一文讲清楚PCB板的Gerber文件每一层是什么含义
一文讲清楚PCB板的Gerber文件每一层是什么含义
Gerber文件是PCB(印刷电路板)制造过程中的关键文件,用于描述PCB的各层图形信息。对于新手电子工程师来说,理解Gerber文件的各个层及其含义是十分重要的。本文将详细解析Gerber文件的各个组成部分,并通过实例进行说明。
1. 如何导出Gerber文件
在PCB布局完成并经过DRC检查无误后,可以导出Gerber文件。导出时有两个主要选项:
- 一键导出:根据默认设置,导出所有层和图元,但不包含钻孔表和独立的钻孔信息文件。
- 自定义配置:允许用户根据需要进行配置,支持钻孔信息和钻孔表,支持选择导出的图层、镜像等。
通常情况下,直接使用一键导出功能即可满足大多数需求。
2. Gerber文件分析
2.1 图层表格说明
文件名 | 类型 | 备注/说明 |
---|---|---|
Drill_PTH_Through | 金属化多层焊盘的钻孔层 | 内壁需要金属化的钻孔位置,如多层焊盘和通孔过孔 |
Drill_PTH_Through_Via | 金属化通孔类型过孔的钻孔层 | 内壁需要金属化的钻孔位置,如过孔 |
Drill_NPTH_Through | 非金属化钻孔层 | 内壁不需要金属化的钻孔位置,比如通孔(圆形挖槽区域) |
Drill_PTH_Inner1_to_Inner2 | 金属化盲埋孔类型过孔的钻孔层 | 内壁需要金属化的钻孔位置 |
Board Outline | 边框文件 | PCB板厂根据该文件进行切割板形状 |
Top / Bottom Layer | PCB顶层/底层 | 顶层/底层铜箔层 |
Gerber_Inner Layer1 | 内层铜箔层 | 信号层类型 |
Gerber_Inner Layer2 | 内层铜箔层 | 内电层类型的内层 |
Top/Bottom Silk Layer | 顶层/底层丝印层 | PCB上看到的元件编号和字符等 |
Top/Bottom Solder Mask Layer | 顶层/底层阻焊层 | 也可以称之为开窗层(即阻焊开窗) |
Top/Bottom Paste Mask Layer | 顶层/底层助焊层 | 开钢网用 |
Mechanical Layer | 机械层 | 记录在 PCB 设计里面在机械层记录的信息 |
Document Layer | 文档层 | 记录PCB的备注信息用 |
Drill Drawing Layer | 钻孔图层 | 对生成过孔的位置以做对照标识用 |
2.2 感性分析
下面以顶层的丝印层、阻焊层、助焊层、顶层铜箔层进行分析,形成一个直观的感受。
2.2.1 2D仿真图顶层
2.2.2 顶层线路层
2.2.3 顶层阻焊层(绿色的这一些)
阻焊层其实还可以叫开窗层、绿油层,它的英文名- solder mask。它是指pcb上要铺绿油的地方,而这阻焊层使用的是负片输出,所以在阻焊层的形状映射到板子上以后,并不是上了绿油阻焊,反而是露出了铜皮。露出铜皮,我们会习惯性叫开窗。
即这张图绿色的部分不会盖上油墨,没有绿色的部分就会盖上油墨,对照仿真图也可以看出。
2.2.4 助焊层(也叫锡膏层)(蓝色的这部分)
蓝色的部分会刷一层锡膏,同时可以看到在同一个焊盘位置,助焊层比阻焊层要略小一点。
2.2.5 顶层丝印层
黄色部分是丝印层。
此处要提一下底层丝印层,Gerber文件如下图所示(注意:底层丝印层在预览时看起来就是反的,这样印刷在实物上就是正的(和PCBlayout时看底层的器件和丝印都是反的是一个道理)。如果底层丝印预览时是正的(其实是不对的),那印刷在电路板上的时候就是反的)。
2.2.6 小结
过孔层、内层、底层就不放图片展现了,大家可以打开一份Gerber文件自己进行分析(可以自己画完PCB板后导出Gerber文件,也可以问前辈要一份嘛,站在前人的肩膀上才能成长的更快。题外话题外话,哈哈)。大家Gerber分析后,可以直接打板,如果批量的还建议进行可制造性分析。
3. 不同板层Gerber的区别
对于Gerber文件,高多层PCB板的Gerber会比单双层PCB板的Gerber要多一些内层文件。
最后再简单讲一下1层,2层,4,6,8等等层电路板的区别。
首先,高多层PCB的层数通常在4层以上,甚至可以达到22层或更多。这些额外的层数允许更高的布线密度和更复杂的电路设计,适用于需要高速信号传输和高频应用的场景。相比之下,单层和双层PCB的布线密度较低,适合简单电路和低速信号传输。
其次,高多层PCB的电气性能优异。多层结构可以优化电源和地平面的设计,减少信号干扰和电磁兼容性(EMC)问题,确保信号完整性。单层和双层PCB在这方面的能力有限,通常不适用于高性能和高可靠性的应用。(在降低寄生电感和减小布线空间这一块,我喜欢用JLC的6层板的盘中孔工艺,此工艺不仅提高我的电路板性能,且不加价,大家有其他各种现在的新工艺也可以提出来,大家伙们都来学习一下)。
在热管理方面,高多层PCB也具有优势。多层结构可以通过内层设计优化散热路径,提高散热效率,适合高功率和高热量的应用。单层和双层PCB的热管理能力较弱,通常只能通过简单的散热设计来满足需求。
制造工艺方面,高多层PCB的制造过程更加复杂,需要使用层压、盲埋孔、盘中孔等先进技术,制造成本较高。而单层和双层PCB的制造工艺相对简单,成本较低,适合大批量生产和快速交付。综上所述,高多层PCB与单层、双层PCB在层数、布线密度、电气性能、热管理和制造工艺等方面都有区别。高多层PCB适用于复杂、面积小的应用,而单层和双层PCB则适用于要压缩成本的应用。
