了解 PCB 布局的 Gerber 文件格式的详细信息，包括功能、通用层、文件名、扩展名和 Gerber 标准的修订。

因此，您已经完成了印刷电路板设计，并准备将其送去制造。晶圆厂要求提供设计的 Gerber 文件，您已经弄清楚了如何从 EDA 包中导出它们。但实际上什么是 Gerber 文件？如果未正确导出它们怎么办？你怎么能检查它们？

即使您的电路板设计通过了所有设计规则检查，并且在 EDA 工具中是完美的， 也不能保证这是您从制造商那里得到的.是制造商的错吗？可能不是。Gerber 文件的黑匣子可能会出很多问题，盲目地将它们发送给制造商是自找麻烦。

什么是 Gerber文件？

Gerber 文件是传输 PCB 数据以用于制造的事实标准。这些文件包含生产用于打印电路板所有层的薄膜所需的所有数据。Gerber 文件使用包含坐标和基本逐行指令的二进制矢量格式从字面上绘制 PCB 的层。

Gerber 文件的历史

约瑟夫·格伯（Joseph Gerber）开发了格式和术语。Gerber 和他的公司 Gerber Scientific Instrument 开发了许多光绘机系统，用于控制窄光源以曝光胶片上的区域（图 1）。

今天，Gerber 文件格式继续由 Ucamco 更新和维护。有关旧版本和新版本的信息可以在他们的网站上找到。

Gerber 文件是 ASCII 文本文件

该格式有意保持简单，并使用 ASCII 字符来保持其人类可读性，以便于调试。如图 2 所示，您可以在文本编辑器中查看 Gerber 文件。

四个基本的 Gerber 单层命令

虽然机器已经进步，但想想约瑟夫·格伯（Joseph Gerber）早期的光绘机可以帮助可视化Gerber文件中的命令的含义。图 3 提供了左侧的 ASCII 代码示例和右侧的描述性注释示例。

来自 Ucamco 最新规范的 Gerber 坐标数据的描述

在图 3 的示例中，您可以看到长 x-y 坐标后跟一个 D0# 命令，该命令指示照相绘图仪执行以下操作：

• D01：在快门打开（绘制）的情况下移动到 x-y。

• D02：在快门关闭的情况下移动到 x-y（不绘制）。

• D03：打开和关闭快门（闪光灯）。

绝大多数 PCB 都是使用这三个基本绘图命令绘制的。D01 用于绘制描摹和文本。D02 将把表格移动到新位置而不绘制。例如，D03 用于对焊盘或热敏元件的孔径进行单次打印。

在图 3 中，有一行只写着“D11*”。只有字母“D”字母后跟数字的线是 D 代码，它需要特定的光圈。光圈的大小和形状在文件的标题中定义。例如，D11 可以是圆形，D12 可以是正方形、椭圆形、热形状或其他自定义形状。

只有 X 或 Y 的线表示只有一个坐标值发生变化。这可用于为只有 x 坐标可能更改的芯片创建芯片焊盘。当光绘图仪只能处理几个字节的数据时，这些方法有助于保持 Gerber 文件的小型化。该规范的内容比上面的介绍要多得多，但从中，韦德亚洲可以看到 Gerber 文件是如何用于绘制二进制 2D 图形数据的指令的。

制作 PCB 需要哪些 Gerber 文件？

显然，一层不足以定义 PCB 所需的所有铜、阻焊层、丝网印刷和机械数据，因此典型的指令集由多个 Gerber 文件组成，每个文件代表 PCB 中的一层。制造商根据它们包含的信息分别处理这些层。当这些层组合在一起时，它们就形成了电路板。

当韦德亚洲谈论 PCB Gerber 层时，韦德亚洲不是在谈论 PCB 叠层或 FR4 基板。相反，韦德亚洲指的是需要自定义打印和处理的层。这包括电路层、阻焊层、丝印层和机械层，它们描述了有关电路板尺寸和形状的所有信息，包括内部切口。

双面双层板的 Gerber 层文件示例

对于双面两层板，顶部和底部都将有三个独特的图案层：

1. 电路

2. 阻焊层

3. 丝网印刷

因此，总共有六个文件，其中三个用于 PCB 的顶部，三个用于 PCB 的底部。此外，通常需要机械层或轮廓层来显示 PCB 板的轮廓和任何切口。将电路板轮廓数据放置在其他层中可能会引起混淆，因此始终建议将其放置在单独的机械层中。

最后，可能还需要钻锉来钻孔以连接顶层和底层。从技术上讲，Drill 文件不是 Gerber 文件，但它们非常相似。坐标标记钻孔命中的 x-y 位置，刀具尺寸在文件头中定义。

钻孔文件由 NC（数控）机床处理，因此您可能会听到它们被称为 NC 钻头或 Excellon NC 钻头文件，并且许多 EDA 软件包将它们导出为单独的步骤。当您听到人们请求“Gerber 文件”时，99% 的时间实际上是指 Gerber 和钻孔文件，即使钻孔文件不是 Gerber。

将所有这些放在一起，对于一个典型的两层板，韦德亚洲需要 8 个 Gerber 文件，其中包含“打印”PCB 板的所有说明（图 4）。对于多层板，任何额外的电路层都在它们自己的 Gerber 层中定义。

EDA软件可以导出其他Gerber文件，例如用于制作模板的粘贴文件或将其他数据传达给制造商或装配厂的文件，例如组件轮廓，安装说明等，但这些通常不是生产普通PCB板所必需的。

如何识别和命名 Gerber 文件

为了确定哪个文件代表哪个图层，EDA 工具将使用文件名和/或文件扩展名来标记文件。这些非常重要，因为它们告诉您的制造商如何生产 PCB.错误标记的文件会使整个电路板变得无用。幸运的是，大多数现代 EDA 工具都遵循不言自明的命名约定。

表 1 提供了六种常用 PCB EDA 工具的默认命名约定：

• 普罗特尔

• 基卡德

• 鹰

• Altium Designer（阿尔泰姆设计器）

• 垫

• 电路向导

韦德亚洲用于创建这些示例的 PCB 设计被命名为“mypcb”，您可以在表中的许多 Gerber 文件名中看到它。

请注意，有些文件名和扩展名是不言自明的，但有些则不然。许多包含 PCB 文件名，这可能很有帮助，但也可能很长。Protel 的 GT- 和 GB- 文件扩展名在业内普遍了解，但需要您有可见的文件扩展名。PADS输出的文件名起初有点混乱，但可以识别。Circuit Wizard 的扩展根本没有帮助，很可能不会被制造商接受。

您可能认为带有层名称的长标签再清楚不过了，但如果您将 Gerbers 发送给海外制造商，他们可能听不懂您正在使用的语言（图 5）。

你能猜出这些名字代表哪些 Gerber 文件吗？

例如，在日语中，术语“阻焊剂”比“阻焊层”使用得更多，而模板通常被称为金属掩模。如有疑问，请坚持使用清晰的英语。

如果您的文件命名约定与制造商的命名约定不匹配，只要名称合乎逻辑且清晰，它几乎总是可以的，因为工程师可能已经看到了这些命名格式数百次。生命太短暂了，不能在每次需要构建 PCB 时都重命名 8 个或更多文件！

更改 Gerber 文件扩展名

请注意，尽管文件扩展名不同，但文件的格式和内容仍然相同。因此，如果您发现自己由于某种原因不得不更改扩展（也许您正在使用 Circuit Wizard），请不要担心类似于图 6 的警告消息。

更改 Gerber 文件扩展名时的警告消息示例

同样，将扩展名更改为上述缩写不会将您的文件“转换”为 Gerber 格式。

Gerber 文件格式变体

正如韦德亚洲之前所讨论的，Gerber 文件只是文本，但您可能会遇到子格式 RS-274D、RS-274x 和 X2（扩展）格式。让韦德亚洲逐一回顾一下。

标准 Gerber

RS-274D 标准 Gerber 已被撤销，不再被视为 Gerber 格式。此标准 Gerber 格式的文件在标题中没有孔径信息。他们只有坐标数据。因此，RS-274D 文件必须使用 aperture 文件（通常扩展名为 .apr）打开。

这是一种过时的格式，因此往往存在许多错误。如果您有 RS-274X 或其他更新的导出选项，切勿在 RS-274D 中导出。大多数最新的 EDA 工具甚至不再将 RS-274D 作为选项。

格柏 X1

RS-274X 格式被称为 X1 Extended Gerber，在一个文件中具有孔径和坐标数据。RS-274X文件完全可用，可以满足90+设计要求。它经过反复试验和测试，兼容性问题最少。

格柏 X2

X2 Extended Gerber 将额外的板信息添加到 RS-274X 文件的标头中，如图 7 所示。如果得到电路板制造商的支持，这会很方便。它不会更改实际数据本身。它也被称为“具有属性的 Gerber”。虽然它应该是向后兼容的，但较旧的软件将无法识别新命令，因此可能无法读取文件。

突出显示属性的 X2 Gerber 文件的标头

格柏 X3

Gerber X3 于 2020 年发布，以两个附加组件层的形式添加了装配信息。通过重用许多以前格式的命令，它保持了与以前 Gerber 格式的向后兼容性。

在所有这些子格式中，基本坐标和孔径形状和大小数据都是相同的，对于基本的Gerber查看也是如此。只要您的软件可以读取您的文件，您通常不必担心它们之间的细微差别，除非您遇到特定问题。不惜一切代价避免使用 RS-274D Standard Gerber。