准备制造数据

概览

在 Altium Designer 中准备制造数据时,需要选择合适的输出格式,并配置文件以满足 PCB 制造商的要求。本文介绍了可用的制造输出(Gerber RS-274X、Gerber X2、ODB++、IPC-2581、数控钻孔、板层堆叠报告、打印类输出和制造测试点报告),说明了 Gerber RS-274X 与 Gerber X2 之间的区别,并详细介绍了各类输出的设置选项。继续阅读,助您更有把握地准备制造输出。

- 了解如何通过输出作业文件或直接在 PCB 编辑器中生成制造输出。
- 了解 Gerber X2 提供的额外制造数据,以及其对 Gerber RS-274X 的向后兼容性。
- 探索 Gerber RS-274X、Gerber X2、ODB++、IPC-2581、数控钻孔、板层堆叠报告和制造测试点报告输出的配置选项。
使用 AI 深入了解:

无论是单独生成文件还是通过输出作业文件生成,均可使用多种 PCB 设计制造文件格式 ,包括:

  • Gerber RS-274X 和 Gerber X2

  • ODB++

  • IPC-2581

  • NC 钻孔

  • 板层堆叠报告

  • 打印输出: 复合钻孔图、钻孔图/导引图、最终底图打印、电源平面打印、阻焊/锡膏掩膜打印。

  • 制造测试点报告

在提供制造设计所需的输出文件之前,建议先咨询您的 PCB 制造商,确认其要求。

可通过当前输出作业文件的 Fabrication Outputs 区域中 [Add New Fabrication Output] 控件的菜单,或通过主菜单的 Edit » Add Fabrication Outputs 子菜单,将制造输出添加到该文件中。

输出作业文件有助于简化设计输出的准备工作,并可随后通过高完整性的项目发布流程生成这些输出。此外,也可以使用 File » Fabrication Outputs 子菜单中的命令,直接从 PCB 编辑器生成当前 PCB 设计的制造输出。
对于 NC 钻孔、Gerber、Gerber X2 和 ODB++ 输出,会分别为所有顶面沉孔和所有底面沉孔生成文件,而不是为每种沉孔类型单独生成文件。

生成 Gerber 制造数据

Gerber RS274X 格式(也称为扩展 Gerber 或 GerberX)的每个文件都对应于实际电路板中的一个层,例如元件丝印层、顶层信号层、底层信号层、阻焊层等。此文件格式包含光圈定义、绘制和闪光命令的 XY 坐标位置,以及 PCB 制造所需的其他信息。

Gerber X2 是 Gerber RS-274X 标准的直接演进版本,具有大幅改进,并增加了大量用于 PCB 制造和装配的数据。与 RS-274X 标准相比,Gerber X2 格式包含层堆叠定义、焊盘和过孔属性等关键信息。Gerber X2 格式的一项主要优势是向后兼容旧版 Gerber RS-274X 标准。由于它是一种多文件标准,尚未采用新标准的目标制造商/装配厂可以根据需要提取传统 Gerber 文件元素。对于不愿大幅变更制造文件格式的用户,或设备和软件缺乏灵活性的制造商而言,这可能是一项显著优势。

采用 Gerber X2 格式向制造商和装配厂传递电路板设计数据的总体优势在于,其文件集中包含丰富的制造数据,并且向后兼容先前的标准,从而提供了一条低风险的升级路径。如果在 CAD-CAM 链的两端均全面实施该格式,就可以在很大程度上消除与数据误读、文件错误和数据解读不一致有关的风险。简而言之,Gerber X2 和 IPC-2581 格式代表了新一代从电路板设计到制造的数据传输方式。

实用链接:

如果电路板上有孔,还需要使用相同的单位、分辨率和胶片位置设置生成 NC 钻孔文件。

将项目 PCB 文件设为当前文档后,可通过主菜单选择 File » Fabrication Outputs » Gerber Files 或 File » Fabrication Outputs » Gerber X2 Files,生成 Gerber 文件集。这将打开相应的 Gerber Setup 或 Gerber X2 Setup 对话框,您可以在其中定义绘制层以及导出过程中应用的常规配置。有关这些对话框所提供选项和控件的详细信息,请参阅下面的可折叠部分。

本页介绍如何使用 Gerber Setup 和 Gerber X2 Setup 对话框准备 Gerber 文件;在高级设置对话框中启用 UI.Unification.GerberDialog 选项后,即可使用这些对话框。

禁用 UI.Unification.GerberDialog 选项时,将使用旧版Gerber 设置和 Gerber X2 设置对话框生成 Gerber 文件。

Gerber Setup 和 Gerber X2 Setup  对话框
Gerber Setup 和 Gerber X2 Setup 对话框

输出将生成在 Project Options 对话框的选项选项卡上 Output Path 字段所定义的位置。生成的文件名将包含 PCB 文档的名称。

生成的文件将添加到项目中,并显示在项目面板的 Generated\CAMtastic! Documents 和 Generated\Text Documents 文件夹下。

将 Gerber 和 ODB++ 文件导入 CAM 编辑器时,如果导入的文件缺少层颜色信息,现在会根据层类型分配层颜色(例如,顶层信号层为红色,底层信号层为蓝色等)。

生成的 Gerber 输出还会作为复合 CAM 文档打开,该文档可以编辑和/或保存到当前项目中,并通过 CAMtastic 面板进行管理。

要指定是否在 Altium Designer 中自动打开生成的 CAM 输出,请在 Project Options 对话框(Project » Project Options)的选项选项卡上启用 Open outputs after compile 选项。

生成 ODB++ 制造数据

ODB++ 是一种 CAD 到 CAM 的数据交换格式,用于印制电路板的设计和制造。该格式最初由 Valor Computerized Systems, Ltd. 开发, 作为一种开放式数据库,可在 PCB 设计软件与 PCB 制造商使用的 Valor CAD-CAM 软件之间交换更丰富的信息。

ODB++ Setup 对话框提供了用于全面配置 ODB++ 文件输出选项的控件。可通过以下任一方式访问该对话框:

  • 在输出作业配置文件(*.OutJob)中使用 ODB 输出生成器。运行已配置的输出生成器时,即会生成输出。
  • 在当前活动的 PCB 文档中,单击 File » Fabrication Outputs » ODB++ Files。在对话框中单击 OK 后,将立即生成输出。
直接从 PCB 生成输出时,在 ODB++ Setup 对话框中定义的设置与输出作业配置文件中为同一输出类型定义的设置彼此独立。前者的设置存储在工程文件中,后者的设置则存储在输出作业配置文件中。

从嵌入式拼板生成

从包含嵌入式拼板的 PCB 设计生成 ODB++ 输出时,适用以下说明:

  • 系统会自动分析设计,检查层叠违规情况。
  • 翻转的嵌入式板将以翻转状态显示其层叠。
  • 不同的中间信号层和内电层仍可显示在同一个中间层面板上。
  • 中间信号层和内电层可以相互翻转。

从 PCB 设计生成 ODB++ 输出时,将导出所有已启用绘图的层上的全部对象。如果只想导出板框内的设计对象,请确保所有包含此边界之外对象的附加层均已禁用绘图。

生成的 ODB++ 文件的位置

生成文件的输出路径取决于输出的生成方式:

  • 通过 OutputJob 文件生成——生成的文件存储在项目文件夹内的一个文件夹中。命名方式和文件夹结构由 ODB++ 输出所指向的 Output Container 定义。
  • 直接从 PCB 生成——输出路径在项目选项 - 选项对话框中指定。默认情况下,输出路径设为项目文件所在文件夹下的一个子文件夹,名称为 Project Outputs for <ProjectName>。可根据需要更改输出路径。如果在 Options 选项卡中启用了为每种输出类型使用单独文件夹的选项,则 ODB++ 文件将写入下一级子文件夹,名称为 ODB++ Output。

自动打开生成的 ODB++ 输出

生成 ODB++ 输出时,可以指定在新的 CAM 文档中自动打开输出。具体操作方式取决于输出的生成方式:

  • 通过 OutputJob 文件生成——在 Output Job Options 对话框中启用 ODB++ Output 自动加载选项(从 OutputJob 编辑器中选择 Tools » Output Job Options)。
  • 直接从 PCB 生成——确保在 Project Options 对话框(Project » Project Options)的 Options 选项卡上启用了 Open outputs after compile 选项。

生成 IPC-2581 制造数据

IPC-2581 与现有的 ODB++ 格式相关,是由 Institute for Printed Circuits IPC-2581 联盟于 2004 年制定的一项开源标准,之后经过完善,推出了最新的 A 版和 B 版(IPC-2581A/B)。

该标准作为传统制造输出数据的替代方案,已逐渐得到更广泛的认可。传统制造输出数据通常由一组 Gerber、钻孔、BOM 和文本文件等组成。以往之所以需要复杂的制造文件组合,是因为传统 RS-274x Gerber 格式存在固有限制,缺少层叠、钻孔信息、网表数据(电气连接)和 BOM 信息的定义。

IPC-2581 标准的正式名称为“Generic Requirements for Printed Board Assembly Products Manufacturing Description Data and Transfer Methodology”,它提供了一种基于 XML 的单文件格式,包含丰富的电路板制造数据,从层叠详细信息到完整的焊盘、布线、元件信息以及物料清单(BOM)。

单个 IPC-2581 XML 文件可包含:

  • 用于 PCB 各层蚀刻的铜图形信息。
  • 电路板层叠信息(包括刚性和柔性区域)。
  • 用于裸板和在线测试的网表。
  • 用于采购和装配(贴片)的元件物料清单。
  • 制造和装配说明及参数。

采用 IPC-2581 格式向制造厂和装配厂传输电路板设计数据,其潜在优势主要在于这种定义明确、内容详尽的单文件格式能够被传输链两端充分理解。建立有效的 CAD-CAM 数据交换体系后,便能在很大程度上消除数据误解、文件错误以及 Gerber 解读差异所带来的风险。简而言之,IPC-2581 和 Gerber X2 格式代表了新一代从电路板设计到制造的数据传输方式。

实用链接:

要在 Altium Designer 中使用 IPC-2581 功能,必须安装 IPC2581 软件扩展。此扩展默认随 Altium Designer 一同安装,也可以手动安装或移除。

有关管理扩展的更多信息,请参阅 Extending Your Installation 页面(Altium Designer Develop、Altium Designer Agile、Altium Designer)。

将项目 PCB 文件加载为活动文档后,可从主菜单中选择 File » Fabrication Outputs » IPC-2581 来生成 IPC-2581 文件。此操作将首先打开 IPC-2581 Configuration 对话框,您可以在其中指定要使用的 IPC-2581 标准版本(A 或 B),以及导出过程中采用的计量单位和浮点数精度。

在 IPC-2581 Configuration 对话框中定义导出设置。
在 IPC-2581 Configuration 对话框中定义导出设置。

精度设置决定了生成的符合 IPC-2581 标准的文件中数据的位置和尺寸精度,如下图所示。

IPC-2581 文件的同一部分,精度分别设为 2(左)和 6(右)。
IPC-2581 文件的同一部分,精度分别设为 2(左)和 6(右)。

基于 XML 的 IPC-2581 文件将导出到项目选项对话框的选项选项卡上 Output Path 字段所定义的位置。文件将采用 <PCBDocumentName>.cvg 格式命名。

生成的文件将添加到项目中,并显示在项目面板的 Generated\Text Documents 文件夹下。

生成 NC 钻孔制造数据

钻孔文件用于在电路板制造过程中对 PCB 进行钻孔。NC 钻孔文件的输出选项通过 NC Drill Setup 对话框进行配置。

NC Drill Setup  对话框
NC Drill Setup 对话框

可通过以下任一方式访问 NC Drill Setup 对话框:

  • 在 OutputJob 配置文件(*.OutJob)中使用 NC 钻孔输出生成器。运行已配置的输出生成器时,即会生成输出。
  • 在当前活动的 PCB 文档中,单击 File » Fabrication Outputs » NC Drill Files。在对话框中单击 OK 后,将立即生成输出。
直接从 PCB 生成输出时,在 NC Drill Setup 对话框中定义的设置,与在 OutputJob 配置文件中为同一输出类型定义的设置彼此独立。前者的设置存储在工程文件中,后者的设置则存储在 OutputJob 配置文件中。

NC 钻孔文件应采用与 Gerber 文件相同的格式创建。 否则,钻孔位置可能与焊盘/过孔位置不匹配。例如,如果 Gerber 文件已配置为使用 4:3 格式,则相应的 NC 钻孔文件也应使用相同格式。 如果生成 Gerber 文件时,胶片上的坐标位置设置为使用绝对原点或相对原点,则生成 NC 钻孔文件时最好使用相同的原点参考。

生成的 NC 钻孔文件

Filename Description
FileName.DRL 二进制格式的钻孔文件。对于包含盲孔和/或埋孔的多层 PCB,将为每个层对创建一个具有唯一文件扩展名的独立钻孔文件。
FileName.DRR 钻孔报告——详细列出刀具分配、孔径、孔数和刀具行程。
FileName.TXT ASCII 格式的钻孔文件。对于包含盲孔和/或埋孔的多层 PCB,将为每个层对创建一个具有唯一文件扩展名的独立钻孔文件。
FileName-Plated.TXT ASCII 格式的钻孔文件,专用于 PCB 设计中的金属化孔。将为每种孔类型(槽孔、方孔或圆孔)创建独立的文件。
FileName-NonPlated.TXT ASCII 格式的钻孔文件,专用于 PCB 设计中的非金属化孔。将为每种孔类型(槽孔、方孔或圆孔)创建独立的文件。
FileName-BoardEdgeRout.TXT ASCII 格式的铣削文件,专用于板框,包括板内挖空。
FileName.LDP ASCII 格式的钻孔层对报告。CAM 编辑器使用此文件来检测盲孔和埋孔。

生成后,输出将添加到工程中,并显示在 Projects 面板的 Generated 文件夹下一个具有相应名称的子文件夹中。如果为每种输出类型使用了独立的文件夹,则相应的(独立) Generated 文件夹将添加到 Projects 面板中(例如 Generated (NC Drill Output))。

生成的 NC 钻孔文件的位置

生成文件的输出路径取决于输出的生成方式:

  • 从 OutputJob 文件生成——生成的文件存储在工程文件夹内的一个文件夹中。命名方式和文件夹结构由 NC 钻孔文件输出所指向的 Output Container 定义。
  • 直接从 PCB 生成——输出路径在 工程选项 – 选项对话框中指定。默认情况下,输出路径设置为工程文件所在文件夹下名为 Project Outputs for <ProjectName> 的子文件夹。可根据需要更改输出路径。如果已在 Options 选项卡中启用为每种输出类型使用独立文件夹的选项,则 NC 钻孔文件将写入下一级名为 NC Drill Output 的子文件夹中。

自动打开生成的 NC 钻孔输出

生成 NC 钻孔输出时,可以指定在新的 CAM 文档中自动打开输出。具体操作方式取决于输出的生成方式:

  • 从 OutputJob 文件生成——在 Output Job Options 对话框中启用 NC Drill Output 自动加载选项(通过 OutputJob Editor 中的 Tools » Output Job Options 打开)。
  • 直接从 PCB 生成——确保已在 Project Options 对话框(Project » Project Options)的 Options 选项卡上启用 Open outputs after compile 选项。

生成板层叠报告

Altium Designer 支持生成 Excel 格式(<PCBDocumentName>.xls)的 Board Stack Report,汇总已定义的层叠以及层叠中使用的各层(包括层名称、材料、厚度和介电常数)。报告还会汇总每个层叠的高度。板层叠报告的输出选项通过 Layer Stack Report Setup 对话框进行配置,您可以在其中指定计量单位以及要在报告中显示的列。

Layer Stack Report Setup 对话框
Layer Stack Report Setup 对话框

在 高级设置对话框中启用 PCB.ModernBoardStackGenerator 选项后,即可使用上述 Layer Stack Report Setup 对话框。禁用此选项后,将提供 Layer Stack Report Setup 对话框,您只能在其中指定报告的计量单位(​​​​​)。

生成打印类制造数据

以下输出均为打印类输出,其页面及页面上的层具有预定义设置:

  • Composite Drill Guide - 为源 PCB 文档生成预定义的复合钻孔图。
  • Drill Drawings - 为源 PCB 文档生成一组预定义的钻孔图和钻孔导引图。
  • Final - 为源 PCB 文档生成一套完整的预定义最终制版打印图。
  • Mask Set - 为源 PCB 文档生成预定义的阻焊层/锡膏层图。
  • Power-Plane Set - 为源 PCB 文档生成预定义的电源平面图。

打开 Print 对话框以检查和调整输出配置。

有关更多信息,请参阅 配置 PCB 打印输出 页面。

生成制造测试点报告

制造测试点报告生成器会生成一份报告(txt、csv 和/或 IPC-D-356A 格式),列出所有已设置为制造测试点的焊盘和过孔。

有关在 PCB 设计中分配测试点的更多信息,请参阅 在电路板上分配测试点 页面。

测试点报告支持嵌入式拼板。从包含多个嵌入式拼板的 PCB 文档导出时,会生成多个 IPC-D-356A 网表文件。

制造测试点报告的输出选项通过 Fabrication Testpoint Setup 对话框进行配置。

Fabrication Testpoint Setup 对话框
Fabrication Testpoint Setup 对话框

制造测试点报告仅使用焊盘和过孔的 Fabrication 测试点设置,而 装配测试点报告仅使用 Assembly 测试点设置。请注意,用于配置装配制造报告的 Assembly Testpoint Setup 对话框与 Fabrication Report Setup 对话框具有相同的选项。

生成的制造报告文件

所有生成的测试点文件均先按类型(Fabrication 或 Assembly)命名,再接文件名。例如:Fabrication Testpoint Report for BoardFileName。根据启用的 Report Formats,使用以下文件扩展名:.txt、.CSV、.IPC(请注意,这是一个 ASCII 文件)。

生成的制造报告文件的位置

生成文件的输出路径取决于输出的生成方式:

  • 从 OutputJob 文件生成——生成的文件存储在项目文件夹内的文件夹中。命名方式和文件夹结构由测试点输出所指向的 Output Container 定义。
  • 直接从 PCB 生成——输出路径在 项目选项 - 选项对话框中指定。默认情况下,输出路径设置为项目文件所在文件夹下的一个子文件夹,其名称为:Project Outputs for ProjectName。可根据需要更改输出路径。如果在 Options 选项卡中启用了为每种输出类型使用单独文件夹的选项,则测试点文件将写入名为 Testpoint Output 的下一级子文件夹。

自动打开生成的制造报告输出

生成测试点输出时,您可以指定在新的 CAM 文档中自动打开输出。具体操作方式取决于输出的生成方式:

  • 从 OutputJob 文件生成——在 Output Job Options 对话框中启用 IPC-D-356A Output 自动加载选项(从 OutputJob 编辑器中选择 Tools » Output Job Options)。
  • 直接从 PCB 生成——确保已在 Project Options 对话框(Project » Project Options)的 Options 选项卡上启用 Open outputs after compile 选项。

通过输出作业文件输出制造文件

要在项目的 Output Job 配置文件中包含制造文件输出,请点击 Fabrication Outputs 部分下的 [Add New Fabrication Output],然后从菜单中选择输出类型,并从相应的子菜单中选择所需的数据源。


在 Output Job 文件的 Fabrication Outputs 中配置制造输出。 此处展示的是 Gerber X2 文件的示例。

运行 OutJob 时,无论是手动运行,还是作为项目发布流程的一部分运行,都会根据相应输出容器中定义的设置生成制造输出。

在已配置的 OutJob 中准备制造输出。
在已配置的 OutJob 中准备制造输出。

直接从 PCB 生成制造输出时,在相关对话框中定义的设置与 OutputJob 配置文件中为同一输出类型定义的设置彼此独立。前者的设置保存在项目文件中,后者的设置则保存在 OutputJob 配置文件中。
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