PADS Layout制板文件和贴片文件的输出方法_pads怎么导出贴片图

1 综述

制板文件输出到板厂进行PCB制板，贴片文件输出到贴片厂进行PCBA(Printed Circuit Board Assembly)制造。

在完成PCB的布局布线工作后，需要输出制板文件到板厂进行制作PCB，再将PCB裸板和电子物料或电子元器件发送到贴片厂进行贴片（贴片后的电子线路板一般称为PCBA，表示已经装配了电子元器件的PCB，而不再是PCB裸板）。

制板文件应包含N+6层光绘文件和制板要求；贴片文件应包含Paste Mask Top和Paste Mask Bottom两层光绘文件，坐标文件，位号图（或装配图，即PDF格式的Silkscreen Top/Bottom Layer光绘文件），以及焊接图（即PDF格式的顶层和底层元器件参数值丝印图）。本文以MENTOR公司的PADS Layout工具为基础，讲解制板文件和贴片文件的输出方法。

2 光绘文件

光绘文件，又称Gerber文件或CAM文件，是PCB布局布线完成后输出到板厂进行PCB制板的文件，以及输出到贴片厂进行PCBA制造的文件，共有(N+8)个文件，如图 1所示。因此，在导出Gerber文件之前，必须保证PCB检查无误，且所有覆铜层全部重新灌注(flood)；在导出Gerber文件时，也必须保证其正确性。

制板文件（即指Gerber文件）应包含(N+6)个文件，其中N指PCB设置的叠层数量（包括信号层，地层和电源层）。6层文件，指“Silkscreen Top顶层丝印层”、“Silkscreen Bottom底层丝印层”、“Solder Mask Top顶层阻焊层(绿油层，锡膏防护层)”、“Solder Mask Bottom底层阻焊层(绿油层，锡膏防护层)”、“Drill Drawing钻孔参考层”和“NC Drill数控钻孔层”。

另外两层是“Paste Mask Top顶层助焊层”和“Paste Mask Bottom底层助焊层”，属于贴片文件，用于贴片厂制作贴片元件的刷锡钢网。

图 1 (N+8)个光绘文件

PADS Layout输出有四种扩展名文件：*.pho是GERBER数据文件；*.rep是D码文件（包含走线和焊盘的尺寸）；*.drl是钻孔文件；*.lst是各种钻孔的坐标文件。

标准Gerber文件格式代码为RS-274-D，逐渐被扩展Gerber文件（格式代码为RS-274-X，是一种可读的ASCII格式，包含了一系列控制码和坐标信息）代替。用CAM350 12.1导入Gerber文件时可以看见其类型，PADS9.5输出的Gerber文件属于RS-274-X格式。

2.1 Top Layer顶层和Bottom Layer底层

顶层和底层用于摆放元器件及其走线，一般将元器件放置在顶层，只在顶层布局空间紧张的情况下，将芯片去耦电容放置在芯片对应的底层。

2.2 Silkscreen Top顶层丝印层，Silkscreen Bottom底层丝印层

丝印层，用于放置印制信息，如元器件的参考编号、轮廓，以及项目版本号和公司LOGO等。在PCB中，只有顶层和底层可以放置丝印。

2.3 Solder Mask Top顶层阻焊层，Solder Mask Bottom底层阻焊层

阻焊层，又称绿油层或锡膏防护层，是PCB板要上绿油（阻焊油墨）的部分，防止贴片时焊锡外溢造成短路的情况，另外还可以抵抗环境中的盐雾腐蚀而延迟PCB的寿命。阻焊层是负片输出，在该层，有Solder Mask的部分（SMD焊盘，插件通孔）不上绿油，而在其他部分铺上绿油。可以这样理解：Solder Mask层是在整个阻焊绿油层上开窗，目的是露出焊盘允许焊接；默认情况下，没有阻焊层的部分都要上绿油。

在PADS Layout中，制作元器件的PCB封装时，也可以不定义Solder Mask的大小，而在出Gerber文件时，指定在PCB顶层焊盘和底层焊盘的基础上扩大0.1mm或其他尺寸。但是，最好在PADS Layout中制作PCB Decal时就设置好paste mask和solder mask两层。

2.4 Paste Mask Top顶层助焊层，Paste Mask Bottom底层助焊层

助焊层（又称钢网层），制作元器件的PCB封装时，与焊盘尺寸的大小相同；用于SMT中制作钢网刷锡，钢网的开窗形状与焊盘形状相同，尺寸略小。Paste Mask正片输出，只显示贴片元件的焊盘，直插/通孔元器件在该层无任何显示，因为无需做钢网开窗刷锡。该层与制板厂无关，是贴片厂(SMT)制作钢网所需的文件。

2.5 Drill Drawing钻孔参考层，NC Drill数控钻孔层

钻孔层，提供PCB制造过程中的钻孔信息，如直插元器件的焊盘，过孔，以及定位孔（螺丝孔），都需要钻孔。Drill Drawing（Drill Guide，过孔引导层）提供钻孔时的中心坐标信息，NC Drill是输入到数控钻床的钻孔数据，包括钻孔的坐标和钻孔的大小等信息。

2.6 其他层

2.6.1 装配层：Assembly Drawing Top顶层装配层，Assembly Drawing Bottom底层装配层

PADS Layout中，Assembly Drawing Layer与Silk Screen Layer的作用基本相同。

2.6.2 Mechanical layer(机械层)和Keep out layer(禁止布线层)

Mechanical layer(机械层)和Keep out layer(禁止布线层)是Altium Designer中概念。

Mechanical layer(机械层)用于设置电路板的外形尺寸，以及机械信息等。

Keep out layer(禁止布线层)用于定义电路板的有效布局布线封闭区域，超出该区域的部分是无法自动布局布线的。手动布局布线时，不需要定义该层。

3 光绘文件的输出方法

 图 2 PCB示例

下面以上图 2的PCB为例，说明PADS Layout Gerber文件输出的过程。

通过PADS Layout的File -> CAM...即可打开Gerber文件配置窗口Define CAM Document。

3.1 N层文件的输出

3.1.1 Layer1_Top 

图 3 Layer1_Top层的设置

说明：除勾选上图标示的Item中各项外，一般将Other中的Board Outline也勾选，使输出的各层文件有板框，便于查看；其他所有层都建议勾选Board Outline。

3.1.2 Layer2_PWR

图 4 Layer2_PWR层的设置

3.1.3 Layer3_GND 

图 5 Layer3_GND层的设置

3.1.4 Layer4_BOT 

图 6 Layer4_BOT层的设置

3.2 Silkscreen Top和Silkscreen Bottom的输出

3.2.1 Silkscreen Top

图 7 Silkscreen Top层中Top的设置

说明：注意勾选此处Component outlines下的Top Mounted，使输出的丝印图不仅有位号还有元器件边框。同理，在Silk Screen Bottom下应勾选Bottom Mounted。

 

图 8 Silkscreen Top层中Silkscreen Top的设置

说明：此处注意勾选Text，否则将不会在丝印层中显示PCB中添加的文本信息，如下图中的PCB版本号“PWR_V100_171020”。

 

图 9 Silkscreen Top层的输出结果

3.2.2 Silkscreen Bottom

 

图 10 Silkscreen Bottom层中Bottom的设置

 

图 11 Silkscreen Bottom层中Silkscreen Bottom的设置

3.3 Solder Mask Top和Solder Mask Bottom的输出

Solder Mask，Paste Mask，Drill Drawing和NC Drill层的输出用软件默认选项即可。

3.3.1 Solder Mask Top

 

图 12 Solder Mask Top层中Top的设置

注意：此处只能勾选Pads和Test Point，而不能勾选Cooper（包括PADS Layout中的Copper和Copper Pour，分别是静态铜和动态铜的概念），否则所出的Solder Mask文件会有误。因为Solder Mask（绿油层）是负片输出（即，Gerber文件中Solder Mask层可见的部分是不盖绿油的，而将其他部分全部覆盖绿油，以保护电路板），勾选Copper会导致输出的Solder Mask层制造出的PCB铜皮裸露，这是不正确的；同样适用与Paste Mask钢网层。

 

图 13 Solder Mask Top层中Solder Mask Top的设置

 

图 14 Solder Mask Top层的正确输出结果

图 15 Solder Mask Top层的错误输出结果

3.3.2 Solder Mask Bottom

 

图 16 Solder Mask Bottom层中Bottom的设置

 

图 17 Solder Mask Bottom层中Solder Mask Bottom的设置

3.4 Drill Drawing和NC Drill的输出

3.4.1 Drill Drawing

 

图 18 Drill Drawing层中Top的设置

说明：针对过孔为“通孔”即直插元件来说，此处指定TOP、PWR、GND和BOTTOM中的某层即可。

 

图 19 Drill Drawing层中Drill Drawing的设置

 

图 20 Drill Drawing层中Drill Symbol的设置(1)

图 21 Drill Drawing层中Drill Symbol的设置(2)

在单击Regenerate之前，Drill Drawing列表是空白的；单击之后，才会出现钻孔参考层的列表，如下图所示，是Gerber文件中的Drill Drawing Layer文件。可见其中的Drill Drawing列表即是刚才单击Regenerate后生成的。

 

图 22 Drill Drawing层的输出结果

3.4.2 NC Drill

NC Drill层的输出有三个文件：NC_Drill.drl是钻孔文件，数控机床钻出直插元件和过孔所需的通孔；NC_Drill.lst是各种通孔的坐标文件；NC_Drill.rep是D-code文件。

 

图 23 NC Drill层的设置(采用软件默认设置即可)

 

图 24 NC Drill层的输出结果

3.5 Paste Mask Top和Paste Mask Bottom的输出

3.5.1 Paste Mask Top

 

图 25 Paste Mask Top层中Top的设置

 

图 26 Paste Mask Top层中Paste Mask Top的设置

 

图 27 Paste Mask Top层的正确输出结果

如前文所述，Paste Mask又称钢网层，正片输出，用于贴片元件装配时的钢网开窗，所以直插元件在该层无任何显示。另外注意，若PCB上有金手指，则在Paste Mask层不应被开窗，要删除对应的开窗，以免在制作钢网时被开窗而在贴片时被刷锡。

 

图 28 Paste Mask Top层的错误输出结果

如前文所述，Paste Mask Top / Bottom钢网层的Copper（包括Copper静态铜和Copper Pour动态铜）也不应被勾选，否则制作钢网时会被开窗，从而在贴片时会被刷锡，这是不正确的。

3.5.2 Paste Mask Bottom

 

图 29 Paste Mask Bottom层中Bottom的设置

 

图 30 Paste Mask Bottom层中Paste Mask Bottom的设置

4 制板要求

图 31 PCB制板要求举例

5 贴片文件

电路板设计者为贴片厂提供的贴片文件一般包括Paste Mask Top和Paste Mask Bottom两层光绘文件，坐标文件，位号图（即PDF格式的Assembly Top/Bottom Layer光绘文件），以及焊接图（即PDF格式的顶层和底层元器件参数值丝印图）。基于PADS Layout的Paste Mask钢网层光绘文件输出方法已在上文给出，下面说明坐标文件和位号图的输出方法。

5.1 坐标文件的输出方法

坐标文件输出的是电子元器件的PCB封装在PCB中相对原点的坐标，有两种输出方法。参考图 2，四个元件的坐标分别为J1(6.45,17.71)，U1(44.45,12.95)，U2(33.77,12.85)，C1(38.06,2.60)，两种输出方法说明如下：

(1)PADS Layout坐标文件输出方法一，只输出贴片元件的坐标

File -> CAM Plus...即可打开设置对话框，在Side框下选择Top，在Parts框下选择SMT，在Output Format框下选择Dynapert Promann，其他用默认，如图 32所示。最后单击Run，即可在图 33中看到文件输出的路径。若Bottom层也放置了元件，则在Side框下选择Bottom，其他同上，可以输出Bottom层的坐标文件。

注意：这种输出方法只能输出贴片元件的坐标，而不包含直插元件的坐标。如图 34所示，用记事本打开，可见该Top坐标文件只包含C1、U1和U2三个贴片元件的坐标，而不包含直插元件J1的坐标。这是因为直插元件在PCB制板完成后，留下的是通孔，不需要在贴片厂的钢网上开窗。

图 32 SMT坐标文件输出方法一

图 33 SMT坐标文件输出方法一的结果

图 34 PCB示例的坐标文件

(2)PADS Layout坐标文件输出方法二

Tools -> Basic Scripts -> Basic Scripts... 打开对话框，如图 35所示，选中“17-Excel Part List Report”后直接鼠标左键双击或鼠标左键单击“Run”，可生成Excel表格形式的Part List表格，保存即可，其中就包含各元件的坐标信息。这种输出结果的特点是，包含直插元件和贴片元件的坐标信息，还包含Part Type等其他信息，如图 36所示。

图 35 Basic Scripts对话框

图 36 Excel Part List Report

5.2 位号图的输出方法

File -> Creat PDF...打开PDF Configuration对话框，如图 37所示，这里只需注意在Assembly Bottom选项页面里，将Mirror labels选中，底层的丝印信息即可被正面显示；当然也可以不镜像。

注意：这种输出方法是PCB的智能PDF输出，Assembly Top选项上面有TOP、PWR、GND和BOTTOM四个层还有Composite层，Create PDF时可同时输出，便可在PDF中查看PCB布局布线。出于保密的要求，将该位号图输出给贴片厂时，最好先删除TOP、PWR、GND和BOTTOM四个层还有Composite层，再Create PDF，这样可以只输出Assembly Top和Assembly Bottom层的信息。

 

图 37 PDF Configuration对话框

 

6 其他缩写

Gerber Top Overlay (GTO) 顶层丝印层

Gerber Bottom Overlay (GBO) 底层丝印层

Gerber Top Solder (GTS) 顶层阻焊层

Gerber Bottom Solder (GBS) 底层阻焊层

Gerber Top Paste (GTP) 顶层助焊层

Gerber Bottom Paste (GBP) 底层助焊层