alle inneren Ausschnitte, unplated Slots und V-Cut-Linien korrekt im GM1-Layer angezeigt?
4. Sind alle Bohrungen sichtbar und mit den anderen Layern korrekt ausgerichtet?
5. Sind die Vias wie gewünscht abgedeckt oder freigestellt?
6. Sieht der Silkscreen korrekt aus?
7. usw.

Falls Probleme auftreten, behebe sie, exportiere die Gerber-/Bohrdateien erneut und überprüfe sie nochmals im Gerber Viewer.

Es gibt verschiedene gute Gerber Viewer – verwende einfach den, mit dem du am besten zurechtkommst.

Wenn alles in Ordnung ist, kannst du nun den Output-Ordner zippen und die Bestellung aufgeben.