一文搞懂 Gerber 文件:电子制造里的 “图纸密码”,从基础到实操全解析

各位电子圈的老朋友,不管你是画 PCB 的老手,还是刚入行的新手,肯定绕不开 “Gerber 文件” 这个词。有时候你辛辛苦苦画完一块板,发给工厂却被打回来,说 “Gerber 有问题”;或者拿到工厂交付的板子,发现焊盘不对、丝印歪了,大概率也是 Gerber 没处理好。今天咱们就把 Gerber 文件掰开揉碎了说,从它是啥、包含啥,到怎么看、怎么生成、怎么检查,全给你讲得明明白白,以后跟工厂对接再也不慌。

Gerber 文件说白了,就是 PCB(印制电路板)的 “施工图纸”。你在设计软件里画的 PCB 图,工厂的生产设备看不懂,得把它转换成一种通用的 “语言”,这个 “语言” 就是 Gerber 文件。就像你盖房子,设计师画的效果图工人没法直接用,得转成带尺寸、材料标注的施工图一样。而且 Gerber 文件是行业通用标准,不管你用 Altium Designer、KiCad 还是 PADS,导出的 Gerber 文件,只要符合规范,任何一家 PCB 工厂都能识别,不用担心里程碑不兼容的问题。

一文搞懂 Gerber 文件:电子制造里的 “图纸密码”,从基础到实操全解析

一、Gerber 文件的 “家庭成员”:不是一个文件,而是一套 “组合拳”

很多新手第一次导出 Gerber 会犯一个错:以为只导出一个文件就行,结果工厂一看就懵了 —— 这连层都分不清楚,怎么生产?其实 Gerber 是一套文件,每个文件对应 PCB 的一个 “部分”,就像一个家庭里有爸爸、妈妈、孩子,各司其职。常见的 “家庭成员” 有这些:

  1. 信号层文件:这是 PCB 的 “核心骨架”,比如顶层(Top Layer)、底层(Bottom Layer),如果是多层板,还有中间的信号层(Inner Layer 1/2)。这些文件里记录了导线、焊盘的位置和形状,工厂就是根据这个来蚀刻铜箔的。
  2. 阻焊层文件:也叫绿油层,对应 Top Solder Mask 和 Bottom Solder Mask。你看到的 PCB 板上绿色的部分就是阻焊层,它的作用是保护铜箔不被氧化,还能防止焊接时焊锡粘到不该粘的地方。Gerber 里的阻焊层文件会标注 “哪里不能有绿油”(比如焊盘位置),剩下的地方就自动覆盖绿油。
  3. 丝印层文件:就是 PCB 上印的文字、符号,比如电阻的 “R1”、电容的 “C2”,还有厂家 Logo,对应 Top Silkscreen 和 Bottom Silkscreen。丝印层文件决定了这些标识的位置、大小和字体,要是这里出问题,后续焊接时很容易认错元件。
  4. 钻孔文件:分为 Drill File(钻孔数据)和 Drill Guide(钻孔指引)。Drill File 记录了每个孔的直径、位置,是给钻孔机用的;Drill Guide 则是一张 “地图”,标注了孔的编号和对应的直径,方便工厂核对。注意,多层板的盲孔、埋孔,也需要专门的钻孔文件来定义。
  5. 助焊层文件:对应 Top Paste 和 Bottom Paste,主要用于 SMT(表面贴装技术)。它会在焊盘位置标注 “需要涂焊膏的区域”,贴片机的钢网就是根据这个文件制作的,要是助焊层不对,焊膏涂多涂少都会导致焊接不良。
  6. 边框文件:也叫 Outline 文件,记录了 PCB 板的外形尺寸、倒角、开槽的位置。工厂裁板的时候,就是照着这个文件来切割的,要是边框文件错了,板子可能会少个角,或者尺寸不对,装不进外壳。

二、怎么 “看懂” Gerber 文件?不用靠猜,有工具就行

导出 Gerber 文件后,不能直接发给工厂,最好自己先看一眼 —— 万一导出时漏了层,或者某个参数错了,早发现早修改,省得来回折腾。那怎么看呢?不用装复杂的设计软件,几个轻量级工具就够了,新手也能快速上手:

  1. GerbView:这是最常用的免费工具,几乎是电子工程师的 “标配”。打开后直接把整套 Gerber 文件拖进去,就能看到各个层的叠加效果,还能单独隐藏 / 显示某一层,比如只看顶层导线,或者看丝印有没有挡住焊盘。操作也简单,鼠标滚轮就能缩放,右键能测量距离,很适合快速检查。
  2. KiCad 的 Gerber 查看器:如果你用 KiCad 设计 PCB,根本不用额外装软件,KiCad 自带的 Viewer 就能看。导出 Gerber 后,在 KiCad 里直接打开,还能和原 PCB 图对比,方便排查差异。
  3. 在线工具(比如 GerberPanelizer):要是你在外面,没装本地软件,也能用在线工具。把 Gerber 文件上传到网站,就能在线预览,还能做简单的拼板操作,缺点是文件太大的话加载会慢一点。

看的时候重点关注啥?首先看 “层全不全”,比如顶层、底层、阻焊、丝印、钻孔这几个核心层有没有漏;然后看 “位置对不对”,比如丝印有没有印到焊盘上,导线有没有超出边框;最后看 “尺寸对不对”,比如钻孔直径是不是和设计一致,边框尺寸有没有偏差。

三、Gerber 文件怎么生成?以 Altium 和 KiCad 为例, step by step 教你

不同设计软件导出 Gerber 的步骤有点不一样,但核心逻辑都差不多:选择要导出的层、设置参数、生成文件。这里拿最常用的 Altium Designer 和 KiCad 举例,给新手们一个简单的操作指南:

(1)Altium Designer 导出步骤

  1. 打开 PCB 文件,点击顶部菜单栏的 “File”→“Fabrication Outputs”→“Gerber Files”,弹出设置窗口。
  2. 在 “General” 选项卡,选择 “Units”(单位),建议选 “Millimeters”(毫米),行业通用;“Format”(格式)选 “2:5”(表示小数点后 5 位,精度足够)。
  3. 切换到 “Layers” 选项卡,选择要导出的层:先勾选 “Use Drill Data”(包含钻孔数据),然后在 “Layers to Plot” 里,把顶层、底层、阻焊层、丝印层、边框层都选上(比如 Top Layer、Bottom Layer、Top Solder、Bottom Solder、Top Overlay、Bottom Overlay、Keep-Out Layer)。
  4. 点击 “OK”,Altium 会自动生成 Gerber 文件,并存放在一个单独的文件夹里,打开文件夹就能看到整套文件了。

(2)KiCad 导出步骤

  1. 打开 KiCad 的 PCB 编辑器(PCBNEW),点击顶部菜单栏的 “File”→“Plot”,弹出 Plot 窗口。
  2. 在左侧 “Plot Format” 里选择 “Gerber”,然后在 “Layers” 列表里,勾选需要的层:比如 F.Cu(顶层)、B.Cu(底层)、F.Mask(顶层阻焊)、B.Mask(底层阻焊)、F.SilkS(顶层丝印)、B.SilkS(底层丝印)、Edge.Cuts(边框)。
  3. 点击窗口底部的 “Plot” 按钮,生成信号层、阻焊层等文件;然后别忘了导出钻孔文件 —— 点击窗口里的 “Generate Drill Files”,在弹出的窗口里直接点 “OK”,就能生成钻孔相关的文件。
  4. 生成的 Gerber 文件会放在 PCB 文件所在的文件夹里,文件名会标注对应的层,比如 “PCB_NAME-F.Cu.gbr” 就是顶层文件,很容易区分。

不管用哪个软件,导出后一定要做一件事:把生成的所有 Gerber 文件打包,命名清晰(比如 “XX 项目_V1.0_Gerber”),再发给工厂,别单个文件发,不然工厂整理起来很麻烦。

四、Gerber 文件的 “避坑指南”:这些错误千万别犯,不然工厂会 “吐槽”

很多时候,不是设计图有问题,而是导出 Gerber 时的小疏忽导致生产出问题。我总结了几个新手最容易踩的坑,大家导出时多留意,能省不少事:

  1. 漏导关键层:比如只导了信号层,忘了导阻焊层,工厂就不知道哪里该露铜,最后整个板子都盖满绿油,焊不了元件;或者漏了边框层,工厂不知道怎么裁板,只能回头找你要。
  2. 单位或格式错了:比如设计时用的是英寸,导出时没改,选了毫米,结果所有尺寸都缩小了 25.4 倍,板子直接变成 “迷你版”;或者格式选了 “2:4”(小数点后 4 位),精度不够,导致细导线显示不清晰。
  3. 丝印挡住焊盘:导出时没检查丝印层,结果 “R1” 的文字正好印在焊盘上,焊接时焊锡会把文字盖住,而且可能导致虚焊 —— 这种情况,工厂一般会先跟你确认,但要是没确认直接生产,板子就废了。
  4. 钻孔文件和信号层不匹配:比如信号层上有个焊盘需要钻孔,但钻孔文件里没这个孔的信息,工厂就会漏钻,最后这个焊盘成了 “实心” 的,插不了元件。
  5. 多层板层序错了:比如四层板的层序应该是 “顶层→内层 1→内层 2→底层”,结果导出时把内层 1 和内层 2 弄反了,信号传输就会出问题,板子用不了。

怎么避免这些坑?其实很简单:导出后用 GerbView 之类的工具,把所有层叠加起来看一遍,对照原 PCB 图核对,重点看层是否齐全、位置是否对应、尺寸是否正确。要是自己拿不准,也可以先给工厂发一份,让他们先做 “Gerber 审核”,大部分工厂都会免费做这个检查,有问题会及时跟你沟通。

五、Gerber 文件和 ODB++ 的区别:别搞混,按需选择

最后再跟大家聊个小知识点:有时候工厂会问你 “要 Gerber 还是 ODB++”,很多新手会懵 —— 这俩有啥不一样?简单说,Gerber 是 “传统图纸”,ODB++ 是 “升级套餐”:

  • Gerber:优点是通用、简单,所有工厂都支持,导出和查看都方便,适合大部分中小项目,尤其是单层、双层板;缺点是它是 “分层文件”,工厂需要把各个层拼起来,要是层之间有偏差,容易出问题。
  • ODB++:是一种更完整的数据集,除了 Gerber 包含的层信息,还包含 BOM 表、元件位置、测试点信息等,相当于 “图纸 + 说明书” 一体;优点是信息更全,工厂生产时出错率更低,适合多层板、复杂板(比如 10 层以上的高速板);缺点是有些小工厂可能不支持,而且导出步骤比 Gerber 复杂一点。

日常做项目,要是是普通的双层板、四层板,用 Gerber 就够了;要是板比较复杂,或者跟大型工厂合作,他们可能会推荐你用 ODB++,这时候再根据软件功能导出就行(Altium、KiCad 都支持导出 ODB++)。

总之,Gerber 文件虽然看起来是 “小文件”,但却是 PCB 设计到生产的 “关键桥梁”。把 Gerber 搞懂了,不仅能减少和工厂的沟通成本,还能避免很多不必要的返工,让你的项目推进更顺畅。希望这篇文章能帮到大家,要是还有不清楚的地方,咱们评论区再聊!

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