Cadence如何正确导出Gerber文件？

Question

在使用Cadence Allegro进行PCB设计时，如何正确导出Gerber文件是工程师常遇到的关键问题。常见的技术问题是：**光绘文件缺失或层别定义错误导致制造异常**。例如，未正确设置Artwork格式参数（如2:5或2:6）、未勾选必要的叠层（如TOP、BOTTOM、SILKSCREEN、SOLDERMASK等），或忽略钻孔图与钻孔表的同步输出。此外，负片层（如内电层）未采用正确的格式（如RS-274X）会导致加工厂无法识别。若未执行DRC检查或光绘前未验证层映射关系，极易造成开路、短路或阻抗不连续等问题。因此，确保层别配置、格式选择及输出预览无误，是成功导出符合制造要求的Gerber文件的关键步骤。

Answer 1

使用Cadence Allegro正确导出Gerber文件的全流程解析

1. 理解Gerber文件在PCB制造中的核心作用

Gerber文件是PCB设计与制造之间的桥梁，用于描述每一层的物理图形信息。在Cadence Allegro中，Gerber（光绘）文件输出质量直接决定板厂能否准确还原设计意图。常见的问题如开路、短路、阻抗不匹配等，往往源于Gerber导出过程中的配置疏漏。

现代PCB制造依赖于高精度的光绘数据，尤其是多层板和高速信号设计中，层间对齐、阻抗控制、电源完整性等均需通过精确的Gerber表达实现。

2. 常见技术问题分类与成因分析

• 光绘文件缺失：未勾选关键层（如TOP SOLDERMASK、BOTTOM SILKSCREEN）导致阻焊或丝印遗漏。
• 层别定义错误：将机械层误设为信号层，或内电层（Plane Layer）未正确映射。
• Artwork格式参数设置不当：未选择2:5或2:6格式，导致小尺寸焊盘/走线丢失精度。
• 负片层输出异常：内电层采用非RS-274X格式，加工厂无法识别负片逻辑。
• 钻孔文件不同步：仅输出NC Drill而忽略Drill Drawing和Drill Table，造成装配困难。
• 未执行DRC验证：存在未连接网络或间距违规，但未在光绘前发现。

3. 导出流程的关键步骤详解

1. 进入Allegro PCB Editor，选择 Manufacture → Artwork。
2. 配置Film Control窗口，确保所有必要层被勾选：

Layer Type	Recommended Layers	Format
Signal Layers	TOP, BOTTOM	RS-274X
Soldermask	TOP_SOLDMASK, BOT_SOLDMASK	RS-274X
Silkscreen	TOP_SILKSCREEN, BOT_SILKSCREEN	RS-274X
Plane Layers	GND, PWR (Negative Artwork)	RS-274X
Drill Symbols	ALL_LAYER_SYMBOLS	RS-274X
Mechanical	BOARD_OUTLINE	RS-274X

4. 格式设置与精度控制策略

在Device Options中设置以下关键参数：

Aperture Format: Extended Gerber (RS-274X)
Coordinate Format: 4.6 (推荐用于高密度板)
Units: Millimeters 或 Inches（需与工厂一致）
Leading/Trailing Zero Omission: Trailing

务必启用Embedded Apertures (Flash)，以避免外置aperture文件丢失风险。对于特征尺寸小于0.2mm的设计，建议使用2:6格式（即4.6坐标），防止舍入误差。

5. 负片层处理与RS-274X格式的重要性

内电层（如GND/PWR Plane）通常采用负片设计，即大面积铜皮保留，走线处开窗。若未使用支持区域填充的RS-274X格式，而选用早期的RS-274D，则无法表达“挖空”逻辑，导致整层被误认为无铜。

验证方法：在CAM软件中查看内层是否显示为完整平面并带有反向蚀刻路径。Allegro中应确认该层属性为Negative类型，并在输出时自动适配极性。

6. 钻孔文件同步输出规范

必须同时输出三类钻孔相关文件：

• NC Drill Files（.drl）：包含钻孔位置与尺寸。
• Drill Drawing：标注钻孔符号与说明的图示层。
• Drill Table：嵌入在Gerber中的表格，供生产核对。

操作路径：Manufacture → NC → NC Parameters 设置单位与格式；再通过Artwork输出Drill Symbol层。

7. 光绘前的最终检查清单（Pre-Final DRC）

1. 运行Verify Design进行电气与物理规则检查。
2. 检查Film Control中每层Visibility状态是否正确。
3. 预览各层图像，确认无断线、多余图形或极性反转。
4. 确认Origin设为Absolute，避免偏移。
5. 输出后使用第三方工具（如GC-Prevue、CAM350）加载全部文件进行叠层比对。

8. 自动化脚本辅助输出（适用于高级用户）

对于批量项目，可通过Skill脚本自动化Gerber生成流程：

axlCmdWatchState(0)
setenv("ARTWORK_DIR" "/output/gerber")
axlArtworkSetup(?file "gerber_setup.fmd")
axlArtworkGenerate(?output "rs274x" ?films all)

该脚本可集成至CI/CD流程，减少人为操作失误。

9. 制造反馈闭环与版本迭代

graph TD
  A[完成PCB布局布线] --> B{执行DRC}
  B -->|通过| C[配置Artwork参数]
  C --> D[选择层叠与格式]
  D --> E[输出Gerber与钻孔文件]
  E --> F[本地CAM软件预览]
  F --> G[发送至PCB厂]
  G --> H{工厂DFM审查}
  H -->|有问题| I[定位层别/格式错误]
  I --> J[修正Allegro设置]
  J --> C
  H -->|通过| K[进入生产]

10. 行业最佳实践总结

结合多年工程经验，推荐以下做法：

• 建立企业级Gerber模板（.fmd），统一坐标格式与层命名规则。
• 对高速板增加Impedance Profile层说明。
• 输出PDF装配图与Gerber包一同交付。
• 定期更新Allegro补丁，修复已知光绘Bug。
• 与PCB厂保持沟通，明确其支持的Gerber标准版本。