PCB Gerber

一块PCB经历从开始的与板厂的叠层线宽沟通，到PCB布局，再到布线，确定好PCB是否需要使用什么特殊工艺，最后PCB设计完成之后，就需要把设计文件发给板厂，让它制作成PCB。当然我们并不是直接把PCB的设计文件，比如Allegro的.brd文件发给板厂的。而是把Gerber(光绘)文件发送到板厂，这样就可以进行PCB制作了。那么Gerber文件都有哪些东西呢？

一般Gerber通常包含这么几种文件：1. 每一层的铜皮走线对应的.art文件。2. 上下表面的丝印层(Silkscreen)。3. 上下表面的阻焊层(Soldermask)。4. 钢网层(Pastemask)。5. 钻孔文件（包含所有钻孔的坐标位置 .drl文件)。这些其实对于制作一块PCB来说已经足够了。首先每一层的光绘文件，这个很好理解。要制作PCB，当然要知道你的每一层的线的样子才能做对吧。然后丝印层，板厂最后生产出来的PCB，最后需要贴上元器件，而贴元器件需要有丝印位号。阻焊层，PCB最后会在表面附上绿油，但是有焊盘的地方，绿油是需要开窗处理的，组焊层就是告诉厂家在哪里开阻焊。钢网层，在PCB进行贴片之前需要制作一个钢网，把需要刷锡膏的焊盘露出来，不需要刷锡膏的地方挡住，这就是钢网的作用。这样一次就能完成所有焊盘的上锡。钻孔层，PCB上几乎都有过孔，厂家需要知道在每一个孔的坐标位置。下图1 是一个10层板的Gerber的例子，工程上习惯把第一和最后一层叫做TOP和BOTTOM而不用L1和L10来表示。

图1 Gerber常见文件构成

打开Gerber文件一般在CAM350里面打开查看。当你把Gerber发给板厂之后，一般过个一天板厂就会给你发EQ(工程确认)了，就是在检查你的Gerber之后，可能板厂会有一些疑问点跟PCB Layout工程师确认。几乎每个PCB都会收到或多或少的EQ问题。等完成EQ，那就等着PCB出来吧。接下里就可以贴片了。但是前提是你已经把物料都备齐咯。最后可能为了贴片，还需要单独发给SMT厂商一份器件的坐标文件，用于贴片机贴片。一个PCB的设计流程基本就是如此了。中间可能会用到的设计相关软件比如Allegro，Polar，CAM350，当然需要在平时实战中积累经验，多用自然就会熟练了。

接下来又想谈一个体外话吧，关于PCB Layout工程师的进阶。Layout工程师第一个阶段当然是对上面那些设计软件熟练，然后熟悉PCB的工艺规则，并且积累一定的经验。Layout工程师再往上深入的话，其实往信号完整性（SI）方向发展是比较好的。PCB有很多外包，包括因为工作原因我也接触过很多外包公司的Layout工程师，其实Layout如果不深入到SI领域，那Layout确实是一个体力活，天花板其实不高。当然每次看到一些Allegro快捷键用的出神入化的资深layout工程师画板也是一种视觉冲击。但是作为一个有技术追求的人还是向着SI去发展吧。

做SI的工程师，还有很多公司的硬件工程师，基本入门都是两本书：Eric的信号完整性分析（听说都出到第三版了），和Steph的高速数字系统设计。这就相当于考托福雅思的红宝书。都可以把这两本叫做蓝宝书了，因为它们都是蓝色封皮，哈哈。后面我也想写点关于SI/PI（信号完整性/电源完整性）的内容。毕竟现在做的电路板，高速数字接口几乎都会碰到，什么PCIe啦，什么USB啦，什么以太网啦等等。所以SI/PI也变得越来越重要。你遇到过一根线布的太长，导致接口无法工作的情况嘛？布多长合适呢？这都是信号完整性要回答的问题。讲真，现在对于一名国内的硬件工程师来说，刨去经验性的设计积累，纯粹的技术性的理论基础，并且平时用的还比较多的，我觉得现在最重点的基本就是：1. 信号完整性理论。2. 射频理论。3. 运放，模数，数模信号链技术。4. 高功率电路。 1和2是有相似之处的，1其实是2演变出来的，可以这么说。

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