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2025/12/30 8:01:17 网站建设 项目流程

Altium Designer多层板Gerber输出实战指南:从配置到交付,一次做对

你有没有遇到过这样的情况?
PCB打样回来,发现丝印全是反的;或者贴片时焊不上——原来是阻焊没开窗;更离谱的是,四层板内电层一片空白,厂家打电话问:“你们这层是故意留空的吗?”

这些问题,90%都出在Gerber文件导出环节。别小看这个“最后一步”,它直接决定了你的设计能不能变成一块能用的板子。

今天我们就来彻底讲清楚:如何在Altium Designer中正确、高效、零失误地输出多层板Gerber文件。不是简单点几下鼠标,而是真正理解每一步背后的逻辑和坑点。


为什么Gerber这么重要?

先说个现实:你在Altium里画得再漂亮,DRC全过,3D视图完美无瑕……只要Gerber出错了,一切归零。

因为工厂只认Gerber。
他们不打开.PcbDoc文件,也不关心你用了哪个版本的AD。他们拿到的是一堆.gbr.drl文件——这些就是制造机器的“施工图纸”。

而多层板尤其敏感。电源平面用负片表达、盲埋孔需要精确钻孔对齐、细间距BGA的阻焊开窗容不得半点偏差……任何一个细节出错,轻则返工重做,重则整批报废。

所以,Gerber输出不是流程终点,而是一次关键的质量关口


Gerber到底是什么?别再把它当成“图片”了

很多人误以为Gerber就是PCB各层的“截图”。错得很彻底。

它是一种指令语言

Gerber(准确说是RS-274X格式)本质上是一种二维矢量绘图脚本,由一系列坐标+图形命令组成。比如:

G04 This is a comment* %FSLAX25Y25*% %MOMM*% %ADD10C,0.6*% D10* X100000Y200000D02* X100000Y200000D01*

这段代码的意思是:
- 设置格式为2位整数、5位小数
- 单位毫米
- 定义一个直径0.6mm的圆形光圈
- 移动到(100.000, 200.000)
- 开始曝光画线

看到没?这不是图像,是可执行的制造指令流

为什么必须用RS-274X?

老式Gerber(RS-274D)需要额外附带一个D-code文件说明每个代号代表什么形状,极易丢失或错配。而RS-274X支持内嵌Aperture定义,自包含性强,已成为现代PCB生产的事实标准。

✅ 正确做法:Always use RS-274X.


多层板结构与Gerber输出的关系

我们以最常见的四层板为例:

层序名称类型是否需输出Gerber
L1Top Signal正片
L2Ground Plane负片
L3Power Plane负片
L4Bottom Signal正片

注意关键区别:
-正片层:有铜的地方就画出来。
-负片层:默认全层是铜,只把要切除的部分(如隔离区、过孔环)用“挖空”方式表示。

Altium会自动识别Internal Plane类型的层并以负片形式输出,但前提是设置正确。


出错最多的地方:OutJob配置详解

Altium从十多年前就开始推OutJob机制,但它依然是最容易被忽视或滥用的功能模块。

别再手动导出了!用OutJob才是专业做法

很多工程师还在右键PCB → “Fabrication Outputs” → “Gerber Files”一步步填参数。这种方式的问题在于:

  • 配置无法复用
  • 容易漏选层
  • 参数不一致(比如Gerber用inch,钻孔用mm)

正确的做法是使用Output Job File(*.OutJob),它是项目级的输出任务管理中心。

创建标准OutJob模板(建议收藏)
  1. 右键项目 → Add New to Project → Output Job File
  2. 命名为Fabrication.OutJob
  3. 添加以下任务组:
任务类型输出内容输出目标
Gerber所有电气层、阻焊、丝印等Local Folder
NC Drill Files钻孔数据Local Folder
Assembly Drawings贴片图(Top/Bottom)PDF
Fabrication Drawings制造图(含层叠、尺寸标注)PDF
Bill of MaterialsBOM表CSV / Excel

这样一套配置可以保存为企业模板,团队统一使用。


关键设置项逐项拆解

进入Gerber输出配置界面后,以下几个选项决定成败。

1. Units & Format:单位和精度

设置项推荐值说明
UnitsImperial (inch)国内绝大多数厂家习惯inch
Format2:5整数2位,小数5位(即0.00001 inch ≈ 0.254μm)
Zero SuppressionLeading去掉前导零,符合RS-274X规范

⚠️严重警告:如果设成3:3,可能导致坐标溢出或精度不足,尤其是大板或多层对齐时出现偏移!

2. Layer Mapping:层映射必须一一对应

在Layers选项卡中,务必确认以下层都被勾选且命名清晰:

Altium层名输出文件建议命名极性
Top LayerTOP.gbr正片
Bottom LayerBOT.gbr正片
Internal Plane 1GND.gbrIN1.gbr负片
Internal Plane 2PWR.gbrIN2.gbr负片
Top Solder MaskTSM.gbr负片(开窗为正)
Bottom Solder MaskBSM.gbr负片
Top OverlayTOV.gbr正片
Bottom OverlayBOV.gbr正片
Mechanical 1 (Edge)EDGE.gbr正片

💡 小技巧:可以用Layer Comment来自定义输出文件名,避免混淆。

3. 特殊处理:负片层怎么不出错?

这是最常翻车的地方。

当你有一层是Internal Plane(例如GND层),Altium默认会以负片方式输出。也就是说:

  • 整个区域默认是铜皮;
  • 只有Via、Pad周围的隔离环(Clearance)热风焊盘连接臂(Thermal Relief)被“挖掉”。

但如果你忘了启用某些选项,结果就是——Gerber里啥都没有!

必须检查的三项:
  1. Include power planes✔️
    在Advanced Settings中确保勾选此项,否则内部平面会被忽略。

  2. Use Route Layer Definitions✔️
    确保走线层定义被引用,影响过孔连接判断。

  3. Include unconnected mid-layer pads✔️
    这个非常关键!对于盲孔/埋孔,即使没有网络连接,也要保留焊盘。不勾选会导致内层焊盘缺失!


钻孔文件同步输出:别让NC Drill拖后腿

Gerber管图形,钻孔靠Excellon格式的NC Drill文件。

在同一OutJob中添加“NC Drill Files”任务,并注意:

  • 单位与格式必须与Gerber一致(推荐inch, 2:5)
  • Format选择Excellon
  • Drill Drawing和Route Drawing分开输出
  • 勾选“Generate drill files per hole size”便于查看

输出后你会得到:
-.drl:主钻孔文件
-.rep:报告文件(含孔径统计)
-.txt:钻孔列表(可读性好)

🔍 提示:用Gerber查看器打开.drl文件,叠加在TOP层上检查是否对齐。常见问题如“钻孔偏移0.1mm”往往是单位不一致导致。


实战避坑指南:那些年我们踩过的雷

❌ 问题1:阻焊层没开窗,所有焊盘都被盖住了

现象:贴片时锡膏印不上,测试点也焊不了。

原因分析
- 全局规则未设置Solder Mask Expansion
- 某些封装中手工设置了“Mask = No”
- Expansion值为负数(常见于复制旧库)

解决方案

Design → Rules → Manufacturing → Solder Mask → 设置Expansion = 0.1mm(或4mil) → 勾选 "Apply to all rules"

然后全局更新所有焊盘。

✅ 补救措施:在Gerber查看器中观察TSM层,正常应看到比焊盘略大的圆形开窗。


❌ 问题2:内电层Gerber一片空白

典型对话

客服:“你们的IN1层是空的,是要取消这一层吗?”
工程师:“不可能!我明明铺了GND啊!”

真相:你可能犯了这三个错误之一:

  1. 没有实际铺铜(只画了个polygon但没灌注)
  2. 输出时未勾选“Include power planes”
  3. 层类型不是Internal Plane而是普通Mid-Layer

排查步骤
1. 切换到该层,按Shift+Ctrl+Click选中任意铜皮
2. 查看属性:是否为“Power Plane Object”
3. 如果是普通Polygon,请改为Plane或确保已成功灌注


❌ 问题3:丝印模糊、字体太小、甚至倒置

根源
- 字高<30mil,低于工艺极限
- 使用了TrueType字体但未转为Primitives
- 错误勾选了“Mirror Layers”

解决办法

  1. 统一设置丝印规则:
    text Height ≥ 40mil Stroke Width ≥ 5mil

  2. 对于文字对象:
    - 右键 → Properties → 下拉“Convert to Primitive”
    - 或在输出设置中勾选:“Convert true type fonts to gerber primitives”

  3. 绝对不要勾选“Mirror”,除非你要做焊接底视图


❌ 问题4:钻孔和线路不对齐,BGA周围孔偏了

根本原因:原点偏移或单位混乱。

预防措施

  • 所有输出任务使用相同单位(强烈建议全程用inch)
  • 不要手动移动原点(Origin)
  • 在NC Drill设置中选择:
    Reference to Absolute Origin

  • 输出后用GC-Prevue等工具将.drl叠加在.TOP上,放大检查BGA区域对齐度


输出后的必做动作:审核与打包

你以为点了“Generate”就完事了?远远不够。

第一步:用Gerber查看器全面审查

推荐工具:
-GC-Prevue(免费,功能强)
-Ucamco Viewer(官方出品)
-Altium Designer自带Viewer

检查清单:

检查项方法
所有层是否存在?文件数量是否匹配
板框是否完整闭合?EDGE层是否连续
阻焊开窗是否合理?TSM层对比TOP,看是否覆盖焊盘
内电层是否为负片表达?GND层应大面积黑色,仅隔离环为白色
丝印方向是否正确?TOV层文字是否镜像?
钻孔是否落在焊盘中心?.drl叠加在TOP上验证

🛠️ 技巧:在GC-Prevue中按颜色区分层,一键切换正负片显示模式。


第二步:规范打包交付

不要直接发一堆.gbr文件!必须结构化压缩。

建议压缩包结构如下:

Project_V1.2_Gerber/ ├── gerber/ │ ├── TOP.gbr │ ├── BOT.gbr │ ├── IN1.gbr │ ├── IN2.gbr │ ├── TSM.gbr │ ├── BSM.gbr │ ├── TOV.gbr │ ├── BOV.gbr │ └── EDGE.gbr ├── drill/ │ ├── drill.drl │ └── drill.rep ├── docs/ │ └── PCB_Specification.pdf └── README.txt

其中README.txt内容示例:

项目名称:WiFi_Module_V1.2 层数:4层(L1信号/L2地/L3电源/L4信号) 板厚:1.6mm ±0.1 铜厚:外层1oz,内层1oz 表面处理:ENIG(沉金) 阻焊颜色:绿色 字符颜色:白色 是否阻抗控制:否 特殊要求:无半孔,无镂空,邮票孔已标注 联系人:张工 138xxxx1234

最后提醒:别让低级错误毁掉整个项目

  • 每次改版都要重新输出Gerber,严禁复用旧文件
  • 命名带上版本号和日期,如Module_V1_20250405.zip
  • 保留原始输出记录,方便追溯问题责任
  • 提前与PCB厂沟通格式要求,有些厂要求加边框标记、侧边写编号等

掌握这套方法,你就不再是“点了导出就祈祷”的新手,而是能掌控全流程的专业硬件工程师。

记住:

好的设计,值得一次成功的生产。

如果你正在准备打样,不妨对照这份清单走一遍。少一次返工,就能节省至少一周时间和几千元成本。

你现在输出的每一个.gbr文件,都在为产品的可靠性投票。认真对待它,产品才会回报你稳定的表现。


📌互动时间:你在Gerber输出时踩过哪些坑?欢迎留言分享,我们一起排雷。

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