Gerber 图层是独立的矢量图形文件。这些文件描述了印刷电路板 (PCB) 的外观。Gerber 文件包含了铜箔走线、阻焊层和丝印层等物理细节。PCB 制造商使用这些文件来控制每个生产步骤。您可以看到这些图层从上到下堆叠显示，底部图层会镜像翻转，以确保精确制造。
每个图层的单独文件
PCB 的每个实际部件都需要单独的 Gerber 文件。例如，顶层铜箔、底层铜箔、阻焊层涂料、白色丝印文字以及焊膏层都需要单独的文件。如果您的 PCB 是多层板，则还需要内层铜箔的文件！每一层都是一个独立的文件。这有助于工厂单独处理每个部件。
查看 Gerber 图层
使用专门的在线查看器查看这些文件时，软件会将它们从上到下堆叠显示出来。这就像透过一块透明玻璃板观察一样！这种视图可以帮助您检查焊盘、过孔和走线在所有层上是否正确对齐。在将文件发送给工厂进行生产之前，这一点至关重要。
正层与负层图像
Gerber 层使用正像或负像成像。正像层以填充区域显示铜的存在——这通常用于铜层，因为走线和焊盘看起来是实心的。负像层则相反——填充区域表示没有铜。阻焊层 Gerber 文件使用负像成像，这意味着填充区域表示铜暴露的开口。
图层命名规则和文件扩展名
标准的 Gerber 文件扩展名遵循一定的规律。顶层铜箔通常使用 .GTL，底层铜箔使用 .GBL，而阻焊层则使用 .GTS 和 .GBS。不同的软件工具采用不同的命名规则——例如，Kicad 的 Gerber 层使用一种方案，而 Altium 的 Gerber 层则使用另一种方案。了解这些规则有助于避免在组织制造包时出现混淆。
铜层
顶层铜层
顶层铜箔Gerber文件包含电路板上表面的所有导电结构，包括信号走线、元件焊盘、铜箔铺设以及过孔的顶部部分。导出Gerber层时，GTL文件定义了蚀刻后铜箔的剩余位置。
底层铜层
底部的铜箔层（Gerber文件）功能与顶层相同，只是位于电路板的背面。从顶部观察时，该层看起来是水平翻转的。所有背面的走线、焊盘和铜箔填充都位于该层中。
内部信号层
多层板在顶层和底层铜层之间包含内层Gerber文件。这些内层承载额外的信号或提供专用的布线空间。根据它们在堆叠层中的位置，可以将它们指定为G1、G2、G3等等。每个内层信号都需要单独的Gerber文件才能进行制造。
电源层和接地层
电源层和接地层通常采用负片成像。在这些内层 Gerber 文件中，填充区域表示铜的去除，而不是铜的存在。这种负片格式能够有效地描述大面积的铜层，并预留过孔和走线的空间。
铜层包含哪些成分
所有铜层都包含四种主要特征类型。走线是连接元件的细线。焊盘为元件引脚和焊点提供安装点。过孔在层间建立电气连接。铜层填充较大区域，用于电源分配、接地层或散热管理。
阻焊层
顶层阻焊层
顶层阻焊层 Gerber 文件描述了电路板上表面的保护涂层位置。该层的作用是防止组装过程中出现焊锡桥接，并保护铜导线免受氧化和物理损伤。
底部阻焊层
底部阻焊层的作用与顶层阻焊层相同，但它保护的是背面。两层阻焊层都遵循相同的负像印刷规范。
理解负像概念
焊锡掩膜层由于采用负像技术，常常令许多设计人员感到困惑。Gerber 焊锡掩膜文件中的填充区域表示开口——即不会涂覆焊锡掩膜的位置。这些开口会露出铜箔，以便进行元件安装和设置测试点。
阻焊层开口详解
电路板上所有需要裸露铜箔的地方都会出现阻焊层开口。元件焊盘需要开口以便焊接。测试点需要开口以便探针插入。边缘连接器需要裸露铜箔以便对接。您的设计软件会根据焊盘和过孔的位置自动生成这些开口。
阻焊层颜色和表面处理
Gerber 文件定义了焊锡孔的位置，而制造商则分别确定颜色和表面处理。绿色仍然是最常见的阻焊层颜色，但制造商也提供红色、蓝色、黑色、白色和其他颜色选择。无论选择哪种颜色，Gerber 文件的结构都保持不变。
丝印层
顶层丝网印刷层
顶层丝印 Gerber 文件包含印刷标记，这些标记在成品电路板上清晰可见。在绿色电路板上，该层通常显示为白色或黄色，但也会因阻焊层颜色选择的不同而有所变化。
底部丝网层
底丝网印刷与顶丝网印刷的作用相同，只是图案位于纸张背面。许多单面设计完全省略了这一层，因为它没有任何实际功能价值。
丝网印刷内容
您的丝网印刷 Gerber 层对于组装技术人员来说非常重要。
这一层包含很多内容，例如：
- 零件名称，例如 R1、C2 和 U3
- 二极管和电容器的极性标记。
- 主芯片的引脚 1 指示器。
- 公司自己的标志。
- 以及组装电路板的说明。
为什么底部丝网印刷看起来是镜像的
从上往下看 Gerber 文件时，底部的丝印层会呈现水平翻转。这种镜像处理确保在实际翻转电路板时，文字能够正确读取。
丝网印刷层可选时
您可以制造不含丝印层的PCB。对于设计简单的电路板、空间受限的电路板，或者标识会影响美观的产品，可以完全省略丝印。制造商通常接受缺少丝印的设计，不会提出异议。
焊膏层
顶层粘贴层
顶层焊膏掩模文件定义了用于自动涂覆焊膏的模板开口。该层仅出现在采用表面贴装技术 (SMT) 组装的设计中。
底层糊层
底部焊膏层的功能与顶部焊膏层相同，但它定义了底部 SMT 元件的钢网开口。
模板制造中的用途
制造商使用焊膏掩膜 Gerber 文件制作金属和塑料钢网。在 PCB 组装过程中，PCB 制造商将钢网对准电路板，然后用刮刀将焊膏通过钢网开口涂抹到焊盘上。
焊膏开口与阻焊层开口尺寸差异
焊膏层开口通常略小于相应的阻焊层开口。这种尺寸减小可以控制焊膏用量，防止焊膏过量导致桥接。有些设计会将较大的焊盘分割成多个较小的焊膏开口，以进一步减少焊膏用量。
SMT组装应用
只有需要自动化组装的电路板才需要焊膏层。仅采用通孔设计或手工组装的原型可以省略这些层。创建用于SMT生产的Gerber文件时，如果元件位于电路板的两面，则务必包含两层焊膏。
钻孔和布线层
镀层通孔钻锉
PTH钻孔文件指定镀层孔的位置和尺寸。这些孔在制造过程中进行铜镀层，从而在各层之间形成电气连接。元件引脚、过孔和测试点均使用镀层孔。
非镀层通孔钻锉
NPTH钻孔文件定义了不镀层的孔。安装孔、工具孔和机械部件通常使用不镀层的孔，以防止意外的电气连接。
通过钻孔层
PTH钻孔文件中的过孔具有特定用途——用于层间互连，而非元件安装。Gerber文件定义了铜层上的过孔焊盘尺寸，而钻孔层则指定了孔径。
盲埋钻探数据
先进的多层设计可能包含盲孔或埋孔。这些设计需要特殊的钻孔数据来指定每个通孔连接的层，从而增加了制造的复杂性和成本。
NC钻头锉刀与Gerber锉刀
钻井信息通常使用 Excellon 格式而非 Gerber 格式。这些 .drl 或 .txt 文件语法不同，但用途相同——告诉钻机在哪里钻孔以及使用多大尺寸的钻头。
Excellon格式详解
Excellon 格式以 ASCII 文本形式列出钻孔坐标和刀具分配信息。每个刀具编号对应一个特定的钻头直径。该文件格式起源于较早的数控钻床，但至今仍是行业标准。
机械层和文档层
电路板轮廓层
电路板轮廓层定义了PCB的物理尺寸和形状。如果没有这一层，制造商就无法确定如何从生产面板上布线。此Gerber文件通常带有.GKO或.GM1扩展名。
槽和切口的机械层
机械层描述了非电气特性，例如安装槽、用于显示器或连接器的大型开口以及复杂的电路板形状。您需要将这些机械层与标准 Gerber 层一起包含在您的制造包中。
禁入层
禁入层定义了组件或布线不能存在的限制区域。虽然这主要是一条设计规则，但制造商也可能要求设置此层，以便了解装配限制或面板布局要求。
文档层
文档层提供并非直接用于制造过程的易于理解的信息。这些信息可能包括尺寸标注、注释或装配说明，是对丝印信息的补充。
钻孔图图层
钻孔图以工程师易于理解的可视化格式显示孔的位置、尺寸和类型。该图层是对机器可读钻孔文件的补充，有助于制造商在生产前验证孔的位置。
制作说明和步骤
您可以将特殊的制造说明以文本或图形图层的形式添加进去。这些说明会详细说明材料、表面处理、测试要求或其他标准 Gerber 图层中未包含的制造细节。
专业 Gerber 层
装配层
装配层显示元件轮廓、参考标识符和位置信息。虽然与丝印类似，但装配层用于制造而非最终电路板标记。通常情况下，您需要将这些装配层与标准 Gerber 层分开导出。
V形切割/划痕层
V形切口层标明了制造商应在板材上划线的位置，以便于将其从面板上分离。这些斜切线允许沿着预定线切割板材，而无需使用铣刀。
金手指层
边缘连接器设计需要金指层，并明确规定哪些焊盘需要镀硬金。这种特殊的表面处理工艺为反复插拔的连接器提供了卓越的耐磨性。
边缘电镀层
边缘镀层用于识别需要镀铜的电路板边缘。该技术可在电路板周边形成导电表面，用于屏蔽或实现电气连续性。
测试点层
测试点层用于标识指定用于自动化测试的特定焊盘或过孔。此信息有助于制造商对测试夹具和飞针测试机进行编程。
层数和PCB复杂性
单层PCB Gerber文件
单层电路板设计所需的 Gerber 文件并不多。例如，通常只需要一个铜层、一个阻焊层、可选的丝印层、电路板轮廓和钻孔文件。因此，这种简单的电路板成本更低，生产速度也更快。
双层PCB Gerber文件
双层板在文件集中增加了底部铜箔、底部阻焊层以及可选的底部丝印层。这种配置适用于大多数业余爱好者和低复杂度的商业设计。
多层PCB Gerber文件
现在，我们来谈谈当你的PCB有多层时会发生什么！
当PCB板上的层数增加时，Gerber文件的大小也会相应增加。一块六层板需要顶层铜箔、四层内层铜箔和底层铜箔的文件，此外还需要阻焊层、丝印层和焊膏层的文件。一些非常复杂的设计甚至包含20层或更多层！每一层都需要单独的Gerber文件。
层数如何影响设计能力
这些额外的层提供了更大的布线空间。这意味着您可以将元件放置得更近，从而构建更复杂的电路。内层可用作电源和接地专用层。这可以提高信号质量，并有助于抑制电噪声。
基于层数的性能差异
更高的层数可以实现更精确的阻抗布线、更优的电源分配和更高的信号完整性。然而，这也会增加成本、制造时间和设计复杂性。您应该根据电气要求而非个人喜好来选择层数。
常见的 Gerber 层文件扩展名
| 图层类型 | 延期 | 意 |
| 顶铜 | .GTL | Gerber顶层 |
| 底铜 | .GBL | Gerber底层 |
| 顶层阻焊层 | .GTS | Gerber 顶部阻焊层 |
| 底部阻焊层 | .GBS | Gerber底部阻焊层 |
| 顶部丝印 | .GTO | Gerber 顶部覆盖层 |
| 底部丝网印刷 | .GBO | Gerber 底部覆盖层 |
| 顶级焊膏 | .GTP | 嘉宝牌牙膏 |
| 底部焊膏 | 。英镑 | Gerber 底部膏 |
| 董事会大纲 | .GKO | 格伯禁止入内 |
| 钻孔锉刀 | .DRL / .TXT | 钻孔数据 |
标准扩展
行业标准扩展名用于标识各层。例如，.GTL 表示顶层铜箔，.GBL 表示底层铜箔，.GTS 表示顶层阻焊层，.GBS 表示底层阻焊层，.GTO 表示顶层丝印层，.GBO 表示底层丝印层。内层则使用 .G1、.G2、.G3 等扩展名。
KiCad图层扩展
从 KiCad 导出 Gerber 图层时，软件会使用描述性扩展名。例如，.F.Cu 代表正面铜箔，.B.Cu 代表背面铜箔，.F.Mask 代表正面阻焊层，.B.Mask 代表背面阻焊层。这种命名规则提高了可读性，但与传统标准有所不同。
KiCad 使用了一种非常符合逻辑的命名系统，将图层名称直接包含在扩展名中。
- 铜： .F.Cu，.B.Cu
- 阻焊层： .F.Mask，.B.Mask
- 丝印： .F.丝绸，.B.丝绸
- 边缘切割： .Edge.Cuts
Altium Designer 图层扩展
Altium 通常遵循 Protel 标准，但使用 .GM1、.GM2 等作为扩展名。 机械层通常情况下，.GM1 用于棋盘轮廓，而不是 .GKO。
Eagle Layer 扩展
Eagle Gerber 图层导出文件使用 .cmp 表示顶层铜箔，.sol 表示底层铜箔，.plc 表示丝印层，.stc 表示阻焊层。这些扩展名源自较早的 PCB 术语。
- 顶级铜： .cmp
- 底部铜： .sol
- 顶部丝网印刷： .plc
- 顶部阻焊层： .stc
通用 .GBR 扩展名
有些软件会将所有图层导出为通用的 .gbr 扩展名。它们依靠文件名而非扩展名来识别图层。这种方法需要仔细组织文件并清晰命名，以避免混淆。
由于这些不同的扩展名造成的混乱，该行业创建了 格柏X2.
- 扩展： 每个文件都以 .GBR 结尾。
- 运作方式： 关于图层“是什么”的信息实际上是这样写的： 文件内的元数据.
- 受益： 完全不必担心接发的问题；制造商的软件会读取内部标签，自动识别发层。
分析 Gerber 层
使用 Gerber 查看器软件
免费的 Gerber 文件图层查看器工具可让您在生产前检查文件。这些应用程序可以显示单个图层或组合视图，帮助您验证设计意图。常用的工具包括在线 Gerber 文件查看器和可下载的桌面应用程序。
逐层检测流程
您应该逐层检查。例如，您需要核实走线宽度、间距和特征位置。检查铜层是否包含预期的布线，阻焊层是否具有合适的开口，以及丝印文字是否清晰可辨且位置正确。
比较图层以进行对齐
Gerber 图层对齐对于电路板的功能至关重要。使用查看器叠加多个图层，检查焊盘是否在铜层和阻焊层上对齐，过孔是否连接了预期的图层，以及钻孔是否正确地位于焊盘中心。
识别层功能
有时您会收到命名不明确的 Gerber 文件。Gerber 图层编辑器可以通过检查内容来帮助识别图层功能——铜箔层包含走线和焊盘，阻焊层显示负开口，丝印层显示文本和图形。
二维可视化与三维可视化
高级 Gerber 查看器提供 3D 可视化功能，可以显示电路板在制造后的实际外观。这种视角有助于识别 2D 视图中无法看到的间隙问题、元件冲突和外观缺陷。
常见图层相关问题
缺少必需图层
最常见的问题是制造包中缺少 Gerber 层。制造商如果没有电路板轮廓文件就无法继续生产。缺少阻焊层或钻孔文件会导致制造商对您的意图产生误解。提交之前，请务必确认您的封装包包含所有必要的层。
层极性错误
当正极层导出为负极层或反之亦然时，就会出现层极性错误。这种错误通常会影响阻焊层，错误的极性会导致电路板上的阻焊层覆盖方向颠倒——本应打开的地方涂覆了阻焊层，而本应涂覆的地方却打开了。
错位的图层
Gerber 文件中各层原点不一致会导致错位。这种情况发生在某些层使用同一坐标系，而其他层使用不同原点时。其结果是铜焊盘无法对准阻焊层开口中心，或者钻孔偏离预定焊盘位置。
图层命名不当
文件名含糊不清会导致混乱，并可能造成制造错误。当制造商无法确定哪个文件代表哪一层时，生产就会停滞，等待澄清。使用清晰、标准的命名规则可以避免这些延误。
阻焊层与焊膏层的混淆
设计师有时会将阻焊层和焊膏层混淆，提交的却是其中一种，而制造商实际需要的是另一种。阻焊层用于形成永久性电路板涂层，而焊膏层则用于创建组装用的临时模板。它们的用途截然不同。
Gerber 层管理最佳实践
确认所有必要层均已包含
发送文件前，请创建所需图层清单。最低要求包括顶层铜箔、电路板轮廓和钻孔文件。双层板需要底层铜箔，通常还需要两层阻焊层。SMT 设计需要焊膏层。多层板需要所有内部铜箔层。
使用一致的命名规则
采用清晰的命名规则，并在所有项目中保持一致。每个文件名中都应包含图层功能，如果必要，还可以包含项目名称。这种做法可以避免同时处理多个设计时出现混淆。
图层文档指南
创建一个简单的文本文件，列出所有包含的 Gerber 图层及其描述。此自述文件有助于制造商验证他们是否收到了完整的软件包，并了解您使用的任何非标准命名。
向制造商传达层需求
在最终确定用于PCB制造的Gerber层文件之前，请务必联系您的制造商。不同的制造厂对文件格式、命名和封装方式有不同的要求。遵守他们的要求可以避免生产延误。
提交前的质量检查
将完整的 Gerber 文件包加载到查看器中并进行全面检查。确认电路板尺寸符合设计意图。确认所有层都正确对齐。检查阻焊层开口是否露出预期的焊盘。确保丝印文字不与焊盘重叠或超出电路板边缘。检查钻孔的尺寸和位置是否正确。这些检查可以及时发现大多数 Gerber 层问题，避免其影响生产。
结语
每个 Gerber 层都针对 PCB 制造和组装的特定用途。顶层和底层铜箔 Gerber 文件定义了导电路径。阻焊层保护铜箔，同时暴露重要的连接点。丝印层指导组装和维护。焊膏层实现自动化焊锡涂覆。钻孔文件指定层之间的互连。这些 Gerber 格式的层共同为制造商提供了完整的电路板制造说明。
