對于新手電子工程師,特別是沒接觸過PCB打板的,在聽到Gerber文件、阻焊開窗、綠油黑油、開鋼網(wǎng),導(dǎo)出Gerber文件發(fā)給板廠,講這些術(shù)語的時候是不是有些懵逼,不用怕。下面我將對Gerber文件進(jìn)行分析,其他的也都會有提到,大家看完估計也就明白是怎么回事了。
先用AI回答Gerber是什么:PCB(Printed Circuit Board,印刷電路板)的Gerber文件是一種標(biāo)準(zhǔn)的文件格式,用于描述PCB的各層圖形信息。Gerber文件是制造PCB的關(guān)鍵文件,它包含了所有必要的信息,使得PCB制造商能夠準(zhǔn)確地生產(chǎn)出設(shè)計者所期望的電路板。
下面我來講人話,以一份開源文件進(jìn)行舉例分析(歡迎大家一起交流,如有不當(dāng)之處懇請請大家評論區(qū)指出,以便及時更正)。
1.?如何導(dǎo)出Gerber文件
在PCBLayout完成,DRC檢查無誤后導(dǎo)出。
在導(dǎo)出Gerber文件時有兩個選項:
一鍵導(dǎo)出:根據(jù)默認(rèn)的設(shè)置,把全部的層和圖元都導(dǎo)出,不包含鉆孔表和獨立的鉆孔信息文件。
自定義配置:根據(jù)自行的需要進(jìn)行修改配置。支持鉆孔信息和鉆孔表;支持新增不同的配置在左側(cè)列表;支持選擇導(dǎo)出的圖層;圖層鏡像;支持選擇導(dǎo)出的圖元對象。導(dǎo)出的時候選擇一個配置進(jìn)行Gerber導(dǎo)出。
一般來說,直接一鍵導(dǎo)出就可以了。不必要糾結(jié)自定義配置里面的功能。
其他軟件也都有Gerber導(dǎo)出功能,這里就不一一細(xì)講了。
2.?Gerber文件分析
我用的是嘉立創(chuàng)DFM進(jìn)行分析(也可以用其他的Gerber查看器,或者CAM工具查看編輯),分析每一層對應(yīng)什么含義,在實物中又是對應(yīng)的電路板哪一層。
2.1.?圖層表格說明
2.2.?感性分析
下面以頂層的絲印層、阻焊層、助焊層、頂層銅箔層進(jìn)行分析,形成一個直觀的感受。
2.2.1.?2D仿真圖頂層:
2.2.2.?頂層線路層
2.2.3.?頂層阻焊層(綠色的這一些)
阻焊層其實還可以叫開窗層、綠油層,它的英文名- solder mask。它是指pcb上要鋪綠油的地方,而這阻焊層使用的是負(fù)片輸出,所以在阻焊層的形狀映射到板子上以后,并不是上了綠油阻焊,反而是露出了銅皮。露出銅皮,我們會習(xí)慣性叫開窗。
即這張圖綠色的部分不會蓋上油墨,沒有綠色的部分就會蓋上油墨,對照仿真圖也可以看出。
2.2.4.?助焊層(也叫錫膏層)(藍(lán)色的這部分):
藍(lán)色的部分會刷一層錫膏,同時可以看到在同一個焊盤位置,助焊層比阻焊層要略小一點。
2.2.5.?頂層絲印層
黃色部分是絲印層。
此處要提一下底層絲印層,Gerber文件如下圖所示(注意:底層絲印層在預(yù)覽時看起來就是反的,這樣印刷在實物上就是正的(和PCBlayout時看底層的器件和絲印都是反的是一個道理)。如果底層絲印預(yù)覽時是正的(其實是不對的),那印刷在電路板上的時候就是反的):
2.2.6.?小結(jié)
過孔層、內(nèi)層、底層就不放圖片展現(xiàn)了,大家可以打開一份Gerber文件自己進(jìn)行分析(可以自己畫完PCB板后導(dǎo)出Gerber文件,也可以問前輩要一份嘛,站在前人的肩膀上才能成長的更快。題外話題外話,哈哈)。大家Gerber分析后,可以直接打板,如果批量的還建議進(jìn)行可制造性分析。
3.?不同板層Gerber的區(qū)別
對于Gerber文件,高多層PCB板的Gerber會比單雙層PCB板的Gerber要多一些內(nèi)層文件。
最后再簡單講一下1層,2層,4,6,8等等層電路板的區(qū)別。
首先,高多層PCB的層數(shù)通常在4層以上,甚至可以達(dá)到20層或更多。這些額外的層數(shù)允許更高的布線密度和更復(fù)雜的電路設(shè)計,適用于需要高速信號傳輸和高頻應(yīng)用的場景。相比之下,單層和雙層PCB的布線密度較低,適合簡單電路和低速信號傳輸。
其次,高多層PCB的電氣性能優(yōu)異。多層結(jié)構(gòu)可以優(yōu)化電源和地平面的設(shè)計,減少信號干擾和電磁兼容性(EMC)問題,確保信號完整性。單層和雙層PCB在這方面的能力有限,通常不適用于高性能和高可靠性的應(yīng)用。(在降低寄生電感和減小布線空間這一塊,我喜歡用JLC的6層板的盤中孔工藝,此工藝不僅提高我的電路板性能,且不加價,大家有其他各種現(xiàn)在的新工藝也可以提出來,大家伙們都來學(xué)習(xí)一下)。
在熱管理方面,高多層PCB也具有優(yōu)勢。多層結(jié)構(gòu)可以通過內(nèi)層設(shè)計優(yōu)化散熱路徑,提高散熱效率,適合高功率和高熱量的應(yīng)用。單層和雙層PCB的熱管理能力較弱,通常只能通過簡單的散熱設(shè)計來滿足需求。
制造工藝方面,高多層PCB的制造過程更加復(fù)雜,需要使用層壓、盲埋孔、盤中孔等先進(jìn)技術(shù),制造成本較高。而單層和雙層PCB的制造工藝相對簡單,成本較低,適合大批量生產(chǎn)和快速交付。綜上所述,高多層PCB與單層、雙層PCB在層數(shù)、布線密度、電氣性能、熱管理和制造工藝等方面都有區(qū)別。高多層PCB適用于復(fù)雜、面積小的應(yīng)用,而單層和雙層PCB則適用于要壓縮成本的應(yīng)用。
4.?最后閑談
現(xiàn)在市面上啊,很多人說PCBlayout是做拉線工的活,我是不贊同的,其實我想說,拿個四層板或者6層板無腦增加電源層和地層,然后把線連通,這確實是拉線工(大家不要噴我)。但是如果在高多層板上要考慮信號完整性、電源完整性、電磁兼容、上電時序這些?;蛘咴诶习宓囊笙?,使勁壓縮成本,空間和層數(shù)都壓縮(特別是消費類電子),這時候用單層板,雙層板。這些對于布局布線的要求其實是很高的,技術(shù)含量不差的,你們公司負(fù)責(zé)PCBLayout的是拉線工呢,還是穩(wěn)健的產(chǎn)品實現(xiàn)者?