从设计到制造：AD23中精准导出Gerber文件的实战指南
你有没有遇到过这样的情况？
PCB板子打样回来，发现丝印镜像了、焊盘没开窗、钻孔位置偏移……一查原因，竟是Gerber输出配置出了问题。明明在Altium Designer里看得好好的，怎么交给工厂就“变味”了？
这背后，往往不是设计能力的问题，而是对Gerber输出流程理解不够深入——尤其是那些看似“默认就行”的设置项，稍有疏忽就会埋下隐患。
本文基于Altium Designer 23版本，结合多年量产项目经验，带你手把手走完从PCB完成到文件交付的最后一步。不讲套话，只讲工程师真正需要知道的关键细节：为什么这么设、不这么设会怎样、工厂到底怎么看你的文件。
Gerber不只是“导出”，它是设计意图的翻译器
很多人把导出Gerber当成一个“点击按钮”的收尾动作，但实际上，它是一次设计语言向制造语言的转换过程。
什么是Gerber？别再把它当图片看了
Gerber文件（准确说是RS-274X 扩展格式）是一种二维矢量指令集，告诉光绘机：“在哪里画线、打孔、露铜”。它不包含电气连接信息，也不记录3D结构，但却是PCB加工厂最核心的输入依据。
举个例子：你在AD里画了一个0805电阻的焊盘，Gerber要传达的是：
- 这个焊盘的位置（X/Y坐标）
- 形状和尺寸（圆形还是矩形？多大？）
- 是否需要阻焊开窗（即是否露铜）
- 周围是否有丝印标注
这些信息会被拆解成一系列G-code命令和D-code绘图码，最终生成.GTL（顶层铜皮）、.GTS（顶层阻焊）等文件。
⚠️ 注意：必须使用RS-274X格式！老式的RS-274D需要额外附带 aperture 文件，极易出错，已被行业淘汰。
为什么说Gerber是“负片逻辑”？尤其看阻焊层
这是新手最容易踩坑的地方之一。
对于阻焊层（Solder Mask），比如顶层的.GTS文件，它是负片（Negative Polarity）：
- 白色区域 = 没有绿油 = 露铜（用于焊接）
- 黑色区域 = 覆盖绿油 = 绝缘保护
而丝印层（Silkscreen）和铜层则是正片：白=有图形，黑=无。
如果你看到Gerber Viewer里整个板子都是白的，别慌——很可能你正在看的是阻焊层，而且所有焊盘都正确开窗了！
AD23推荐路径：用 Fabrication Outputs，别再进CAMtastic
Altium Designer 提供两种方式导出Gerber：
- 传统方式：通过 CAMtastic Editor 导入并手动处理
- 现代方式：使用
File → Fabrication Outputs模块
我们强烈推荐后者。为什么？
因为Fabrication Outputs 是面向制造流程的集成化输出系统，支持一键生成全套生产文件，并能与 Output Job 模板绑定，实现团队标准化作业。
关键设置项逐条解析：每个都不能“默认”
进入File → Fabrication Outputs → Gerber Setup后，你会看到一堆参数。下面我们挑最关键的几个讲透：
✅ Format: 选 2:5，不是 2:4 或 3:3
这表示整数位:小数位。2:5 表示最多两位整数、五位小数（单位英寸），精度达 0.00001” ≈ 0.254μm，满足绝大多数高密度板需求。
很多国产厂设备仍以 2:5 为基准，若设成 2:4 可能导致末尾舍入误差，引发微小偏移。
✅ Units: 推荐 Inches，慎用 mm
虽然公制看着舒服，但全球主流PCB设备（尤其是曝光机、钻床）普遍采用Inches作为内部处理单位。即使你选mm，AD也会转换为Inches再输出，反而增加一次转换风险。
除非你的合作工厂明确要求mm格式，否则统一用Inches + 2:5最稳妥。
✅ Leading Zero Suppression: 选 Leading
即去掉前导零，如.12345而非0.12345。这种格式更紧凑，兼容性更好，也是Ucamco官方推荐做法。
Trailing（去尾零）容易造成歧义，例如.1和.10000可能被误判为不同数值。
✅ Plot Layers: 别漏层！也别多层！
常见需输出的层包括：
| 层类型 | 对应文件后缀 | 是否必选 |
|---|---|---|
| Top Layer | .GTL | ✅ 必须 |
| Bottom Layer | .GBL | ✅ 必须 |
| Top Solder Mask | .GTS | ✅ 必须 |
| Bottom Solder Mask | .GBS | ✅ 必须 |
| Top Silkscreen | .GTO | ✅ 建议 |
| Bottom Silkscreen | .GBO | ✅ 如有底面贴装 |
| Top Paste Mask | .GTP | ✅ SMT专用 |
| Bottom Paste Mask | .GBP | ✅ 如有底面贴装 |
| Mechanical 1 (Board Outline) | .GM1 | ✅ 必须定义板框 |
⚠️ 特别注意：
- 不要勾选“Mirror Layers”！否则丝印会镜像，贴片时无法识别。
- “Include Unconnected Mid-Layer Pads”建议勾上，特别是BGA下方测试点或散热过孔，防止遗漏。
✅ Aperture: 必须选 Embedded (RS-274X)
确保D-code（绘图代码）内嵌在文件中，而不是依赖外部文件。这是RS-274X的核心优势之一，避免因缺失aperture表导致图形错乱。
钻孔文件怎么出？PTH和NPTH必须分开！
钻孔文件（NC Drill）描述所有通孔、盲埋孔的位置与尺寸，通常以 Excellon 格式输出（.TXT为主文件）。
进入File → Fabrication Outputs → NC Drill Drawing进行设置。
核心要点：单位和格式必须与Gerber一致！
- Units: Inches（同Gerber）
- Format: 2:5（必须一致！否则钻孔偏移）
- Zero Justification: Leading（去前导零）
如果不一致，哪怕只差一位小数，都会导致钻孔整体偏移0.1mm以上，足以让QFP引脚短路。
PTH vs NPTH：工厂靠这个决定要不要电镀
- Plated Through Hole (PTH)：金属化孔，用于信号连接或电源过孔
- Non-Plated Through Hole (NPTH)：非电镀孔，常用于螺丝孔、定位柱、散热孔
在AD中，Pad的属性决定了其是否为NPTH：
🔧 正确操作：
1. 选中目标焊盘（Pad）
2. 在属性面板中找到Plating字段
3. 设置为None (Non-Plated)
否则，工厂会按默认流程对所有孔进行沉铜处理，导致螺丝孔内壁导电、阻抗异常等问题。
✅ 推荐设置：
- 勾选Generate Separate Files for PTH and NPTH
- 输出两个独立文件：PTH.TXT和NPTH.TXT
这样工厂可以分步加工，避免工艺冲突。
阻焊控制：别让“默认扩展”毁了你的BGA
阻焊开窗大小直接影响焊接质量。默认情况下，AD会对每个表面焊盘做一定范围的阻焊扩展（Solder Mask Expansion），通常是±4mil（0.1mm）。
但对于细间距器件（如0.4mm pitch BGA、QFN封装），这个值太大了，可能导致相邻焊盘之间的绿油桥断裂，甚至引起短路。
如何精细化控制？
有两种方法：
方法一：全局调整（适用于大多数情况）
进入Design → Rules… → Manufacturing → Solder Mask Expansion
修改规则值，例如设为±2mil或0mil（紧贴焊盘边缘）
小贴士：对于大焊盘（如电源引脚），可保持稍大扩展以防虚焊；精细部分单独处理。
方法二：局部排除（高级用法）
使用规则优先级机制，为特定封装或网络设置不同的扩展值。
例如：
Rule Name: "BGA_SolderMask_Tight" Object Kind: Pad Full Query: HasComponent('U1') && IsInNet('DDR_DATA*') Expansion: 0mil这样就能实现“整体宽松、局部严格”的策略。
丝印避让：别压焊盘，也别让人看不懂
丝印层（Silkscreen）的作用是辅助装配与维修，但它不能干扰焊接区域。
AD自带防护机制
启用以下规则可自动避开危险区域：
Design → Rules… → Placement → Silkscreen Over Component Pads
设置 Clearance ≥ 0.2mm（约8mil），防止丝印覆盖焊盘，在回流焊时脱落污染锡膏。
同时建议：
- 文字高度 ≥ 1mm
- 线宽 ≥ 0.15mm
- 避免在高频走线下方放置密集丝印（可能影响阻抗）
双面贴装板怎么办？
如果两面都有元件，务必保证每面的丝印都在本层面朝上方向可读。必要时手动旋转文字，避免倒置。
可以在机械层添加注释：“TOP SIDE UP”、“BOTTOM TEXT ROTATED 180°”等提示。
完整输出流程 checklist（建议收藏）
以下是我们在实际项目中使用的标准流程，确保一次成功：
- ✅ 完成最终DRC检查，确认无未布线、间距违规
- ✅ 检查所有封装极性标记（二极管、电解电容、IC方向）
- ✅ 在 Layer Stack Manager 中确认叠层结构与板厚
- ✅ 使用 Mechanical Layer 1 定义精确板框（Keep-Out Layer 不够可靠）
- ✅ 进入
Fabrication Outputs → Gerber Setup
- 设为 Inches, 2:5, Leading Zero
- 嵌入Aperture
- 勾选所有必要层，取消Mirror - ✅ 输出 NC Drill 文件，分离 PTH/NPTH
- ✅ 生成辅助文件：
- Pick and Place File（贴片坐标）
- Assembly Drawing（装配图）
- Test Point Report（如有ICT需求） - ✅ 打包所有文件为 ZIP，命名规范如：
ProjectName_REV1_Gerbers.zip - ✅ 用 GC-Prevue 或 ViewMate 打开检查每一层：
- 层别是否对应？
- 阻焊开窗是否合理？
- 钻孔数量与位置是否匹配？ - ✅ 发送前与PCB厂确认：板材、铜厚、阻抗、表面处理等工艺参数
常见问题与“救命”排查表
| 现象 | 可能原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| 工厂说缺Top Layer | 输出时未勾选GTL | 回到Plot Layers重新检查 |
| 丝印全是镜像的 | 错误启用了Mirror Layers | 重新输出，关闭该选项 |
| 阻焊开窗太大 | 默认扩展值过高 | 修改Solder Mask Expansion规则 |
| 钻孔整体偏移0.1mm | 单位或格式不一致（如Gerber用2:5，Drill用2:4） | 统一为Inches + 2:5 |
| 螺丝孔被电镀了 | Pad未设为Non-Plated | 修改Pad属性并重新输出NPTH文件 |
| BGA区域焊盘连在一起 | 阻焊桥太窄或绿油溢出 | 缩小Solder Mask Expansion至0~2mil |
高阶技巧：用Output Job模板提升团队效率
如果你参与的是团队项目或多版本迭代，强烈建议创建一个Output Job 文件（*.OutJob）。
它可以：
- 保存完整的输出配置（Gerber、Drill、Assembly、PickPlace等）
- 支持一键批量输出
- 可纳入版本控制系统（Git/SVN），实现设计一致性
操作步骤：
1.File → New → Output Job File
2. 添加各阶段输出任务
3. 配置参数并保存为公司标准模板，如Standard_PCB_Output.OutJob
下次新项目直接复用，再也不怕“上次是怎么设的？”这种灵魂拷问。
写在最后：工具会变，底层逻辑不变
Altium Designer 正在不断进化，未来可能会加入AI自动检查、云端协同评审等功能，但有一点不会改变：
懂工艺的工程师，永远比只会点按钮的人更有话语权。
Gerber输出看似只是“导出文件”，实则是设计闭环的最后一道关卡。每一个参数背后，都有它的工程意义；每一次顺利投产，都是对细节把控的回报。
掌握这套方法，不仅是为了少返工、省时间，更是为了建立起从图纸到实物的完整掌控力。
如果你正在准备第一次打样，或者想优化团队的设计交付流程，不妨按照本文流程走一遍。你会发现，原来“一次成功”并没有那么难。
欢迎在评论区分享你的Gerber踩坑经历，我们一起排雷！
