Gerber文件转成PCB文件：CAM处理完整指南

从 Gerber 到 PCB：一次深入的 CAM 处理实战之旅

你有没有遇到过这样的场景？
手头有一块老旧电路板，客户急需复刻，但原始设计文件早已丢失；或是收到一批代工厂发来的 Gerber 文件，想快速确认是否与你的设计一致——却发现没有.PcbDoc或.kicad_pcb可打开。这时候，唯一能“说话”的就是那一堆.gtl、.gbl、.drl文件。

它们不是图片，也不是图纸，而是制造语言——Gerber。
而我们要做的，是用CAM 软件听懂它，并把它还原成一张“看得见、查得清、改得了”的 PCB 结构图。

这不是魔法，而是一套严谨的技术流程：将 Gerber 文件转成可视化的 PCB 模型。虽然不能完全回到原始 EDA 工程文件的状态（毕竟没有网络表），但我们至少可以重建布局、检查走线、验证钻孔、分析 DFM 风险。

今天，我们就来完整走一遍这个过程——不讲空话，只讲工程师真正需要知道的事。

Gerber 是什么？别再把它当“图片”看了

很多人把 Gerber 当作 PCB 的“截图”，其实这是误解。

它是一种工业标准的矢量绘图语言

正式名称叫RS-274X，由 Ucamco 维护，本质上是一个文本格式的指令集。每一行代码都在告诉光绘机：“在某个坐标上画一个圆形焊盘”、“沿着这条路径绘制一条 6mil 宽的铜线”。

比如这样一段典型的 Gerber 内容：

G04 This is top copper layer * %FSLAX25Y25*% %MOMM*% %ADD10C,0.3*% D10* X100000Y150000D03* X105000Y150000D01*

这段代码的意思是：
- 使用毫米单位；
- 定义一个直径为 0.3mm 的圆形 aperture（D10）；
- 在 (100,150) mm 处打一个焊盘（D03）；
- 然后从 (100,150) 到 (105,150) 画一条线（D01）。

看到没？它根本不是图像，而是一套“施工命令”。

常见的 Gerber 层命名规则（别被五花八门的名字搞晕）

扩展名	含义	常见变体
`.gtl`	Top Layer（顶层线路）	`top.gbr`,`PCB_TOP.CU1`
`.gbl`	Bottom Layer（底层线路）	`bottom.gbr`,`L2.GBR`
`.gts`	Top Solder Mask（顶层阻焊）	`smt.gbr`,`tmask.gbr`
`.gbs`	Bottom Solder Mask（底阻焊）	`smb.gbr`
`.gto`	Top Silkscreen（顶层丝印）	`stol.gbr`,`tplace.gbr`
`.gbo`	Bottom Silkscreen（底丝印）	`scol.gbr`
`.g2`,`.g3`	Internal Plane（内电层）	`pwr.gbr`,`gnd.gbr`
`.drl`,`.txt`	Drill File（钻孔文件，Excellon 格式）	`ncdrill.txt`,`plated.drl`

🔍 小贴士：不同公司命名习惯差异极大。建议优先查看是否有附带的readme.txt或layer.stackup文件说明层别。

关键特性：你能做什么，又不能做什么？

✅ 支持	❌ 不支持
精确还原几何图形（焊盘、走线、铜皮）	无法获取电气连接关系（Netlist）
支持正负片混合处理（如电源层挖空）	无元件封装库信息（Footprint Library）
可进行尺寸测量和间距检查	无法直接编辑走线或移动器件
兼容所有主流 EDA 工具输出	无层次结构、无属性字段（如网络名、电压域）

所以请记住一句话：
Gerber 文件只能实现“几何级还原”，而非“逻辑级重建”。

但这已经足够用于生产审核、DFM 分析、逆向工程等关键任务了。

选对工具：哪些 CAM 软件真能帮你干活？

面对一堆 Gerber 文件，第一步就是找个趁手的工具打开它。市面上选择不少，但并非都适合做“反向重建”。

主流 CAM 工具对比一览

软件	类型	是否免费	优势	劣势	推荐用途
Altium Designer CAM Editor	商业软件模块	否（需AD授权）	操作直观，集成度高，支持导出DXF/PDF	功能较基础，不适合大规模项目	快速审查、中小型企业使用
KiCad GerbView	开源免费	✅	免费、跨平台、轻量级	功能有限，不支持复杂DRC	教学演示、初步查看
CAM350	专业工业级	否	强大的DRC、脚本化、拼版能力	学习成本高，价格昂贵	工厂端批量处理、高端DFM
Ucamx (by Ucamco)	工业旗舰	否	最高标准兼容性，自动化能力强	极难获取，仅限OEM合作	大型PCB制造商专用
GC-Prevue	免费查看器	✅	轻便、启动快、支持多层叠加	仅查看，不可编辑	快速预览、邮件沟通辅助

如果你只是偶尔需要看一眼 Gerber，GC-Prevue + KiCad就够用了。
但如果你想系统性地完成“Gerber 转 PCB 模型”并做深度分析，那必须上Altium CAM Editor 或 CAM350。

实战全流程：手把手带你把 Gerber 还原成 PCB 结构

下面我们以Altium Designer 的 CAM Editor为例，走一遍完整的处理流程。这套方法也适用于其他 CAM 工具，核心逻辑相通。

第一步：准备资料包，越全越好

不要只拿几个.gbr文件就开工。理想情况下，你应该收集以下内容：

✅ 所有 Gerber 层文件（至少包含 TOP/BOTTOM/CU/SOLDERMASK/SILKSCREEN）
✅ Excellon 钻孔文件（.drl或.txt）
✅ 层叠结构图（Stack-up Drawing），标明各层顺序
✅ 装配图（Assembly Drawing），标注元器件位置
✅ Readme 文档，说明层名对应关系

没有这些？那你就要靠经验去猜了——而且很容易出错。

第二步：导入文件并正确分配层类型

打开 Altium CAM Editor → File → Import → Gerber/NC Drill…

弹出窗口中点击 “Add” 添加所有文件，然后逐个指定其对应的物理层：

文件名	分配为 Layer	类型设置
`project_top.gtl`	Layer 1	Top Copper
`project_bottom.gbl`	Layer 2	Bottom Copper
`project_smt.gts`	Layer 3	Top Solder Mask
`project_silkt.gto`	Layer 4	Top Overlay
`project_drl.txt`	NC Drill 1	Plated Through Hole

⚠️ 注意事项：
- 单位要统一！检查是inch还是mm，常见为2:5或2:4格式；
- Zero Suppression 模式必须匹配（Leading / Trailing / None），否则钻孔偏移几十mil；
- 若存在内层电源平面（如 GND/VCC），记得设为Negative Polarity。

第三步：多层对齐——让每一层严丝合缝

这是最关键的一步。如果层没对准，后续所有分析都是错的。

操作步骤：
1. 切换到“Layers”视图，勾选所有层；
2. 放大到板边或定位孔区域；
3. 使用鼠标拖动 + 缩放功能，手动对齐四个角上的基准孔（Fiducial Mark 或 Tooling Hole）；
4. 启用“Snap to Pad”功能，确保焊盘上下重合；
5. 观察顶层丝印与底层铜箔的位置关系是否合理。

🔍 技巧提示：
- 可临时关闭阻焊层，只看铜层+钻孔，更容易判断对齐状态；
- 对于 HDI 板或多层盲埋孔结构，建议结合叠层图确认通孔穿透关系。

第四步：极性识别与负片处理

有些电源层是以“负片”形式输出的——也就是说，白色部分是有铜区，黑色区域才是被挖掉的。

如果不正确设置极性，你会看到整层都是实心铜皮，但实际上它是“空心”的。

如何判断？
- 查看 Gerber 文件中有无%LPD*%或%LPC*%指令（D = Dark/Negative, C = Clear/Positive）；
- 或者观察图形特征：大面积填充 + 局部挖空 → 很可能是负片；
- 在 CAM Editor 中右键该层 → Polarity → Set Negative。

设置完成后，原本“实心”的电源层会变成“只剩焊盘和过孔连接”，这才是真实情况。

第五步：叠加钻孔数据，检查孔环（Annular Ring）

导入.drl文件后，系统会自动生成钻孔圆点。你需要确认每个通孔是否准确落在焊盘中心。

操作：
- 显示 Top Copper 和 Drill 层；
- 放大典型过孔位置；
- 测量钻孔边缘到焊盘边缘的距离（即孔环宽度）；
- IPC-2221 标准要求最小0.1mm（约 4mil），低于此值存在断裂风险。

💡 提示：可用 CAM Editor 的“Measure”工具直接标距，也可运行 DRC 自动检测。

第六步：运行 DRC，揪出潜在制造缺陷

现在我们已经有了完整的多层模型，接下来要做一次全面体检。

在 CAM Editor 中：
- Tools → Design Rule Check；
- 加载预设规则模板（如 IPC Class 2）；
- 自定义参数：最小线宽=6mil，最小线距=6mil，最小焊盘=8mil；
- 执行检查，生成违规报告。

常见的 DRC 警告包括：
-Clearance Violation：走线太近，可能短路；
-Missing Drill：有焊盘但无对应钻孔；
-Overlapping Pads：多个焊盘重叠，易桥接；
-Insufficient Annular Ring：孔偏严重。

这些问题一旦流入生产，轻则返工，重则整批报废。

第七步：输出成果，交付审查或归档

最后一步，把结果固化下来。

常用输出方式：
-PDF 报告：截图 Top/Bottom 视图，附 DRC 列表，供团队评审；
-DXF 文件：导出外框和关键结构，用于机械比对；
-ODB++ 或 IPC-2581：高级格式，可用于下游 MES 系统；
-保存 .cam 文件：保留项目配置，方便下次复查。

📌 建议做法：

每次处理完一组 Gerber，都打包输出三个文件：
1.review.pdf—— 图文并茂的审核报告；
2.structure.dxf—— 机械工程师可用的轮廓图；
3.project.cam—— 可继续编辑的工程文件。

常见坑点与避坑秘籍

别以为按流程走就能一帆风顺。实际工作中，总会遇到各种“玄学问题”。

🛑 问题1：层严重错位，怎么都对不上

原因排查清单：
- ✅ 单位是否一致？（mm vs inch）
- ✅ Zero Suppression 设置错误？（应为 Trailing，误设为 Leading）
- ✅ 文件本身就有偏移？（某些 EDA 工具导出时坐标原点异常）

解决方案：
- 用 GC-Prevue 打开同一组文件，交叉验证；
- 导出时强制重置原点（Origin）为绝对零点；
- 手动输入偏移量补偿（Offset X/Y）。

🛑 问题2：阻焊层显示异常，明明该覆盖的地方没盖住

可能原因：
- 极性设置错误（本该 Positive 却设成了 Negative）；
- Aperture 定义缺失，导致图形解析失败；
- 文件损坏或编码格式异常（UTF-8 with BOM？）。

解决办法：
- 回到原始 EDA 软件重新导出，勾选“Embed Apertures”；
- 使用 CAM350 的 Repair 功能修复 aperture table；
- 用记事本打开文件，检查开头是否有乱码。

🛑 问题3：无法识别网络连接，怀疑是断路

真相：

Gerber 本来就没有 Netlist！你看到的“连续走线”只是视觉上的连接，系统并不知道哪两个焊盘属于同一个网络。

应对策略：
- 结合实物板子做飞针测试（Flying Probe Test）补全连通性；
- 使用 AI 辅助工具（如 PCBReverse）尝试自动提取网络；
- 对于标准接口（如 USB、Ethernet），可根据布线走向推测功能。

高阶玩法：从“看得到”到“看得懂”

当你熟练掌握基本流程后，就可以进阶做一些更有价值的事。

✅ 生产前审核：拦截低级错误

很多打样失败源于一个简单疏忽：忘记更新某一层。通过对比新旧版本 Gerber，你可以快速发现：
- 新增元件未加阻焊开窗；
- 修改后的走线未同步到底层；
- 钻孔文件遗漏非金属化孔。

这类问题在 EDA 软件里很难察觉，但在 CAM 中一眼就能看出。

✅ 逆向工程：复现老产品设计

对于停产多年的设备，Gerber 文件可能是唯一的“数字遗骸”。通过以下步骤可部分恢复设计意图：
1. 提取所有焊盘坐标，聚类分析形成“疑似元件区域”；
2. 根据引脚间距和排列方式，推断封装类型（SOIC、QFP、BGA…）；
3. 结合钻孔分布，判断信号层与电源层划分；
4. 输出 DXF 并导入 KiCad，手动重建原理图连接。

虽然耗时，但对于备件生产和国产替代意义重大。