10第一章Gerber文件處理11Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2§1-1Gerber文件基礎知識§1-3貼片流水燈編程文件準備實訓第一章Gerber文件處理12Gerber文件基礎知識§1-1§1-1Gerber文件基礎知識一、Gerber文件認知1.Gerber文件的分類Gerber文件是描述PCB圖像（線路層、阻焊層、尺寸參數(shù)等）及鉆、銑數(shù)據(jù)的文檔格式集合，其充當了將設計的圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成PCB制造的中間媒介，通常有RS-274-D和RS-274-X兩種格式。§1-1Gerber文件基礎知識2.Gerber文件的數(shù)據(jù)格式Gerber文件的數(shù)據(jù)格式主要由整數(shù)位+小數(shù)位組成，常見的有3∶3（英制，整數(shù)3位，小數(shù)3位）、2∶3（英制，整數(shù)2位，小數(shù)3位）、2∶4（英制，整數(shù)2位，小數(shù)4位）、2∶5（英制，整數(shù)2位，小數(shù)5位），其中，最常用的是2∶5。§1-1Gerber文件基礎知識3.Gerber文件的極性Gerber文件一共有三種極性，其含義如下：（1）正片（POSITIVE）Gerber文件描述的是線路層，描述的圖形主要是有銅部分；抑或者Gerber文件描述的是防焊層，描述的圖形主要是防焊部分（即蓋油墨部分）。（2）負片（NEGTIVE）Gerber文件描述的是線路層，描述的圖形主要是無銅部分；抑或者Gerber文件描述的是防焊層，描述的圖形主要是無防焊部分（即不蓋油墨部分）。（3）復合片（COMPOSTIVE）Gerber文件描述的層次由不同極性層合成，通常是挖層和正極性層疊加，挖層主要起線路防護或追加制程資料等作用。§1-1Gerber文件基礎知識4.Gerber文件的常用單位Gerber文件的常用單位有兩種，分別是公制，以毫米（mm）為單位；英制，以密耳（mil）為單位，即千分之一英寸（inch）。兩種單位之間的換算關系是：1mil=0.001inch=0.0254mm1mm=0.03937inch=39.37mil其中，常用的是英制單位。§1-1Gerber文件基礎知識5.Gerber文件的類型Gerber文件有很多種類型，每一種類型代表的內(nèi)容都不一樣。常見的Gerber文件類型及其代表的內(nèi)容見表1-1-1。§1-1Gerber文件基礎知識§1-1Gerber文件基礎知識二、Gerber文件的輸出1.Protel99se輸出Gerber文件Protel99se輸出Gerber文件的具體操作方法見表1-1-2?！?-1Gerber文件基礎知識§1-1Gerber文件基礎知識§1-1Gerber文件基礎知識§1-1Gerber文件基礎知識§1-1Gerber文件基礎知識§1-1Gerber文件基礎知識§1-1Gerber文件基礎知識2.DXP2004輸出Gerber文件DXP2004輸出Gerber文件的具體操作方法見表1-1-3?！?-1Gerber文件基礎知識§1-1Gerber文件基礎知識29Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯一、Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯軟件的作用及種類1.Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯軟件的作用Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯軟件主要用于對各種Gerber文件進行處理，包括Gerber圖形的增刪、修改、合并，元件圖形的識別與處理以及鉆孔文件的處理等?！?-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯2.Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯軟件的種類目前，電子領域使用的Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯軟件有很多，如FrontlineGenesis2000、ParCAM、UCAM、GC-PowerStation、CAM350、V2001、GC-Place、GerbCam等。在眾多軟件中，CAM350的功能最為全面，但操作相對復雜；GerbCam雖操作較為簡單，但圖形識別準確性不高；只有GC-PowerStation不僅功能符合SMT程序制作的需求，同時圖形識別準確性也較高?！?-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯二、認識GC-PowerStation1.GC-PowerStation的主界面GC-PowerStation安裝完成后，可由操作系統(tǒng)桌面或開始菜單進行啟動。由桌面進行啟動，直接雙擊桌面GC-PowerStation快捷圖標（見圖1-2-1）即可；由開始菜單進行啟動，則需單擊【開始】→【程序】→【GraphiCode】→【PowerPlatform9.1.2】→【GC-PowerStation9.1.2】→【GC-PowerStation9.1.2】（見圖1-2-2）。§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯GC-PowerStation啟動后，即進入GC-PowerStatio主界面。GC-PowerStation主界面由菜單欄、工具欄、工作區(qū)、圖層配置視窗、坐標視窗、圖層視窗、狀態(tài)欄等組成，如圖1-2-3所示?！?-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯2.GC-PowerStation的菜單欄和工具欄GC-PowerStation的菜單欄如圖1-2-4所示，其中包括檔案、編輯、檢視、元件等十余項菜單，菜單右邊括號中的英文字母是該菜單對應的快捷鍵。點開菜單，每個菜單下還有多個子菜單，每個子菜單后面是該子菜單對應的快捷鍵，如圖1-2-5所示?！?-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯3.GC-PowerStation的工作區(qū)和狀態(tài)欄GC-PowerStation的工作區(qū)是工程文檔的編輯窗口，主要用于對各類型的Gerber文件進行可視化編輯和處理；狀態(tài)欄則主要是顯示當前的工作狀態(tài)或操作狀態(tài)。4.GC-PowerStation的圖層配置視窗、坐標視窗和圖層視窗GC-PowerStation的圖層配置視窗主要顯示工作區(qū)的縮略圖，坐標視窗主要顯示當前工作文檔的各種坐標狀態(tài)，圖層視窗主要用于對Gerber文件層進行配置與操作?！?-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯三、GC-PowerStation的使用GC-PowerStation的SMT編程應用主要包括Gerber文件導入、Gerber文件處理、BOM導入合并以及CAM文件導出等，其基本使用步驟如圖1-2-6所示。§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯1.Gerber文件導入在GC-PowerStation中導入Gerber文件的操作方法見表1-2-1。§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯Gerber文件后綴名與GC-PowerStation對應的圖層類型關系見表1-2-2?！?-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯2.坐標原點設定在SMT編程中，一般將坐標原點設定在電路板的左下角。在GC-PowerStation中，原點分為絕對原點、相對原點和用戶原點。其中，絕對原點是軟件默認的原點，不可修改；相對原點是用戶自定義的可用于觀察相對位置的原點；用戶原點則是SMT編程中最常用的原點，同樣由用戶自定義，在最后導出的CAM文件中，各個元件位置都是以用戶原點為參考的。實際操作過程中，一般把相對原點及用戶原點設為同一點，這個設置過程就是坐標原點設定，具體操作方法見表1-2-3?！?-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯3.圖層屬性修改（1）圖層狀態(tài)在GC-PowerStation中處理Gerber文件，通常會用到圖層的三種狀態(tài)，分別是可編輯（e）、可視（v）、隱藏（h）。在“可編輯”狀態(tài)下，圖層中所有的圖像都可以進行移動、刪除等操作；在“可視”狀態(tài)下，圖層中的所有圖像都可在工作區(qū)中顯示，但不可編輯；在“隱藏”狀態(tài)下，圖層被隱藏，既不顯示在工作區(qū)，也不可被編輯。§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯在實際操作過程中，經(jīng)常會切換圖層狀態(tài)，以便對圖層進行單獨處理，圖層狀態(tài)的切換有兩種方法。第一種方法是在圖層視窗中以鼠標進行切換。雙擊圖層視窗（見圖1-2-7）中的某一圖層，彈出圖層設置窗口（見圖1-2-8），圖層設置窗口左側(cè)為圖層一覽表，鼠標單擊其中一個圖層，圖層高亮，此時即可對該圖層進行設置。在圖層設置窗口“圖層類型”選項的左側(cè)有兩個可勾選項“可看見”和“可編輯”，兩個都勾選時，該圖層為可編輯狀態(tài)，兩個都不勾選時，該圖層為隱藏狀態(tài)，單獨勾選“可看見”，該圖層為可視狀態(tài)?！?-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯第二種方法是通過快捷鍵進行切換。在圖層視窗中，用鼠標單擊需要修改的圖層，圖層顯示高亮，此時按鍵盤“E”鍵，圖層切換為可編輯狀態(tài)，按鍵盤“V”鍵，圖層切換為可視狀態(tài)，按鍵盤“H”鍵，圖層切換為隱藏狀態(tài)。需要注意的是，如果通過快捷鍵切換，計算機應處于小鍵盤輸入法狀態(tài)，即“中文簡體-美式鍵盤”?！?-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯（2）圖層可視規(guī)則在GC-PowerStation中，導入的Gerber文件會被設定為不同圖層，如圖1-2-7所示的P1～P6，這6個圖層的可視順序是：P1位于第一層，P2位于P1底部，P3位于P2底部，以此類推，P6為最底層。上層對下層在可視效果上存在遮擋，因此，在處理Gerber文件之前，應排列好各層順序，一般按以下規(guī)則，單面板由GKO→GTO→GTP→GTL或GKO→GBO→GBP→GBL（從頂層到底層）；雙面板由GKO→GTO→GTP→GTL→GBO→GBP→GBL?！?-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯4.焊盤處理（1）焊盤轉(zhuǎn)換在GC-PowerStation中，有四種圖像類型，分別是焊盤（Pads）、鉆孔（Drills）、槽（Routs）和線（Traces），要把圖像識別為元件，圖像類型必須為焊盤（Pads）。由于PCB設計的不一致性，在實際操作過程中，有一些焊盤元件常常會以線或槽的形式存在，因此，需要對焊盤進行轉(zhuǎn)換處理，其轉(zhuǎn)換操作方法見表1-2-4。§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯（2）焊盤編輯處理焊盤編輯處理主要是指對焊盤進行剪切、復制、粘貼、刪除等操作，方法是用鼠標單擊選中要編輯的焊盤，執(zhí)行【編輯】菜單下對應的命令，如圖1-2-9所示。§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯5.坐標辨識坐標辨識是指軟件自動從圖形中找出焊盤，并分析焊盤之間的關系，確定元件與焊盤之間的從屬，從而最終確定整個圖形中所有元件及對應的焊盤。一般來說，元件坐標為該元件所有焊盤圍成的幾何區(qū)域的中心。在進行元件坐標識別前，要先把焊盤層（GTP或GBP）設置為可編輯（e）狀態(tài)，其他圖層設置為可視（v）狀態(tài)。如果是編輯雙層面板，底層與頂層應分開獨立編輯，即在識別頂層元件坐標時把所有底層圖層設置為隱藏（h）狀態(tài)（見圖1-2-10），在識別底層元件坐標時把所有頂層圖層設置為隱藏（h）狀態(tài)。§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯為免影響后續(xù)坐標辨識，圖層狀態(tài)設置好后，應首先大致找出焊盤層中單獨存在的焊盤（確定焊盤是否單獨存在可通過與絲印層的對比進行）并將其刪除，大致刪除后即可開始初步坐標辨識，具體操作方法見表1-2-5?！?-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯6.元件位號辨識與確認元件位號辨識與確認是指對已經(jīng)辨識坐標的元件進行位號辨識并確認，這個步驟是整個操作過程中最關鍵的一步，直接關系到后續(xù)的BOM導入合并及CAM文件導出，對最后SMT編程將產(chǎn)生直接影響。因此，在元件位號辨識的過程中必須非常細心，辨識完畢后要進行認真核對，元件位號辨識與確認的操作方法見表1-2-6?！?-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯7.BOM導入合并元件坐標及位號信息全部辨識完成并核對確認后，即可進行BOM導入合并。BOM是billofmaterial的英文縮寫，即物料清單。物料清單在導入前，必須確保信息準確且包含兩項內(nèi)容，一是元件位號，二是物料號。物料清單確認無誤后即可進行BOM導入合并，具體操作方法見表1-2-7。§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯§1-2Gerber圖形數(shù)據(jù)編輯70貼片流水燈編程文件準備實訓§1-3§1-3貼片流水燈編程文件準備實訓一、實訓目的1.熟練掌握Gerber文件的基礎知識。2.掌握GC-PowerStation軟件的菜單及功能。3.學會使用GC-PowerStation軟件獨立完成貼片流水燈編程文件的準備?！?-3貼片流水燈編程文件準備實訓二、實訓器材實訓設備：安裝有DXP2004及GC-PowerStation軟件的計算機。實訓工具：防靜電手套。實訓材料：貼片流水燈PCB光板?！?-3貼片流水燈編程文件準備實訓三、實訓內(nèi)容與步驟1.導出貼片流水燈Gerber文件（1）使用DXP2004軟件打開設計好的貼片流水燈PCB設計文件，進入PCB設計界面。（2）執(zhí)行菜單命令【File】→【FabricationOutputs】→【GerberFiles】，彈出“GerberSetup”對話框。其中，常規(guī)子菜單（General）的設置如圖1-3-1所示，輸出層子菜單（Layers）的設置如圖1-3-2所示，其余子菜單按默認設置。單擊【OK】，生成貼片流水燈PCB的Gerber文件，如圖1-3-3所示。（3）切換操作窗口至，執(zhí)行菜單命令【Reports】→【ProjectReports】→【SimpleBOM】，生成BOM文件，如圖1-3-4所示?！?-3貼片流水燈編程文件準備實訓§1-3貼片流水燈編程文件準備實訓§1-3貼片流水燈編程文件準備實訓2.導入和編輯貼片流水燈Gerber文件（1）導入Gerber文件打開GC-PowerStation軟件，執(zhí)行菜單命令【File】→【Import】，按要求導入貼片流水燈的四個關鍵層（頂層走線層、頂層絲印層、頂層焊盤層、PCB板邊層），導入后在圖1-3-5所示的圖層設置界面（FileImportResults），分別設置各圖層屬性，每設置完一個圖層，單擊【NextFile】設置下一圖層。設置完畢后，單擊【確定】，進入GC-PowerStation主界面，各圖層設置對應情況見表1-3-1?！?-3貼片流水燈編程文件準備實訓§1-3貼片流水燈編程文件準備實訓§1-3貼片流水燈編程文件準備實訓（2）設定坐標原點選定PCB板中任一過孔或Mark點作為坐標原點，將光標移動至該點處，按鍵盤“S”鍵，軟件自動跟蹤該點中心位置；執(zhí)行菜單命令【Tools】→【ZeroUser】，設定坐標原點。（3）修改圖層屬性將頂層焊盤層設置為可編輯（e）狀態(tài)，其余圖層設置為可視（v）狀態(tài)?！?-3貼片流水燈編程文件準備實訓（4）處理焊盤執(zhí)行菜單命令【Edit】→【SelectAll】，選定所有焊盤及線條；執(zhí)行菜單命令【CAM】→【AutoConvertSketchedPads】，彈出自動轉(zhuǎn)換線性焊盤設置界面（見圖1-3-6），將界面中“TopCircuitLayer”項按圖1-3-6所示設置，其他默認設置。完成后，單擊【OK】，執(zhí)行線性焊盤命令。此時，已轉(zhuǎn)換的焊盤會高亮顯示，并出現(xiàn)“十”字中心點?！?-3貼片流水燈編程文件準備實訓（5）辨識坐標執(zhí)行菜單命令【Edit】→【SelectAll】，選定所有焊盤；執(zhí)行菜單命令【Parts】→【AutomaticCentroidExtraction】，彈出自動查找元件中心點界面（見圖1-3-7），按圖1-3-7所示對界面進行設置。完畢后，單擊【OK】，執(zhí)行元件坐標辨識命令。此時，系統(tǒng)自動生成一個Parts層（元件層），已經(jīng)識別為元件和未識別為元件的焊盤均在此層以不同顏色顯示。§1-3貼片流水燈編程文件準備實訓圖1-3-7自動查找元件中心點界面若出現(xiàn)辨識錯誤的元件，選中元件辨識錯誤的焊盤，執(zhí)行菜單命令【Parts】→【ExplodeParts】，將辨識錯誤的元件打散成獨立焊盤。確認無辨識錯誤的元件后，將未辨識的元件進行示教。選中其中一個未辨識元件對應的所有焊盤，執(zhí)行菜單命令【Parts】→【TeachParts】，彈出示教設置界面（見圖1-3-8），設置元件封裝名稱（PkgName）、封裝角度（Orientati），其他按圖1-3-8所示設置。完成后，單擊【OK】，執(zhí)行元件示教。按此操作將所有未辨識的元件逐一進行示教，直至所有元件均被辨識?！?-3貼片流水燈編程文件準備實訓（6）辨識與確認元件位號元件位號辨識前，要量度絲印層中單個字符的尺寸，先把圖像調(diào)整至合適大?。ㄒ阅軌蚩辞遄址麨闇剩?，將光標移動至其中一個字符的左下角，按鍵盤“Z”鍵，設定當前光標位置為相對坐標原點，再將光標移動至該字符的右上角，鎖定光標。此時，坐標視窗（Relativemm）中顯示的就是該字符的尺寸，如圖1-3-9所示?！?-3貼片流水燈編程文件準備實訓將絲印層調(diào)整為可編輯（e）狀態(tài)，執(zhí)行菜單命令【Edit】→【SelectAll】，選定所有元件和絲??；執(zhí)行菜單命令【Parts】→【FindReferenceDesignator】，彈出尋找位號設置界面（見圖1-3-10），將上述量度獲得的單個字符尺寸按圖1-3-10所示填入對應設置欄。完成后，單擊【OK】，執(zhí)行元件位號自動辨識命令（在彈出的“確認保存”對話框中單擊【是】即可保存文件）。辨識完成后，彈出信息對話框，顯示已辨識出元件位號的元件數(shù)量?！?-3貼片流水燈編程文件準備實訓將絲印層調(diào)整為可視（v）狀態(tài)，執(zhí)行菜單命令【Edit】→【SelectAll】，選定所有元件；按鍵盤“Q”鍵，彈出查詢清單界面（見圖1-3-11）。將列表中所有元件逐一進行核對（未辨識出位號的元件手動填上，位號辨識錯誤的元件手動修改），核對完畢后可單擊元件列表中的