一、文檔背景
在原 PCB 文件缺失或者損壞的情況下,想要利用 Gerber 文件生成 PCB 文件, 我們可以使用 Altium Designer 的強大功能來輕松實現這一功能,重新生成 PCB 文件以彌補損失。
Gerber 文件是用于制造印刷電路板(PCB)的標準文件格式之一。它包含了 PCB 設計的圖形信息,用于在制造過程中生成實際的電路板。Gerber 文件是一組文件,包含了 PCB 中每個層的信息。可以根據文件后綴來推斷其代表的意義,這里以 Altium Designer 生成的 Gerber 為例。
| GERBER 后綴 | 描述 |
| GTL | Top Layer(頂層) |
| G1,G2,etc | Mid-layer 1,2(中間信號層) |
| GP1, GP2,etc | Internal Plane Layer1,2(內電層) |
| GBL | Bottom Layer(底層) |
| GTO | Top Overlay(頂層絲印) |
| GBO | Bottom Overlay(底層絲印) |
| GTP | Top Paste MaSk(頂層助焊) |
| GBP | Bottom Paste Mask((底層助焊) |
| GTS | Top Solder Mask(頂層阻焊 ) |
| GBS | Bottom Solder Mask(底層阻焊) |
| GPT | Pad Master Top(頂層焊盤) |
| GPB | Pad Master Bottom(底層焊盤) |
| GKO | Keep Out Layer |
| GM1, GM2,etc | Mechanical Layer 1,2(機械層) |
| GD1, GD2, etc | Dril Drawing(鉆孔圖) |
| GG1, GG2, etc | Drill Guide(鉆孔向導) |
| GP1, GP2, etc | Internal Plane Layer1,2(內電層) |
表 1
二、轉換步驟
Altium Designer 自帶了一個類似 CAM350 的工具,叫 Camtastic。從 Gerber 到 PCB 的逆向工程,就由 Camtastic 工具來完成。
【文件】→【新的】→【CAM 文檔】

圖 1
導入 Gerber文件:【文件】→【導入】→【Gerber】將 Gerber 文件導入步驟一新建的 cam 文件中。

圖 2
此頁面中文件全部選中,點擊【打開】

圖 3
彈出【輸入 Gerber-選項】對話框,點擊【確定】

圖 4
可以看到日志提示,無警告無報錯,返回CAM 文檔。

圖5
導入鉆孔文件:【文件】→【導入】→【鉆孔】

圖 6
在路徑中選擇對應文件夾打開即可,點擊【確定】

圖 7
彈出【導入鉆孔數據】對話框,點擊【確定】

圖 8
可以看到日志提示,無警告無報錯,返回CAM 文檔。

圖 9
導入完成后,需要設置層的信息。【表格】→【層】

圖 10
必須在 CAMtastic 文檔中為所有Gerber層分配一個合適的層類型,檢查 Layers Table 的完整性和準確性。應將機械層設置為 Temporary。Altium Designer 生成的 Gerber 文件后綴及其代表的意義,來檢查 Gerber 導入后對應的 PCB 各層的關系是否正確。參考表 1 進行層分配工作。
左側的 Gerber 層必須和 Type 列中的 PCB 層正確映射。其中信號層的映射尤其重要:頂層/底層分別映射為Top/Bottom;中間信號層映射為 Internal;內電層映射為 Pos Plane/Neg Plane。除此之外,NC Drill 文件也需要正確映射到 Drill 層。

圖 11
檢查Layers Order Table:【表格】→【層順序】

圖 12
定義所有的信號層(包括 Top、Bottom、中間信號層及內電層)的物理順序。這一步也相當關鍵,如果存在盲、埋孔,這里定義錯誤的話會直接導致 PCB 導出的錯誤。記住,Top 層的 Physical Order 始終是1,其它層的順序按實際的板層結構依次類推,只有兩層板就是 Bottom 層的 Physical Order 是2。Physical Order 中的數字是不可以重復的。

圖 13
提取網表:【工具】→【網絡表】→【提取】即可訪問此步驟,該步驟取決于前面步驟的準確性。

圖 14
最后生成PCB:【文件】→【導出】→【輸出到 PCB】如果缺少 Net List 或其他信息,【輸出到 PCB】的菜單是灰色不能點擊的。

圖 15
至此基本完成了轉換功能,但是所有的元件已經分解成了線段,Overlay 上的 Designator 也不再是 Text。

圖 16
三、討論分析
將Gerber文件轉換為PCB文件時,可能存在一些弊端,主要是由于Gerber文件和PCB文件之間的本質差異。下面是一些可能的弊端:
● 信息損失: Gerber文件主要包含了PCB的圖形信息,但不包括原始設計中的所有細節和信息。轉換為PCB文件時,可能會丟失一些設計層面的原始數據、組件鏈接和規則約束等。
● 導入錯誤: 雖然有許多工具支持Gerber文件到PCB文件的轉換,但是由于文件格式的差異或特定設計工具的限制,可能會導致一些轉換錯誤。這可能包括圖形不準確、層堆棧錯誤等問題。
● 元器件信息缺失: Gerber文件通常不包含有關元器件的詳細信息,如元器件型號、規格等。在轉換為PCB文件時,這些信息可能需要手動進行添加。
● 缺少規則檢查: Gerber文件中沒有關于電氣規則的信息。在PCB設計中,通常有一些規則和約束,如電氣連接、信號完整性等。這些規則可能無法從Gerber文件中還原,需要重新定義。
四、結論
總體而言,將Gerber文件轉換為PCB文件可能會面臨一些挑戰,尤其是在嘗試修改電路設計或在新的PCB設計工具中重新利用設計時。在可能的情況下,最好是直接使用原始的PCB設計文件,以確保設計的完整性和可編輯性。如果原始設計文件不可用,轉換的過程可能需要一些手動調整和驗證。

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