Altium Designer导出Gerber文件：从层设置到生产交付的实战指南
在电子硬件开发中，完成PCB布局布线只是走完了“万里长征第一步”。真正决定产品能否顺利投产的关键一步——把设计准确无误地交给工厂制造，往往被许多工程师轻视甚至忽视。
而这个过程的核心，就是Gerber文件的生成与层配置。你可能花了几周时间精心布线、反复优化电源完整性，却因为一个小小的极性错误或漏掉一层机械轮廓，导致板子回来后无法焊接、结构不匹配、甚至整批报废。
这不是危言耸听。我在参与多个项目评审时，都遇到过因“丝印镜像”“内电层输出为空”这类低级问题引发返工的情况。这些问题背后，其实都指向同一个薄弱环节：对AD中Gerber输出机制的理解不够系统和深入。
今天，我们就来彻底讲清楚：Altium Designer是如何将你的PCB设计转化为工厂可读的Gerber文件的？每一层该怎么设？哪些坑必须避开？怎样才能做到一次投板成功？
为什么Gerber这么重要？
先说结论：
Gerber是连接EDA设计与PCB生产的唯一桥梁。它不是“附带文档”，而是“制造蓝图”。
现代PCB工厂不会打开你的.PcbDoc文件，也不会关心你在AD里用了什么颜色主题。他们只认一件事：一整套符合规范的Gerber + Drill文件包。
这套文件描述了：
- 每一层铜箔怎么蚀刻（Top Layer, Inner Plane）
- 阻焊油墨开在哪里（Solder Mask）
- 锡膏印在哪（Paste Mask）
- 字符怎么印（Silkscreen）
- 板子长什么样、孔钻在哪（Mechanical & NC Drill）
一旦某个层出错，后果可能是灾难性的：
- 少了阻焊层 → 焊接短路
- 内电层设成正片 → 地平面断开
- 机械层没指定 → 板子裁成错形
- 钻孔文件缺失NPTH → 安装螺钉装不上
所以，掌握Gerber输出，不是“会点菜单就行”的小事，而是关乎项目成败的技术基本功。
Gerber到底是什么？RS-274X又是什么鬼？
很多人用了很多年AD，却从没搞明白Gerber的本质。
简单来说，Gerber是一种二维图形描述语言，就像老式绘图仪的“操作指令集”。它告诉光绘机：“从A点画直线到B点”、“用圆形光圈打一个直径0.6mm的焊盘”。
目前行业标准是RS-274X（扩展Gerber），它的优势在于：
- 所有图形元素（线、圆、矩形）全部用ASCII文本表示；
- 光圈定义（D-Codes）直接嵌入文件内部，无需额外携带；
- 支持正像（Positive）、负像（Negative）模式；
- 可表达复杂多边形填充区和平面挖空。
而在Altium Designer中，当你点击File → Fabrication Outputs → Generate Gerber Files时，软件就在后台把你可视化的PCB图层，翻译成这一条条机器能读懂的“绘图命令”。
但关键问题是：你怎么确保翻译得准确？
这就引出了我们最需要关注的部分——层映射与极性控制。
各功能层详解：每层该不该出？怎么出？极性如何？
下面这张表，是你每次导出Gerber前都应该默念一遍的“检查清单”：
| AD图层名称 | 推荐文件名 | 层类型 | 极性 | 是否必出 | 关键说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| Top Layer | .GTL | Copper | Positive | ✅ 必出 | 顶层走线与焊盘 |
| Bottom Layer | .GBL | Copper | Positive | ✅ 必出 | 底层走线 |
| Internal Plane 1/2… | .G1,.G2 | Internal Plane | Negative | ✅ 多层板必出 | 负片输出！默认连通 |
| Solder Mask Top | .GTS | Solder Mask | Positive | ✅ 必出 | 开窗比焊盘大4~8mil |
| Solder Mask Bottom | .GBS | Solder Mask | Positive | ✅ 必出 | 同上 |
| Paste Mask Top | .GTP | Paste Mask | Positive | ⚠️ 视工艺 | SMT钢网用 |
| Paste Mask Bottom | .GBP | Paste Mask | Positive | ⚠️ 视工艺 | 同上 |
| Silkscreen Top | .GTO | Silkscreen | Positive | ✅ 建议出 | 不压焊盘 |
| Silkscreen Bottom | .GBO | Silkscreen | Positive | ✅ 建议出 | 同上 |
| Mechanical 1 (Board Outline) | .GM1 | Mechanical | Positive | ✅ 必出 | 必须明确告知工厂用途 |
| Drill Drawing | .GD* | Drill Guide | N/A | ✅ 建议出 | 辅助查看孔位 |
| NC Drill Files | .DRL | NC Drill | N/A | ✅ 必出 | 数控钻床专用 |
下面我们逐层拆解，重点讲清楚那些最容易踩坑的地方。
🔹 信号层：Top Layer 和 Bottom Layer
这是最基本的铜层，代表实际存在的走线和焊盘。
- 输出格式：
.GTL（顶层）、.GBL（底层） - 极性：必须为 Positive
- 注意事项：
- 若使用盲埋孔技术，请确认当前层仅显示对应层级内容；
- BGA区域建议放大检查扇出是否完整；
- 输出前务必运行DRC，排除未连接网络。
💡 小技巧：可以在Gerber Viewer中切换不同层叠看是否有重叠干扰。
🔹 内电层（Internal Plane）：千万别设成正片！
这是最多人翻车的一层。
假设你做的是四层板：Top Layer → GND Plane → Power Plane → Bottom Layer。
其中两个内层通常是完整的电源或地平面，采用“负片”方式制作。什么意思？
- 负片（Negative Artwork）：整个平面默认是铜皮连通的，你要做的不是“画出连线”，而是“挖洞”来隔离不需要连接的地方。
- 在Gerber中表现为：只有 Thermal Relief（花焊盘）、隔离槽等非连接区域被绘制出来。
如果你误设为Positive（正像），结果会怎样？
❌ 整个平面变成空白！因为没有任何“图形”去“添加铜皮”，相当于告诉工厂：“这层什么都不做”。
正确做法：
- 在Layer设置页，找到Internal Plane 1；
- 勾选Use Negative Polarity；
- 文件名一般自动设为.G1或.G2。
✅ 验证方法：在Gerber Viewer中看到大面积区域是“空”的，反而说明是对的——那是铜皮保留区；只有焊盘周围有十字或环形镂空，才是正常的Thermal Relief。
🔹 阻焊层（Solder Mask）：绿油开窗的艺术
阻焊层决定了哪些焊盘要露出来焊接，哪些要被“绿油”盖住。
- 顶层：
.GTS，底层：.GBS - 极性：Positive
- 开窗尺寸：通常比原始焊盘大4~8mil（0.1~0.2mm）
为什么不能完全贴合焊盘？
- 工艺误差补偿：防止对不准导致部分焊盘被覆盖；
- 安全间距：避免绿油溢出影响焊接质量。
但在某些特殊场景下也需要手动调整：
- QFN底部散热焊盘：需加大开窗以增强焊接强度；
- 微型元件（0201、01005）：可适当缩小补偿以防桥连；
- 测试点：有时希望不开阻焊以便探针接触。
配置路径：
Design → Rules → Manufacturing → Solder Mask Expansion推荐规则设置：
Default Rule: Pad + 0.15mm Special Case for Vias: Via + 0.05mm （防焊环太大会影响美观）🔹 助焊层（Paste Mask）：SMT钢网的秘密
Paste Mask专用于SMT贴片时的锡膏印刷钢网。
- 文件名：
.GTP（顶面）、.GBP（底面） - 特点：开口通常略小于实际焊盘（约缩进10%），防止锡膏过多造成桥连。
⚠️ 常见误区：
- 把Paste Mask当成Solder Mask用 → 导致钢网开错孔；
- 忘记关闭通孔元件的Paste输出 → 钢网上给插件也开了口，毫无意义。
对于细间距IC（如0.4mm pitch BGA），建议根据钢网厂商建议微调比例，甚至分区域设置规则。
📌 提示：Paste Mask只影响SMT工艺，THT（通孔焊接）不需要此层。
🔹 丝印层（Silkscreen）：别让字符倒着印
丝印层用于打印元件位号、极性标记、版本号等标识信息。
- 文件名：
.GTO（顶层）、.GBO（底层） - 要求：
- 文字高度 ≥ 1.0mm
- 线宽 ≥ 0.15mm
- 避免压在焊盘上（尤其高频信号附近）
最大风险点：Mirror（镜像）选项被误开启！
很多新手为了“预览底面丝印”而在设置中勾了Mirror，结果忘了取消。工厂拿到的是镜像文件，印出来的字符就是反的。
✅ 正确做法：
- 所有层都不勾选Mirror；
- 如需查看底面效果，使用AD内置的3D View或Gerber Viewer 的 Layer Flip 功能。
另外，在高密度板上可以考虑简化丝印，只保留关键器件编号和测试点，避免视觉混乱。
🔹 机械层（Mechanical Layers）：别小看这32层
AD支持多达32个机械层，用途非常灵活，常见用途如下：
| 层号 | 推荐用途 |
|---|---|
| Mech 1 | 板框（Board Outline） |
| Mech 2 | 安装孔、定位孔 |
| Mech 3 | 装配指引、尺寸标注 |
| Mech 4 | V-CUT、邮票孔 |
| Mech 5 | 板材厚度、表面处理说明 |
⚠️ 致命问题：工厂不知道哪个机械层是板边！
解决办法：
1. 在Gerber Setup中，将Mech 1映射为“Board Outline”；
2. 在输出文件命名中体现用途，例如BOARD_OUTLINE.GM1；
3. 在README文档中明确说明各机械层含义。
还可以通过导入DXF文件精确绘制异形板边，确保CNC切割无误。
🔹 钻孔文件（NC Drill）：孔的位置和属性
钻孔文件不是Gerber，而是独立的Excellon格式文件（.DRL），由数控钻床直接读取。
生成步骤：
1.File → Fabrication Outputs → NC Drill Files
2. 设置单位为Metric（mm）
3. 格式选择2:5（精度更高）
4. 勾选Generate drill files for blind/buried vias（如有）
5. 区分Plated（PTH）和Non-Plated（NPTH）
💡 小建议：
- 合理归并孔径种类，减少换钻次数 → 降低成本；
- 添加G85（镗孔）、G02/G03（圆弧插补）等高级指令提升加工精度；
- 输出后用CAM350或ViewMate打开检查刀具列表是否完整。
同时建议生成一份Drill Drawing（钻孔图），供人工核对。
实战流程：一步步教你安全导出Gerber
别再靠记忆点了！以下是标准化操作流程：
Step 1：最终检查
- 运行DRC，解决所有Error；
- 锁定所有元件位置；
- 确认没有未分配网络的走线；
- 检查泪滴（Teardrops）、覆铜连接是否正常。
Step 2：启动Gerber输出
菜单路径：File → Fabrication Outputs → Gerber Files
进入设置界面后，按以下顺序配置：
【General】通用设置
- Units:Metric
- Format:2:5（推荐）
- Precision: 选择
2:5或3:5（越高越好） - Plot Layers: 勾选Used On（自动识别使用的层）
- Mirror Layers:不要勾选！
- Gerber X2: 可选启用（兼容新型CAM系统）
【Layers】层映射设置
- 点击“Plot”列，勾选所有需要输出的层；
- 对每个Internal Plane，确认已勾选Negative Artwork；
- 设置正确的Output File Name（可自定义前缀，如
ProjectName_TOP.GTL）； - Mechanical Layers要逐个确认用途和输出状态。
【Advanced】高级选项
- Aperture: Embedded（内嵌D码，推荐）
- Layer Map: 可保存为模板（*.cam），团队共享
点击OK后，再执行下一步。
Step 3：生成钻孔文件
路径：File → Fabrication Outputs → NC Drill Files
设置：
- Units: Millimeters
- Format: 2:5
- Hole Size Limits: 自动检测
- Check: Generate Excellon File
点击OK生成.DRL文件。
Step 4：输出与打包
- 默认输出目录：
Project Outputs for XXX\Gerber\ - 将所有文件压缩为ZIP包；
- 添加README.txt，内容包括：
```txt
PCB Name: XXX_Controller_V1.2
Layer Stackup: 4-Layer (1.6mm)
Surface Finish: ENIG
Solder Mask Color: Green
Silkscreen Color: White
Special Notes:- Impedance controlled lines on Top Layer (50Ω ±10%)
- Back-drilling required for high-speed differential pairs
- Keep-out zone around RF section
Contact: engineer@company.com
```
最后提交给PCB厂进行工程确认（ECO）。
常见问题与避坑指南
❓ 问题1：丝印倒置，字符反了
原因：Mirror选项被启用
解决方案：关闭Mirror，用3D视图代替预览底面
❓ 问题2：阻焊开窗太大，相邻焊盘短路
原因：Solder Mask Expansion设置过大（如+20mil）
解决方案：改为动态规则，例如 Pad + 0.1mm，并针对小焊盘单独设定
❓ 问题3：内电层一片空白
原因：未启用Negative Polarity
解决方案：回到Gerber Setup，勾选“Use Negative Artwork”
❓ 问题4：板子切歪了
原因：机械层未指定Board Outline，或工厂误解了哪一层是轮廓
解决方案：明确标注Mech 1为板框，并在README中说明
❓ 问题5：钢网开孔错误
原因：Paste Mask与Solder Mask混淆，或未关闭通孔元件输出
解决方案：严格区分两层用途，设置规则过滤THT元件
最佳实践总结：高手是怎么做的？
建立公司级Gerber模板
保存一套经过验证的.cam配置文件，新人直接调用，避免重复犯错。启用输出对比功能
使用AD的Project Comparator，对比前后两次输出差异，防止遗漏变更。加入防呆设计
- 在机械层画一个“▲ THIS SIDE UP”箭头；
- 在丝印层标注版本号和日期；
- 对高速信号加注阻抗要求。控制输出文件数量
不要一股脑导出32个机械层，只保留必要的几个，降低沟通成本。提前与PCB厂沟通
- 确认他们支持的Gerber标准（RS-274X or IPC-2581）；
- 获取推荐的层命名规则；
- 提交前做一次工程确认（DFM Check）。
写在最后：从工具使用者到制造思维者
掌握Gerber输出，表面上是学会了一个菜单操作，实质上是在培养一种能力——制造可实现性思维（Design for Manufacturing, DfM）。
一个好的硬件工程师，不仅要懂电路原理，更要懂工厂是怎么造板子的。你要知道：
- 光绘机是怎么解读Gerber的；
- 蚀刻工艺存在公差；
- 钻孔换刀会增加成本；
- 工人靠丝印识别方向。
这些认知，决定了你是“只会画图的人”，还是“能推动产品落地的工程师”。
未来，虽然IPC-2581等集成数据格式正在兴起，有望取代传统的Gerber+Drill组合，但在可预见的几年内，Gerber仍是主流。与其等待变革，不如先把现有流程做到极致。
下次当你准备点击“Generate”按钮时，请停下来问自己一句：
“我确定每一层都设置对了吗？工厂拿到这份文件，真的能做出我要的板子吗？”
这才是专业精神的体现。
如果你在实际项目中遇到特殊的Gerber输出问题，欢迎留言交流，我们一起探讨解决方案。
