PCB工程输出实战：Gerber、钢网与贴片坐标文件生成全解析

1. 从设计到制造的最后一公里PCB工程输出到底在做什么画完板子、跑完DRC、连通性全绿很多新手到这一步就觉得大功告成了。但真正在工厂待过或者跟板厂、SMT厂打过交道的人都知道设计文件画得再漂亮工程输出这一关卡住板子照样出不来。我见过太多案例原理图没问题、布局布线也合理结果Gerber里阻焊层开窗错位、钢网文件少了一个QFN的散热焊盘、贴片坐标文件的旋转角度全偏了90度最后要么板子报废重投要么SMT产线停线等文件。PCB工程输出的本质是把EDA软件里的设计数据翻译成制造设备能直接读懂的工业格式。这里面主要涉及三类文件Gerber文件光绘文件给PCB板厂做线路、阻焊、字符、钻孔用、钢网文件给SMT厂开激光钢网用本质是锡膏印刷的模板、贴片坐标文件也叫Pick and Place、Centroid文件给贴片机定位元件用。这三套文件对应三道工序缺一不可而且每一套都有自己的坑。这篇内容我打算按实际工作流来写从Altium Designer下面简称AD热词里提到的AD23、AD24、AD25、AD26操作逻辑基本一致出发把这三类文件的生成逻辑、参数选择、常见错误和排查方法讲透。适合已经能独立画板、但工程输出还靠点默认下一步的工程师也适合想搞清楚板厂和SMT厂到底需要什么文件的硬件爱好者。看完你至少能做到自己出的文件一次过不用来回返工。2. 工程输出的整体设计思路与文件体系拆解2.1 为什么不能直接发源文件给工厂很多刚入行的朋友会问我把.PcbDoc直接发给板厂不行吗答案是理论上可以实际上风险极大。原因有三层。第一层是软件版本兼容性。你用的是AD23板厂工程部可能装的是AD09或者PADS打开你的文件可能丢层、丢规则、丢铺铜。就算同版本不同人的规则设置也不一样板厂不敢按你的规则直接生产。第二层是责任边界。Gerber是所见即所得的图形数据板厂按Gerber做出了问题责任清晰。源文件里藏着设计规则、网络、器件参数板厂一旦动了你的文件责任就说不清了。第三层是数据安全。源文件包含原理图、BOM、器件型号等于把你的完整设计交出去了。Gerber只是图形泄露的信息量小得多。所以行业惯例就是PCB板厂收Gerber钻孔文件SMT厂收钢网文件坐标文件BOM。这是标准交付包。2.2 三类文件各自解决什么问题我用一个生活化的类比帮你建立整体认知。把PCB制造想象成做一块印花蛋糕Gerber文件相当于蛋糕的模具图纸告诉师傅哪里是巧克力层铜箔、哪里是奶油层阻焊、哪里要写字丝印、哪里要打孔钻孔。钢网文件相当于撒糖粉的镂空模板SMT印刷锡膏时钢网上的开孔位置和大小决定了锡膏落在哪里、落多少。贴片坐标文件相当于摆水果的说明书告诉机器每个元件放在哪个坐标、什么角度、什么型号。三者对应关系可以用下面这张表快速对照文件类型交付对象核心作用关键参数常见格式GerberPCB板厂定义各层图形层别、单位、格式、光圈RS-274X钻孔文件PCB板厂定义孔位孔径单位、格式、刀具表Excellon钢网文件SMT厂定义锡膏印刷开窗层别、开窗补偿RS-274X贴片坐标SMT厂定义元件贴装位置坐标、角度、层、位号CSV/TXTBOMSMT厂定义物料清单位号、型号、封装CSV/XLSX2.3 输出前的自检清单为什么必须做我个人的习惯是在点导出之前先花十分钟做一轮自检。这一步能拦掉80%的返工。自检清单包括板框是否闭合、是否在机械层Mechanical Layer且线宽合理所有层是否都有正确的命名和对应关系阻焊开窗是否比焊盘单边大0.05~0.1mm常规工艺丝印是否压焊盘压了会导致焊接不良钻孔是否都在钻孔层、孔径是否在板厂能力范围内元件位号是否完整、是否有重叠原点是否设置在板框左下角方便SMT对位提示自检清单建议做成一个文档模板每次输出前逐项打勾。我见过太多人凭记忆检查结果每次都漏同一项。3. Gerber文件生成的核心细节与实操要点3.1 Gerber格式选择RS-274X为什么是唯一答案Gerber格式有两个大类老的RS-274D和新的RS-274X。RS-274D需要额外的光圈表Aperture List文件板厂拿到后要手动关联容易出错。RS-274X把光圈信息内嵌在文件里是自包含的板厂直接读就行。AD里导出时在Gerber Setup对话框的Layers标签页下方有一个Gerber Output Format选项默认就是RS-274X。不要改成RS-274D除非板厂明确要求现在几乎没有板厂会这么要求。另外还有一个选项叫Embedded Apertures (RS-274X)这个要勾上确保光圈内嵌。单位选Inches还是Millimeters都行但必须和钻孔文件保持一致否则会出现孔位偏移。我一般统一用Millimeters因为国内板厂默认公制。3.2 层别映射哪些层必须出哪些层不能出这是Gerber导出最容易出错的地方。AD的Gerber Setup里会列出所有层你需要手动勾选要输出的层。标准交付包应该包含以下层层类型AD中对应层是否必须说明顶层线路Top Layer必须顶层铜箔图形底层线路Bottom Layer必须底层铜箔图形顶层阻焊Top Solder必须阻焊开窗底层阻焊Bottom Solder必须阻焊开窗顶层丝印Top Overlay必须字符标记底层丝印Bottom Overlay视情况有底层字符才出顶层钢网Top Paste必须给SMT开钢网用底层钢网Bottom Paste视情况有底层贴片才出机械层Mechanical 1必须板框和外形钻孔层Drill Layer必须单独导出不能出的层Keep-Out Layer除非板厂要求、Multi-Layer会重复、任何内部电源层如果已经用负片处理要单独说明。注意顶层钢网Top Paste和顶层阻焊Top Solder是两回事。阻焊是板厂做板用的钢网是SMT印刷锡膏用的。很多人只出阻焊不出钢网结果SMT厂没法开钢网。3.3 光圈与精度设置别让0.01mm的误差毁掉一块板在Gerber Setup的Advanced标签页里有几个关键参数Format选2:4还是2:52:4表示整数2位、小数4位精度0.1um2:5精度更高。常规板子2:4足够高密度板建议2:5。Zero Suppression选Suppress Leading Zeros还是Suppress Trailing Zeros这个要和板厂确认国内板厂一般用Suppress Leading Zeros。Position on Film选Relative to Drill Origin确保和钻孔文件对齐。我踩过的坑有一次Format选了2:3结果0.1mm的线宽被四舍五入成0.1mm看起来没问题但实际生产出来线宽偏细阻抗不对。后来统一用2:4再没出过问题。3.4 钻孔文件Excellon格式的刀具表要对齐钻孔文件是单独导出的在AD里通过File → Fabrication Outputs → NC Drill Files生成。关键设置Format和Gerber保持一致2:4或2:5UnitsMillimetersZero Suppression和Gerber一致Drill OriginAbsolute或Relative建议Relative to Drill Origin导出后会生成两个文件.DRR刀具表和.TXT钻孔数据。这两个文件必须一起给板厂缺了刀具表板厂不知道每把刀多大。提示如果板子上有槽孔Slot要在Drill Drawing里单独标注或者在机械层画出来。普通钻孔文件不包含槽孔信息。4. 钢网文件与贴片坐标文件的生成实操4.1 钢网文件Paste层导出的三个关键点钢网文件的本质就是Top Paste和Bottom Paste层的Gerber。但直接导出Paste层还不够有几个细节要处理。第一开窗补偿。钢网开孔一般比焊盘略小防止锡膏过多导致连锡。常规做法是开孔面积约为焊盘的90%~95%。这个补偿在AD里可以通过Paste Mask Expansion规则设置也可以在导出后由SMT厂处理。我一般设置单边-0.05mm让SMT厂根据实际工艺微调。第二QFN和BGA的散热焊盘。这类封装的中间散热焊盘钢网开孔要分成网格状比如3x3或4x4的小孔而不是一整块。原因是一整块锡膏在回流时容易产生气泡和偏移。AD里可以在Paste层用多个小矩形拼出来或者用Paste Mask Expansion配合Grid阵列。第三钢网厚度。这个不在文件里但要和SMT厂沟通。常规钢网厚度0.12mm~0.15mm细间距元件0.4mm pitch以下建议0.1mm。文件里体现不出来但影响印刷质量。4.2 贴片坐标文件角度和原点的坑最多贴片坐标文件在AD里通过File → Assembly Outputs → Generates Pick and Place Files生成。格式选CSV单位选Millimeters。生成的文件包含Designator位号、Footprint封装、Mid X、Mid Y、Ref X、Ref Y、Pad X、Pad Y、Layer、Rotation。坑一旋转角度。AD的旋转角度是相对于元件封装的但不同贴片机的角度定义可能不同有的以0度为元件本体方向有的以焊盘1为基准。我遇到过整个板子所有电阻电容偏90度的情况原因是封装库里的元件方向定义和贴片机不一致。解决办法导出后先给SMT厂确认角度定义或者让他们用软件自动校正。坑二原点位置。坐标文件的原点必须和Gerber、钻孔文件一致否则贴片机对不上。我习惯把原点设在板框左下角导出前用Edit → Origin → Set设置好。坑三底层元件。底层贴片元件的坐标要镜像处理AD导出时会自动处理Layer字段Top/Bottom但X坐标可能需要取反。这个要和SMT厂确认他们的设备怎么处理。4.3 BOM与坐标文件的位号对齐坐标文件里的位号和BOM里的位号必须一一对应。我见过因为位号重复比如两个R1导致贴片机贴错料的事故。导出前用Tools → Component Rule Check检查位号唯一性。另外BOM里要包含位号、型号、封装、数量、备注如不贴、代用。SMT厂按BOM备料按坐标文件贴装两者对不上就会停线。5. 常见问题与排查技巧实录5.1 Gerber导出后板厂说文件打不开怎么办这是最常见的问题原因通常有三个格式不对板厂要RS-274X你导了RS-274D。检查Gerber Setup里的Format选项。单位不一致Gerber用Inches钻孔用Millimeters。统一改成Millimeters。文件缺失只给了线路层没给阻焊层或钻孔文件。对照前面的层别映射表逐项检查。排查方法用免费的Gerber查看器如KiCad的Gerber Viewer、在线Gerber查看工具打开自己导出的文件看图形是否完整、层别是否正确。这一步花五分钟能省掉来回沟通的两天。5.2 钢网开孔偏小或偏大导致焊接不良钢网开孔偏小锡膏量不足会出现虚焊、少锡。开孔偏大锡膏过多会出现连锡、立碑。排查思路先确认Paste层开窗是否和焊盘一致默认是1:1再确认SMT厂是否做了补偿常规-0.05mm单边如果还不行让SMT厂提供钢网开孔的实际尺寸和设计对比我个人的经验0402以下的小元件钢网开孔面积比建议85%~90%QFN散热焊盘建议分格每格面积不超过0.5mm²。5.3 贴片坐标偏移或角度错误坐标偏移通常是原点不一致导致的。检查Gerber、钻孔、坐标三个文件的原点是否都是板框左下角。角度错误通常是封装库问题检查元件封装的0度定义是否和贴片机一致。一个实用的排查技巧在AD里打开PCB List面板筛选所有元件导出位号、坐标、角度、层别和坐标文件对比。如果AD里显示的角度和坐标文件不一致说明导出设置有问题。5.4 常见问题速查表问题现象可能原因排查方法解决方案板厂说文件打不开格式/单位/缺层用Gerber查看器打开改RS-274X、统一单位、补层孔位偏移原点不一致对比Gerber和钻孔原点统一设为板框左下角阻焊开窗错位Solder层和线路层不对齐叠加查看两层检查Paste/Solder Expansion规则钢网连锡开孔过大测量开孔尺寸减小开窗补偿贴片偏90度封装0度定义不一致对比AD和坐标文件角度修改封装或让SMT校正位号重复原理图标注错误运行Component Rule Check重新标注位号丝印压焊盘丝印层设计不当目视检查移动丝印或删除5.5 独家避坑技巧技巧一建立标准输出模板。在AD里把常用的Gerber Setup、NC Drill Setup、Pick and Place Setup保存为Output Job文件.OutJob下次直接调用避免每次重新设置。技巧二输出前做三对照。Gerber、钻孔、坐标三个文件的原点、单位、格式必须一致。我习惯在导出后用一个脚本自动检查这三个参数。技巧三给工厂的文件加版本号和日期。比如ProjectName_Gerber_20250101.zip避免工厂拿到旧版本。我见过因为文件名没改工厂用了上周的Gerber结果板子做错的事故。技巧四钢网文件单独打包。不要和Gerber混在一起SMT厂和板厂是两个部门混在一起容易漏发。技巧五保留一份输出记录。记录每次输出的时间、版本、参数设置、发给哪家工厂。出问题时能快速追溯。6. 从AD23到AD26版本差异与自动化输出思路6.1 各版本操作差异速览热词里出现了AD14.3、AD18、AD19、AD20、AD21、AD23、AD24、AD25、AD26说明大家用的版本跨度很大。核心操作逻辑其实没变但菜单位置和默认参数有差异版本Gerber导出入口主要差异AD14.3File → Fabrication Outputs → Gerber Files界面较老选项少AD18/19同上增加Output Job支持AD20/21同上默认RS-274X精度选项更细AD23/24同上支持AI辅助检查界面现代化AD25/26同上增加云端协作和自动DRC不管哪个版本核心参数格式、单位、层别、原点的设置逻辑是一样的。学会一个版本其他版本迁移成本很低。6.2 用Output Job实现一键输出AD的Output Job.OutJob是工程输出的利器。你可以把Gerber、钻孔、坐标、BOM、PDF原理图全部配置到一个OutJob里点一次Generate全部输出。配置步骤File → New → Output Job File在Fabrication Outputs里添加Gerber、NC Drill在Assembly Outputs里添加Pick and Place、BOM在Documentation Outputs里添加PDF每个输出项右键 → Configure设置参数保存为.OutJob文件下次直接打开提示OutJob可以绑定到项目也可以独立使用。建议每个项目建一个参数设置一次后续复用。6.3 自动化检查脚本的思路如果板子多、输出频繁可以写一个简单的脚本做自动检查。思路是读取Gerber文件头检查格式和单位读取钻孔文件检查刀具表和孔径读取坐标文件检查位号唯一性和原点对比三个文件的原点是否一致用Python的gerber库如pcb-tools可以解析Gerber用pandas处理坐标文件。这个脚本我写过一版大概200行能拦掉大部分低级错误。对于经常出板的团队值得投入时间做。7. 工程输出的经验总结与后续扩展7.1 我个人的输出流程经过多个项目的打磨我现在的输出流程固定为完成PCB设计跑DRC确认无错误设置原点为板框左下角检查位号唯一性、丝印是否压焊盘打开预配置的OutJob一键生成所有文件用Gerber查看器逐层检查打包Gerber钻孔一个包钢网坐标BOM一个包发给工厂附上工艺要求板厚、铜厚、阻焊颜色、表面处理、钢网厚度保留输出记录这套流程走下来基本能做到一次过不用返工。7.2 后续可以扩展的方向工程输出只是PCB制造链条的一环往下还可以延伸DFM检查输出前做可制造性分析检查线宽、间距、孔径是否在板厂能力范围内阻抗控制高速信号需要计算阻抗输出时标注阻抗要求拼版设计多块小板拼成大板提高生产效率输出时要包含拼版后的GerberSMT工艺文件除了坐标和钢网还需要炉温曲线、贴片程序等这些内容每一个都值得单独展开后续有机会再聊。最后分享一个小技巧如果你不确定工厂需要什么文件直接问他们的工程部要一份文件清单模板。每家工厂的要求略有差异按他们的模板准备比你自己猜要靠谱得多。我刚开始做工程输出的时候就是靠这个方法快速上手的。