Gerber 圖層是獨立的向量圖形檔。這些文件描述了印刷電路板 (PCB) 的外觀。 Gerber 文件包含了銅箔走線、阻焊層和絲網印刷層等物理細節。 PCB 製造商使用這些文件來控制每個生產步驟。您可以看到這些圖層從上到下堆疊顯示，底部圖層會鏡像翻轉，以確保精確製造。
每個圖層的單獨文件
PCB 的每個實際部件都需要單獨的 Gerber 檔案。例如，頂層銅箔、底層銅箔、阻焊層塗料、白色絲網文字以及焊膏層都需要單獨的文件。如果您的 PCB 是多層板，則還需要內層銅箔的文件！每一層都是一個獨立的文件。這有助於工廠單獨處理每個零件。
查看 Gerber 圖層
使用專門的線上檢視器查看這些文件時，軟體會將它們從上到下堆疊顯示出來。這就像透過一塊透明玻璃板觀察一樣！這種視圖可以幫助您檢查焊盤、過孔和走線在所有圖層上是否正確對齊。在將文件發送給工廠進行生產之前，這一點至關重要。
正層與負層影像
Gerber 層使用正像或負像成像。正像層以填充區域顯示銅的存在——這通常用於銅層，因為走線和焊盤看起來是實心的。負像層則相反－填充區域表示沒有銅。阻焊層 Gerber 檔案使用負像成像，這表示填充區域表示銅暴露的開口。
圖層命名規則和檔案副檔名
標準的 Gerber 檔案副檔名遵循一定的規律。頂層銅箔通常使用 .GTL，底層銅箔使用 .GBL，而阻焊層則使用 .GTS 和 .GBS。不同的軟體工具採用不同的命名規則——例如，Kicad 的 Gerber 層使用一種方案，而 Altium 的 Gerber 層則使用另一種方案。了解這些規則有助於避免在組織製造包時出現混淆。
銅層
頂部銅層
頂層銅箔Gerber檔案包含電路板上表面的所有導電結構，包括訊號走線、元件焊盤、銅箔鋪設以及過孔的頂部部分。在匯出Gerber層時，GTL檔案定義了蝕刻後銅箔的剩餘位置。
底部銅層
底部的銅箔層（Gerber檔案）功能與頂層相同，只是位於電路板的背面。從頂部觀察時，該層看起來是水平翻轉的。所有背面的走線、焊盤和銅箔填充都位於該層中。
內部訊號層
多層板在頂層和底層銅層之間包含內層Gerber檔案。這些內層承載額外的訊號或提供專用的佈線空間。根據它們在堆疊層中的位置，可以將它們指定為G1、G2、G3等等。每個內層訊號都需要單獨的Gerber檔案才能進行製造。
電源層和接地層
電源層和接地層通常採用負片成像。在這些內層 Gerber 文件中，填充區域表示銅的去除，而不是銅的存在。這種負片格式能夠有效地描述大面積的銅層，並預留過孔和走線的空間。
銅層包含哪些成分
所有銅層都包含四種主要特徵類型。走線是連接元件的細線。焊盤為元件引腳和焊點提供安裝點。過孔在層間建立電氣連接。銅層填充較大區域，用於電源分配、接地層或散熱管理。
阻焊層
頂層阻焊層
頂層阻焊層 Gerber 檔案描述了電路板上表面的保護塗層位置。此層的作用是防止組裝過程中出現焊錫橋接，並保護銅導線免受氧化和物理損傷。
底部阻焊層
底部阻焊層的作用與頂層阻焊層相同，但它保護的是背面。兩層阻焊層都遵循相同的負像印刷規範。
理解負像概念
焊錫掩膜層由於採用負像技術，常常令許多設計人員感到困惑。 Gerber 焊錫掩膜檔案中的填充區域表示開口－即不會塗覆焊錫掩膜的位置。這些開口會露出銅箔，以便進行元件安裝和設定測試點。
阻焊層開口詳解
電路板上所有需要裸露銅箔的地方都會出現阻焊層開口。元件焊盤需要開口以便焊接。測試點需要開口以便探針插入。邊緣連接器需要裸露銅箔以便對接。您的設計軟體會根據焊盤和過孔的位置自動產生這些開口。
阻焊層顏色和表面處理
Gerber 文件定義了焊錫孔的位置，而製造商則分別確定顏色和表面處理。綠色仍然是最常見的阻焊層顏色，但製造商也提供紅色、藍色、黑色、白色和其他顏色選擇。無論選擇哪種顏色，Gerber 檔案的結構都保持不變。
網版印刷層
頂層網版印刷層
頂層絲印 Gerber 檔案包含印刷標記，這些標記在成品電路板上清晰可見。在綠色電路板上，此層通常顯示為白色或黃色，但也會因阻焊層顏色選擇的差異而有所變化。
底部絲網層
底絲網印刷與頂絲網印刷的功能相同，但圖案位於紙張背面。許多單面設計完全省略了這一層，因為它沒有任何實際功能價值。
網版印刷內容
您的網版印刷 Gerber 層對於組裝技術人員來說非常重要。
這一層包含很多內容，例如：
- 零件名稱，例如 R1、C2 和 U3
- 二極體和電容器的極性標記。
- 主晶片的接腳 1 指示器。
- 公司自己的標誌。
- 以及組裝電路板的說明。
為什麼底部網版印刷看起來是鏡像的
從上往下看 Gerber 檔案時，底部的絲網印刷層會呈現水平翻轉。這種鏡像處理確保在實際翻轉電路板時，文字能夠正確讀取。
網版印刷層可選時
您可以製造不含絲網印刷層的PCB。對於設計簡單的電路板、空間受限的電路板，或標誌會影響美觀的產品，可以完全省略絲網印刷。製造商通常接受缺少絲網印刷的設計，不會提出異議。
焊膏層
頂層貼上層
頂層焊膏掩模檔案定義了用於自動塗覆焊膏的模板開口。此層僅出現在採用表面貼裝技術 (SMT) 組裝的設計中。
底層糊層
底部焊膏層的功能與頂部焊膏層相同，但它定義了底部 SMT 元件的鋼網開口。
模板製造上的用途
製造商使用焊膏掩膜 Gerber 文件製作金屬和塑膠鋼網。在 PCB 組裝過程中，PCB 製造商將鋼網對準電路板，然後用刮刀將焊膏透過鋼網開口塗抹到焊盤上。
焊膏開口與阻焊層開口尺寸差異
焊膏層開口通常略小於相應的阻焊層開口。這種尺寸減少可以控制焊膏用量，防止焊膏過量導致橋接。有些設計會將較大的焊盤分割成多個較小的焊膏開口，以進一步減少焊膏用量。
SMT組裝應用
只有需要自動化組裝的電路板才需要焊膏層。僅採用通孔設計或手工組裝的原型可以省略這些層。建立用於SMT生產的Gerber檔案時，如果元件位於電路板的兩面，則務必包含兩層焊膏。
鑽孔和佈線層
鍍層通孔鑽銼
PTH鑽孔檔案指定鍍層孔的位置和尺寸。這些孔在製造過程中進行銅鍍層，從而在各層之間形成電氣連接。元件接腳、過孔和測試點均使用鍍層孔。
非鍍層通孔鑽銼
NPTH鑽孔檔案定義了不鍍層的孔。安裝孔、工具孔和機械部件通常使用不鍍層的孔，以防止意外的電氣連接。
透過鑽孔層
PTH鑽孔檔案中的過孔具有特定用途－用於層間互連，而非元件安裝。 Gerber文件定義了銅層上的過孔焊盤尺寸，而鑽孔層則指定了孔徑。
盲埋鑽探數據
先進的多層設計可能包含盲孔或埋孔。這些設計需要特殊的鑽孔資料來指定每個通孔連接的層，從而增加了製造的複雜性和成本。
NC鑽頭銼刀與Gerber銼刀
鑽井資訊通常使用 Excellon 格式而非 Gerber 格式。這些 .drl 或 .txt 檔案語法不同，但用途相同——告訴鑽孔機在哪裡鑽孔以及使用多大尺寸的鑽頭。
Excellon格式詳解
Excellon 格式以 ASCII 文字形式列出鑽孔座標和刀具分配資訊。每個刀具編號對應一個特定的鑽頭直徑。該文件格式起源於較早的CNC鑽床，但至今仍是業界標準。
機械層和文檔層
電路板輪廓層
電路板輪廓層定義了PCB的物理尺寸和形狀。如果沒有這一層，製造商就無法確定如何從生產面板上佈線。此Gerber檔案通常帶有.GKO或.GM1副檔名。
槽和切口的機械層
機械層描述了非電氣特性，例如安裝槽、用於顯示器或連接器的大型開口以及複雜的電路板形狀。您需要將這些機械層與標準 Gerber 層一起包含在您的製造包中。
禁入層
禁入層定義了組件或佈線不能存在的限制區域。雖然這主要是一條設計規則，但製造商也可能要求設定此層，以便了解組裝限製或面板佈局要求。
文件層
文檔層提供並非直接用於製造過程的易於理解的資訊。這些資訊可能包括尺寸標註、註釋或組裝說明，是對絲網印刷資訊的補充。
鑽孔圖圖層
鑽孔圖以工程師易於理解的可視化格式顯示孔的位置、尺寸和類型。此圖層是機器可讀鑽孔文件的補充，有助於製造商在生產前驗證孔的位置。
製作說明和步驟
您可以將特殊的製造說明以文字或圖形圖層的形式加入。這些說明會詳細說明材料、表面處理、測試要求或其他標準 Gerber 圖層中未包含的製造細節。
專業 Gerber 層
組裝層
裝配層顯示元件輪廓、參考標識符和位置資訊。雖然與絲網印刷類似，但組裝層用於製造而非最終電路板標記。通常情況下，您需要將這些組裝層與標準 Gerber 層分開匯出。
V形切割/刮痕層
V形切口層標明了製造商應在板材上劃線的位置，以便於將其從面板上分離。這些斜切線允許沿著預定線切割板材，而無需使用銑刀。
金手指層
邊緣連接器設計需要金指層，並明確規定哪些焊盤需要鍍硬金。這種特殊的表面處理工藝為反覆插拔的連接器提供了卓越的耐磨性。
邊緣電鍍層
邊緣鍍層用於識別需要鍍銅的電路板邊緣。此技術可在電路板週邊形成導電表面，用於屏蔽或實現電氣連續性。
測試點層
測試點層用於標識指定用於自動化測試的特定焊盤或過孔。這些資訊有助於製造商對測試夾具和飛針測試機進行編程。
層數和PCB複雜度
單層PCB Gerber文件
單層電路板設計所需的 Gerber 檔案並不多。例如，通常只需要一個銅層、一個阻焊層、可選的絲網印刷層、電路板輪廓和鑽孔檔案。因此，這種簡單的電路板成本更低，生產速度也更快。
雙層PCB Gerber文件
雙層板在文件集中增加了底部銅箔、底部阻焊層以及可選的底部絲網印刷層。這種配置適用於大多數業餘愛好者和低複雜度的商業設計。
多層PCB Gerber文件
現在，我們來談談當你的PCB有多層時會發生什麼！
當PCB板上的層數增加時，Gerber檔案的大小也會隨之增加。一塊六層板需要頂層銅箔、四層內層銅箔和底層銅箔的文件，此外還需要阻焊層、絲網和焊膏層的文件。一些非常複雜的設計甚至包含20層或更多層！每一層都需要單獨的Gerber檔案。
層數如何影響設計能力
這些額外的層提供了更大的佈線空間。這意味著您可以將元件放置得更近，從而建立更複雜的電路。內層可用作電源和接地專用層。這可以提高訊號質量，並有助於抑制電噪聲。
基於層數的性能差異
更高的層數可以實現更精確的阻抗佈線、更優的電源分配和更高的訊號完整性。然而，這也會增加成本、製造時間和設計複雜性。您應該根據電氣要求而非個人喜好來選擇層數。
常見的 Gerber 層檔案副檔名
| 圖層類型 | 延期 | 意思 |
| 頂級銅 | .GTL | Gerber 頂層 |
| 底部銅 | .GBL | Gerber 底層 |
| 頂部阻焊層 | .GTS | Gerber 頂部阻焊層 |
| 底部阻焊層 | .GBS | Gerber底部阻焊層 |
| 頂級網版印刷 | .GTO | Gerber 頂層覆蓋層 |
| 底部網版印刷 | .GBO | Gerber 底部覆蓋層 |
| 頂級焊膏 | .GTP | 嘉寶牌牙膏 |
| 底部焊膏 | 。英鎊 | Gerber 底膏 |
| 電路板概要 | .GKO | 格伯禁止入內 |
| 鑽銼 | .DRL / .TXT | 鑽井數據 |
標準擴充
業界標準擴展名用於標識各層。例如，.GTL 表示頂層銅箔，.GBL 表示底層銅箔，.GTS 表示頂層阻焊層，.GBS 表示底層阻焊層，.GTO 表示頂層絲印層，.GBO 表示底層絲網。內層則使用 .G1、.G2、.G3 等副檔名。
KiCad圖層擴展
從 KiCad 匯出 Gerber 圖層時，軟體會使用描述性副檔名。例如，.F.Cu 代表正面銅箔，.B.Cu 代表背面銅箔，.F.Mask 代表正面阻焊層，.B.Mask 代表背面阻焊層。這種命名規則提高了可讀性，但與傳統標準有所不同。
KiCad 使用了一個非常符合邏輯的命名系統，將圖層名稱直接包含在副檔名中。
- 銅： .F.Cu，.B.Cu
- 阻焊層： .F.Mask，.B.Mask
- 絲印： .F.絲綢，.B.絲綢
- 邊緣切割： .Edge.Cuts
Altium Designer 圖層擴充
Altium 通常遵循 Protel 標準，但使用 .GM1、.GM2 等作為擴展名。 機械層通常情況下，.GM1 用於棋盤輪廓，而不是 .GKO。
Eagle Layer 擴展
Eagle Gerber 圖層匯出檔案使用 .cmp 表示頂層銅箔，.sol 表示底層銅箔，.plc 表示絲網印刷層，.stc 表示阻焊層。這些擴展名源自於較早的 PCB 術語。
- 頂級銅： .cmp
- 底部銅： .sol
- 頂部網版印刷： .plc
- 頂部阻焊層： .stc
通用 .GBR 副檔名
有些軟體會將所有圖層匯出為通用的 .gbr 副檔名。它們依靠檔案名稱而非擴展名來識別圖層。這種方法需要仔細組織文件並清晰命名，以避免混淆。
由於這些不同的擴展名造成的混亂，該行業創建了 格柏X2.
- 擴充功能： 每個檔案都以 .GBR 結尾。
- 運作方式： 關於圖層「是什麼」的資訊其實是這樣寫的： 文件內的元數據.
- 效益： 完全不必擔心接髮的問題；製造商的軟體會讀取內部標籤，自動辨識髮層。
分析 Gerber 層
使用 Gerber 檢視器軟體
免費的 Gerber 文件圖層檢視器工具可讓您在生產前檢查文件。這些應用程式可以顯示單一圖層或組合視圖，幫助您驗證設計意圖。常用的工具包括線上 Gerber 文件檢視器和可下載的桌面應用程式。
逐層檢測流程
您應該逐層檢查。例如，您需要核實走線寬度、間距和特徵位置。檢查銅層是否包含預期的佈線，阻焊層是否有適當的開口，以及絲網印刷文字是否清晰可辨且位置正確。
比較圖層以進行對齊
Gerber 圖層對齊對於電路板的功能至關重要。使用檢視器疊加多個圖層，檢查焊盤是否在銅層和阻焊層上對齊，過孔是否連接了預期的圖層，以及鑽孔是否正確地位於焊盤中心。
識別層功能
有時您會收到命名不明確的 Gerber 文件。 Gerber 圖層編輯器可以透過檢查內容來幫助識別圖層功能－銅箔層包含走線和焊盤，阻焊層顯示負開口，絲網印刷層顯示文字和圖形。
二維與三維可視化
高級 Gerber 檢視器提供 3D 視覺化功能，可顯示電路板在製造後的實際外觀。這種視角有助於識別 2D 視圖中無法看到的間隙問題、元件衝突和外觀缺陷。
常見圖層相關問題
缺少必要圖層
最常見的問題是製造包中缺少 Gerber 層。製造商如果沒有電路板輪廓文件就無法繼續生產。缺少阻焊層或鑽孔文件會導致製造商對您的意圖產生誤解。在提交之前，請務必確認您的封裝包包含所有必要的層。
層極性錯誤
當正極層導出為負極層或反之亦然時，就會出現層極性錯誤。這種錯誤通常會影響阻焊層，錯誤的極性會導致電路板上的阻焊層覆蓋方向顛倒——本應打開的地方塗覆了阻焊層，而本應塗覆的地方卻打開了。
錯位圖層
Gerber 文件中各層原點不一致會導致錯位。這種情況發生在某些層使用相同座標系，而其他層則使用不同原點時。結果是銅焊盤無法對準阻焊層開口中心，或鑽孔偏離預定焊盤位置。
圖層命名不當
檔案名稱含糊不清會導致混亂，並可能造成製造錯誤。當製造商無法確定哪個文件代表哪一層時，生產就會停滯，等待澄清。使用清晰、標準的命名規則可以避免這些延誤。
阻焊層與焊膏層的混淆
設計師有時會將阻焊層和焊膏層混淆，提交的卻是其中一種，而製造商實際需要的是另一種。阻焊層用於形成永久性電路板塗層，而焊膏層則用於建立組裝用的臨時模板。它們的用途截然不同。
Gerber 層管理最佳實踐
確認所有必要層均已包含
在發送文件前，請建立所需圖層清單。最低要求包括頂層銅箔、電路板輪廓和鑽孔文件。雙層板需要底層銅箔，通常還需要兩層阻焊層。 SMT 設計需要焊膏層。多層板需要所有內部銅箔層。
使用一致的命名規則
採用清晰的命名規則，並在所有項目中保持一致。每個檔案名稱中都應包含圖層功能，如果必要，還可以包含項目名稱。這種做法可以避免同時處理多個設計時出現混淆。
圖層文件指南
建立一個簡單的文字文件，列出所有包含的 Gerber 圖層及其描述。此自述文件有助於製造商驗證他們是否收到了完整的軟體包，並了解您使用的任何非標準命名。
向製造商傳達層需求
在最終確定用於PCB製造的Gerber層文件之前，請務必聯絡您的製造商。不同的製造廠對文件格式、命名和封裝方式有不同的要求。遵守他們的要求可以避免生產延誤。
提交前的品質檢查
將完整的 Gerber 檔案包載入到檢視器中並進行全面檢查。確認電路板尺寸符合設計意圖。確認所有層都正確對齊。檢查阻焊層開口是否露出預期的焊盤。確保絲網印刷文字不會與焊盤重疊或超出電路板邊緣。檢查鑽孔的尺寸和位置是否正確。這些檢查可以及時發現大多數 Gerber 層問題，避免其影響生產。
結語
每個 Gerber 層都針對 PCB 製造和組裝的特定用途。頂層和底層銅箔 Gerber 檔案定義了導電路徑。阻焊層保護銅箔，同時暴露重要的連接點。絲網印刷層指導組裝和維護。焊膏層實現自動化焊錫塗覆。鑽孔文件指定層之間的互連。這些 Gerber 格式的層共同為製造商提供了完整的電路板製造說明。
