从AD到工厂：Gerber文件在CAM中的实战处理全解析

你有没有遇到过这样的情况？
辛辛苦苦在Altium Designer里画完板子，信心满满地导出Gerber发给厂家，结果三天后收到一封邮件：“贵司资料存在层偏、阻焊开窗异常，请重新确认。”——那一刻，仿佛一盆冷水从头浇下。

别急，这并不是你的设计出了问题。真正决定一块PCB能否顺利投产的关键，往往不在EDA软件中，而是在CAM（计算机辅助制造）环节的后续处理。

本文不讲空话，只聚焦一个核心动作：如何将AD导出的Gerber文件，在CAM环境中高效、精准地完成生产级优化与验证。我们将以工程实践为线索，拆解每一步操作背后的逻辑和坑点，帮助你把“能用”的数据变成“可靠”的制板资料。

为什么不能直接交Gerber去打样？

很多工程师以为，只要Altium Designer里点了“Generate Gerber Files”，再打包发送就万事大吉了。但现实是：原始导出的Gerber只是“设计意图”的数字化表达，离“可制造”还有不小的距离。

工厂眼中的Gerber ≠ 设计师眼中的Gerber

• 单位不统一？坐标溢出！
  你在AD里用了2:5格式，工厂默认读取2:4——轻则图形压缩变形，重则整板偏移几毫米。

• 零点设置混乱？层对不齐！
  Top Copper原点在左下角，Solder Mask却用了相对原点，导入CAM后一看：绿油全盖住了焊盘！

• 钻孔文件漏了NPTH？孔位缺失！
  非金属化孔没勾选输出选项，导致装配时螺丝装不上，返工成本翻倍。

这些问题都不是电路设计错误，而是数据交接过程中的“语义失真”。而解决它的关键工具，就是CAM软件。

AD导出Gerber：先确保起点正确

在进入CAM前，我们必须保证从Altium Designer出来的数据本身是干净、标准、无歧义的。这是整个流程的“第一公里”。

必须掌握的五大导出参数

⚠️ 坑点提醒：如果你看到某一层的走线突然变粗或断裂，大概率是因为用了老式的RS-274D格式且D码表丢失。

层命名规范：让CAM识别更智能

不要用默认的GTL,GBL这种缩写完事。建议采用清晰命名规则：

BOARD_V1_TOP_COPPER.gtl BOARD_V1_BOTTOM_COPPER.gbl BOARD_V1_TOP_SOLDERMASK.gts BOARD_V1_BOTTOM_SILKSCREEN.gbo BOARD_V1_OUTLINE.gko

这样不仅你自己看得明白，也能方便CAM软件自动映射图层用途——尤其是当你启用了Gerber X2格式时，元数据可以直接被解析。

✅ 小技巧：在AD的Output Job文件中保存这套配置模板，团队共享，杜绝“每次都要重新调一遍”的低效重复。

进入CAM：从数据解析到生产准备

现在我们拿到了.zip包，下一步就是在CAM系统中打开它。主流工具如Ucamco UGS、GC-CAM、Voyager甚至KiCad自带查看器都能胜任基础处理。下面我们按实际工作流一步步推进。

第一步：导入与图层映射

导入后第一件事不是看图，而是检查每一层是否正确绑定到了对应的物理功能上。

常见映射关系如下：

🔍 实战经验：有些厂商会要求你把“Mechanical Layer 1”作为外框层导出为.gm1，而不是.gko。务必提前沟通清楚命名习惯。

如果映射错误，比如把丝印当成了线路层处理，后续DFM检查就会完全失效。

第二步：坐标系统一与原点同步

这是最容易出问题的地方之一。

典型故障场景：

你在AD里设置了“Relative to Reference”作为原点，导出后各层坐标都是相对于各自基准的；而CAM软件默认以第一个文件的(0,0)为准进行叠加——结果丝印漂移了3mm，钻孔偏了一列。

正确做法：

• 在AD导出时选择“Use Absolute Origin”
• 在CAM中启用“Force All Layers to Same Origin”功能
• 导入后立即执行“Align to Origin”命令，强制所有层归零对齐

你可以通过放大观察定位孔（fiducial或tooling hole）位置来快速判断是否对齐。

第三步：几何修复与工艺增强

Gerber不是静态图片，它是可以编辑的矢量数据。这也是CAM的强大之处：我们可以主动“修补”设计中潜在的问题。

常见修复操作清单：

💡 高级技巧：对于HDI板，可在CAM中手动调整激光盲孔周围的阻焊开窗大小，补偿对准公差。

第四步：DFM检查——提前发现制造陷阱

这才是CAM的核心价值所在：用工厂的真实能力模型反向验证你的设计。

假设你合作的PCB厂最小线宽支持6mil，最小孔径0.2mm，那么就应该在CAM中加载对应的DFM规则集，然后运行扫描。

典型可检测问题：

📌 调试秘籍：一旦发现问题，不要急于修改AD源文件！先在CAM中尝试局部修正（如扩大焊盘），验证可行后再反馈回设计端更新，形成闭环。

第五步：拼板与工艺边设计（Panelization）

小板子必须拼大板才能生产。这个任务通常由工厂完成，但如果你自己做阵列设计，能大幅缩短交付周期。

拼板基本要素：

• T型边或双边留边：用于夹具固定
• 光学点（Fiducial）：至少两个，分布在对角
• Tooling Holes：非电气连接，用于对位
• 断裂槽（V-cut）或跳步连接（Tab Route）：便于分板
• 测试点延伸：保留ICT探针接触空间

✅ 推荐做法：在AD中设计单板时预留2–3mm工艺边，在CAM中完成拼接，并添加所有辅助结构。

自动化加持：用脚本提升效率

重复性工作最耗时间。无论是批量导出Gerber，还是自动化DFM预检，都可以通过脚本解放双手。

示例1：Altium自动化导出（Delphi Script）

procedure ExportGerberAndDrill; var Project : IProject; begin Project := GetActiveProject; if not Project.IsValid then Exit; // 设置输出任务 Project.ExecuteCommand('File::FabricationOutputs::GenerateGerberFiles'); Delay(1000); SetParameter('OutputPath', 'C:\FabData\Gerber'); SetParameter('Units', 'Inches'); SetParameter('Format', '2:5'); SetParameter('Origin', 'Absolute'); ConfirmDialog(); // 生成钻孔文件 Project.ExecuteCommand('File::FabricationOutputs::GenerateNCDrillFiles'); Delay(500); SetParameter('DrillUnits', 'Inches'); SetParameter('MapFormat', 'PDF'); ConfirmDialog(); end;

用途：一键触发标准化输出，适合纳入公司设计规范流程。

示例2：Python实现Gerber初步分析（基于gerber-parser库）

from gerber import load_layer from gerber.render import RenderContext, CairoBackend # 加载顶层铜皮 top_copper = load_layer('TOP_COPPER.GTL') # 渲染预览图 ctx = RenderContext() backend = CairoBackend(1200, 800) top_copper.render(backend, ctx) backend.dump('preview.png') # 分析关键参数 primitives = top_copper.primitives lines = [p for p in primitives if hasattr(p, 'start')] min_width = min([p.width for p in lines]) if lines else 0 print(f"最小线宽: {min_width:.3f} inch ({min_width * 1000:.1f} mil)") # 输出报告 with open("dfm_report.txt", "w") as f: f.write(f"Total Primitives: {len(primitives)}\n") f.write(f"Min Line Width: {min_width:.3f} inch\n")

用途：CI/CD流水线中集成，每次提交代码自动生成Gerber并做基础DFM筛查，早发现问题。

常见问题与应对策略

❌ 问题1：阻焊开窗没对准焊盘

现象：绿油覆盖部分焊盘，影响焊接可靠性。
根源：AD导出时Layer Stack Manager中的叠层厚度不准，导致光绘偏移。
解决：在CAM中启用“Solder Mask Alignment Compensation”，手动微调X/Y偏移量（通常±0.05mm内）。

❌ 问题2：钻孔文件缺少某些孔

现象：NC Drill只有PTH，没有NPTH。
原因：AD中未勾选“Generate NPTH Drill File”。
修复路径：
1. 回到AD重新导出，勾选“All Placements On One Sheet”
2. 或在CAM中手动添加NPTH层，并指定独立刀具编号

❌ 问题3：外形不闭合，铣床报错

现象：Board Outline是一段段直线，首尾不接。
后果：数控铣无法识别有效轮廓。
处理方式：
- 在CAM中使用“Close Polygon”功能自动补线
- 或导回AD修正Mechanical Layer上的外框线

最佳实践总结：从设计到制造的无缝衔接

✅ 终极建议：建立企业级“Gerber输出检查清单”，包含：
- [ ] 单位为Inch
- [ ] 格式为2:5
- [ ] 原点为Absolute
- [ ] 包含NPTH钻孔
- [ ] 层命名清晰
- [ ] 外框闭合
- [ ] DFM扫描无致命错误

写在最后：未来的PCB制造正在改变

今天你还在手动导出Gerber、传压缩包、等回复；明天可能已经可以通过云端平台，直接推送设计到指定产线，AI引擎实时返回DFM报告，甚至自动优化线宽补偿。

但无论技术如何演进，理解数据是如何从AD走向工厂这一过程的本质，始终是一名硬件工程师的核心竞争力。

掌握AD导出Gerber后的CAM处理技能，不只是为了少返几次工，更是为了让你的设计真正具备“一次成功”的底气。

如果你正在经历类似的挑战，或者想分享你们团队的标准化流程，欢迎在评论区交流讨论。