gerber文件轉pcb的方法


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將PCB轉換為gerber是硬件電路工程師的常用技能,但是如何將Gerber轉換成PCB並不是大家都能完美做到。對於初學者來說,只是”知其然而不知其所以然”,如果轉換不成功、甚至於轉換完成之后的PCB的邏輯連接發生了錯誤,也只能是一臉茫然,根本無從得知錯誤的原因。

gerber轉pcb完美步驟

為什么要使用Gerber?

Gerber,又稱光繪文件,是一種標准的文件格式。Gerber由兩個重要的組成部分,缺一不可:

  • Gerber光繪文件:PCB的每個層都對應一個獨立的Gerber文件,用於描述該層中的內容(有點類似於膠片)
  • NC Drill鑽孔文件:垂直方向上的鑽孔,決定了不同層中導線的連接

PCB板廠可以通過Gerber直接生產出最終的PCB。目前常用的格式為RS-274X,大部分板廠也支持最新Gerber X2格式(多了板的層疊信息與屬性)。很多工程師喜歡把PCB設計文件直接發給板廠,其實這一“偷懶”的做法是有風險的。因為板廠最終還是需要把PCB文件轉換成Gerber才能進行生產,而從PCB到Gerber的這一過程存在很多潛在的問題:

  • 由於Gerber精度設置的問題,PCB上連通的網絡未必在Gerber上連通
  • 由於EDA工具版本的問題,可能板廠打開的PCB文件已經發生了變化
  • 由於缺乏溝通,PCB上一些不需要顯示的參數也遺留在成品上

總而言之,PCB轉成Gerber的這一過程未必是copy不走樣,設計師應對這一過程負責。所以一般有經驗的老工程師都會親手把PCB轉成Gerber,然后通過CAM350之類的軟件,檢查一下Gerber是否有問題,然后再送板廠加工。另外,無論您使用Altium、Allegro或者是Expedition,只要轉成了Gerber,板廠都可以正確識別。還有一點,從Gerber反向生成PCB是比較困難的,出於安全性的考慮,企業也不願意把設計源文件直接發給板廠。

以AD為例,生成Gerber文件時,不是一個文件,而是一組文件,包含了PCB中每個層中的信息。下表是AD生成的Gerber文件后綴極其代表的意義。

gerber轉pcb完美步驟

如何從Gerber生成PCB

先看一個從Gerber生成PCB的簡短視頻:Gerber生成PCB視頻教程

Altium Designer自帶了一個類似CAM350的工具,叫Camtastic。從Gerber到PCB的逆向工程,就由Camtastic工具來完成。

第一步:新建一個Cam文檔

步驟為:File-New-CAM Doucument

gerber轉pcb完美步驟

第二步:導入Gerber及NC Drill

  • 步驟一:File-Import-Gerber,然后將gerber文件導入步驟一新建的cam文件中;
  • 步驟二:File-Import-Drill,然后將鑽孔文件導入步驟一新建的cam文件中;

至此,如果順利,導入步驟基本結束。但是,導入這一步會出現各種兼容性問題。

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這是比較關鍵的一步,如果只導入Gerber,不導入NC Drill,會導致后續無法解壓網表。如果有IPC Netlist,也可以一起導入,這樣在解壓網表時,網表的名稱就會與源設計相同,而默認情況下系統會自定義網表的名稱。導入完成后,就可以在AD中查看或編輯Gerber文件了:

gerber轉pcb完美步驟

第三步:檢查層的映射關系

點擊Tables » Layers打開映射界面,通過上面表格中AD生成的Gerber文件后綴極其代表的意義,來檢查gerber導入后對應的pcb各層的關系是否正確。

gerber轉pcb完美步驟

左側的Gerber層必須和Type列中的PCB層正確映射。其中信號層的映射尤其重要:頂層/底層分別映射為Top/Bottom;中間信號層映射為Internal;內電層映射為Pos Plane/Neg Plane。除此之外,NC Drill文件也需要正確映射到Drill層。

第四步:層的順序(Layer Order)調整

檢查層映射之后,需要調整信號層的物理順序,點擊Layer » Order菜單訪問

gerber轉pcb完美步驟

在這里,需要定義所有的信號層(包括Top、Bottom、中間信號層及內電層)的物理順序。這一步也相當關鍵,如果存在盲、埋孔,這里定義錯誤的話會直接導致PCB導出的錯誤。記住,Top層的Physical Order始終是1,其它層的順序按實際的板層結構依次類推,只有兩層板就是Bottom層的Physical Order是2。Physical Order中的數字是不可以重復的。

第五步:提取網表(Extract Net)

如果以上步驟都沒有問題的話,就可以通過Gerber和NC Drill反推出PCB中的網表信息。點擊Tools » Netlist » Extract菜單得到PCB的網表:

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第六步:導出PCB

一切就緒,最后一步是導出PCB。如果缺少Net List或其它信息,Export to PCB的菜單是灰色不能點擊的。

gerber轉pcb完美步驟

 

第七步:檢查和優化導出的PCB文件

但當你仔細查看的話,會發現逆向工程導出的PCB只是Track和Pad的組合體,壓根就沒有器件(Component)的概念。您還需要通過無數次的Ctrl+C、Ctrl+V才能重新把這些零零碎碎的對象組合成正常的PCBLib。

另外,您可能會發現一些長條的、方形的異形焊盤轉成PCB后都變成了圓形…鋪銅以及阻焊、助焊的設置也和想象的不一樣…

總之,這貌似不是你想要的… 不要奇怪,畢竟逆向工程只是復原PCB的樣式和邏輯連接而已,並非是恢復到原始的PCB設計文件。


當然上述過程會出現各種復雜奇怪的問題,但是都是有辦法來進行解決的。若有問題咨詢或者需要gerber轉pcb文件的,歡迎聯系與交流(工程師微信:estorm22).


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