电子爱好者经常要制作电路板，传统方法是描漆或转印，但往往不近人意。今天已是科技时代，是不是可以让电脑自动制作电路板呢?完全可以。使用电脑雕刻机就可以雕刻印制电路板。下面详细介绍一下如何将PROTEL的PCB电路图转换成雕刻文件。

我们用PROTEL设计好电路后，可以导出Gerher文件和Drill钻孔文件，Gerher文件以前是光绘文件，用来控制光绘机移动，它采用的是CNC数控代码，把这个代码导入雕刻软件，如KCM4、MACH2，连接好雕刻机，就可以雕刻出电路板了。

制作Berber文件设计完PCB后，在工作区按鼠标右键，系统会弹出下拉式功能表，我们选择New。

视窗

在上图视窗中，我们选择CAMoutputconfiguration。

MyDesign.ddb

在上图的MyDesign.ddb中，会新增一个CAMManager1.cam的选项，我们点选。

MyDesign.ddb

选择我们要输出的LAYOUT文件，在这里是PCB1.PCB，见上图。

进入OutputWizard视窗，你可以依Wizard的指引，一步一步的设定，输出GerbetFile，在这里我们单击Finish按钮(见下图)完成输出设置。

44接下来单击鼠标右键，选择插入Gerher。

Gerher在General的选项中，我们要设定Gerber文件的格式，我们设定单位(Units)为英寸(Inches)，整数2位，小数3位，见下图。5t

在Layers部分，我们设定要输出的图层，在这里选择Toplayer及TopOveray，其他默认(见下图)，单击OK按钮退出。

Layers部

设定Drillme钻孔文件

单击鼠标右键，选择插入NCDrill，插入钻孔文件。

在这个钻孔资料设定视窗中，我们设定单位为英寸，数字格式为2位整数，3位小数，数字尾不补零，见下图。

当设定好Gerber及Drnl的格式后，就可以将其输出，单击鼠标右键，选择产生CAM文件，程序就会按照前面的设定输出文件，保存在文件夹CAMforPCB1中。

打开文件夹CAMfor。PCB1(见下图)，

在下图的CAMforPCB1文件夹中，GBL是底层文件，TXT是钻孔文件，单击鼠标右键选择导出(Export)。

打开雕刻软件KCAM4，点击“文件”、“导入”，导入Gerber文件。上面的"GBL”文件可直接导入，见下图。

下图是笔者设计的PCB电路、生成的底层雕刻刀路和钻孔刀路，最后是雕刻好的PCB。

电脑雕刻电路板的设计要求和基本雕刻过程

(一)电脑雕刻的基本过程：

覆铜板是在绝缘基板(环氧树脂玻璃纤维)上粘贴覆盖一层导电的铜膜。从雕刻加工上看：制作一张线路板的过程，就是利用雕刻的方法，把线路板上多余的不必要覆铜部分或全部铣去。这一过程比传统利用手工雕刻或者化学腐蚀，要快，卫生，质量也高。

软件操作：用Protel软件设计原理图和PCB电路图，PCB电路图文件为雕刻原文件。利用Protel软件，将PCB图生成Gerber(光绘文件)，再将光绘文件，通过路径生成软件(CopperCAM)生成雕刻路径文件、钻孔路径文件。

CopperCAM 软件利用个人计算机的高速运算性能，从保存的PCB 文件中获取的Gerber(光绘文件)相关信息(电路图形，数控钻孔坐标，电路板外框)，经过计算、转换，获得主轴刀头运动的路线。分别输出单独的雕刻、铣空文件，钻孔文件，铣边文件，这一过程称计算机输出雕刻路径。

硬件操作：要完成一张PCB电路板的制作，第一步, 根据PCB外框大小，厚度，单、双面工艺，选择对应的覆铜板材料;第二步，根据PCB设计的最小线径和间距，选用不同精度的刀具，电脑根据软件将需要的部分保留、不需要的部分铣去，雕刻机自动完成隔离、铣空工艺加工;第三步，根据PCB设计的元件孔径、安装孔径，选择对应孔径的钻孔钻头，让钻孔钻头按数控钻孔坐标位置钻孔，雕刻机自动完成数控钻孔工艺加工;第四步 ，根据PCB雕刻文件的外框大小雕刻机自动铣边，或者手工切边。第五步 ，清洁、检查PCB电路板，根据需要可手工或者丝印上阻焊漆。加工速度快，同城加工，立等可取;异地加工，12小时内交快递，近距离，1-3天，远距离，2-4天。

雕刻PCB文件经过我们处理后输出的控制文件， PCB 雕刻机控制系统在雕刻文件的控制下，分别完成雕刻隔离、雕刻铣空、数控钻孔、切边工艺加工，雕刻机在覆铜板上刻绘出精细的PCB电路。

注意事项：

1.PCB文件要经过几次转换才能生成雕刻文件，所以 Protel要用正规版本软件，否则，文件转换过程中，会丢失数据或出错，如钻孔和焊盘不对位。

2.设计时PCB图的最小线径和间距一定要设置：因为，设置后，线路一致，电路图美观;雕刻选用刀具方便，雕刻效果一致、美观，电路板好用。元件密度不大的电路板，可将线径和间距设置大一点，雕刻成本就可低一点。

(二)电脑雕刻的基本过程：

电脑雕刻是一门熟练技术，我搞这个已经6年，从雕刻机操作到设计，这个路是艰难而漫长的! 就你的问题我可以给你归纳出几点要素，但是其中道理与原理需要你亲身操作或者看雕刻的制作程序与加工模式 ：

1、所有雕刻机的共性，就是3轴联动 即 X Y Z 轴。其中常用雕刻方法是：切割、三维雕刻、平铣、浮雕雕刻

2、所有雕刻软件的共性，都是以单线输出雕刻机路径的方式进行加工成形的，所以在设计时用不着颜色，颜色完全靠后期处理的来的，所以设计稿中只需要有单色线条即可

3、了解以上两个共性，我们说设计，雕刻方法的不同，制作出来的半成品的效果也就不同，我现在就告诉你最直观的设计方法，希望你能理解，设计中必须分出层次来，比如哪层在哪层之上，先雕哪个，在设计中到要考虑的，把平面的东西像成立体的，也就是分出层次，这样雕刻师在雕刻的时候能清晰的辨别出你设计的东西层次感，如果是复杂图形，这样就需要在效果图中体现，用颜色来区分出层次，这需要设计师和制作的人沟通了。

4、你要了解制作的过程，才能设计出好东西来，不懂制作是不行的，必须要看生产流程，这样你才能明白你设计的东西怎么做出来，那样你才知道怎么设计

5、任何一个设计搞传到制作那的时候，都是需要雕刻师的修改的(软件处理)，是以他们的方式修改你的设计稿，把层次分开，按步骤雕刻(硬件处理)，按程序雕刻，按材料分别雕刻，最后再组合到一起，就是一件半成品，然后再后期处理制作!

说了这么多，不知道你能不能理解!多看、多学、多想!这就是你现在要做的!(雕刻师经验总结

设计要求与注意事项：

1. 一定要用Protel软件设计原理图和PCB电路图。用Protrl设计的PCB电路文件为雕刻原文件，Protel要用正规版本软件的，最好使用AD。原则上能输出光绘文件的设计软件，都能雕刻。但PCB电路图文件要经过几次导换，才能输出雕刻文件，由于软件格式、版本的差异，在导换过程中，容易出错，影响雕刻质量，如钻孔和焊盘不对位等。所以，我们暂时只接受Protrl设计的PCB文件。

2.设计时PCB图的最小线径和间距一定要设置。因为，设置后，线路一致，电路图美观;雕刻时，选用刀具方便，雕刻效果一致、美观，电路板好用。元件密度不大的电路板，可将线径和间距设置大一点，雕刻成本可低一点。在PCB图输出Gerber(光绘)文件前，先通过Protel软件检查最小线径和间距，看是否达到要求，达标的，按实际精度确定价格，不达标的，退回修改。

3.最小线径和间距(安全间距)的设置：

线径：Protel的PCB设计窗口下，设计(D)→规则(R)→Width→Width窗口内，设置最大/小线径;

间距：Protel的PCB设计窗口下，设计(D)→规则(R)→Elearance→Elearance窗口内，设置最小间距;

4.线径和间距在20mil(0.5mm)以上的电路板，可用只雕刻，不铣空一道工艺，但电路板的美感度差一点;线径和间距在20mil(0.5mm) 以下的电路板，要用雕刻、铣空二道工艺，因为，间距太小，电路板不好用。

5. 在生成雕刻路径时， 因为软件不识别覆铜区，覆铜区可以用填充的办法完成。异型边，可用机器铣边，但边框文件一定要做好。

6.直线标尺的放置：Protel的PCB设计窗口下：在Bottom Layar层，放置(P)→尺寸(D)→线性的(L)，鼠标边产生直线标尺图形，用鼠标放置PCB电路板长度和宽度标尺。用该标尺的读数来计算PCB的面积。

意事项：

“1.PCB文件要经过几次转换才能生成雕刻文件，所以 Protel要用正规版本软件，否则，文件转换过程中，会丢失数据或出错，如钻孔和焊盘不对位”。

“Protel要用正规版本软件”可以理解为;要用Protel正版软件。

现改为：1.PCB文件要经过几次转换才能生成雕刻文件，所以 Protel要选用有规范输出的版本，要将软件解密好，否则，文件转换过程中，会丢失数据或出错，如钻孔和焊盘不对位

一套便携式的电路板雕刻机能够在15分钟以内将一张覆铜板变成工作电路

桌面型电路板雕刻机的发展已经使得机械式印制电路板加工变得更快，更安全，更便捷。各种具有特殊应用的样品板制作已经成为可能。独特的气动系统使得切割过程的控制更加精确，基材不易受损;这样就使得在高敏感的PTFE基材上加

现代电路板雕刻机能够加工的线路线宽可以精细到100µm。这些机器通常能够达到5µm以下的重复精度，以保证细距结构和高密度板的制作。另外一个重要的进展是，转速可以达到100000rpm的三相可调速电机的应用。在如此高的转速之下，切割工具的寿命得到了延长，更高的几何精度成为可能。

这种精巧的雕刻机(图1)能够在任何高频电子实验室或者制造工厂中使用。尽管它一开始只是为单层板设计的，现在它已经能够在层压设备和孔化设备帮助下，制作多层板。一般而言，制作四层板或六层板只需要几个小时的时间。

精巧的桌面型电路板雕刻机能够在PTFE基底的覆铜板上，高精度，高重复精度，快速准确的制作样品电路。

获得先机

对于射频无线通讯行业，上市周期和设计的完整性是非常关键的因素。对于那些希望快速有效的提供客户解决方案的公司来说，这类桌面型的电路板雕刻系统使他们赢得先机。比起外发生产，利用机械铣的方式自行制作电路板，不仅能够避免接触有害的化学药品，还能够保护知识产权不受侵害。那么和化学蚀刻的方式相比，铣制的电路到底有多好呢?哪一个方案的结果更与最初计算机辅助设计(CAD)的结果接近呢?与蚀刻法相比，铣制样品的复制效果怎样?为了能够对这两种方法的优劣做一个确切的比较，我们以同样的材料(Rogers公司的0.5mm层压4350基材，1盎司铜铂的覆铜板)，分别利用这两种方法制作了微带带通滤波器样品板。这个带通滤波器采用了四极Butterworth设计，总带宽400MHz，其中百分之八集中在5.25GHz。这种滤波器非常适用于国家信息基础建设(NII)用接收机(Rxs)。随着2.4GHz波段无绳电话和无线局域网络的发展，5.2GHz和5.7GHz波段被认为是下一代短距离通讯的中心波段。

图2 我们选择了一个用于无线通讯的5.2GHz波段四极带通滤波器来比较机械铣制和化学蚀刻在制作样品电路板时的优劣。

来自Eagleware (Norcross, GA) 的M/FILTER以及Superstar线性分析程序被用来做设计和模拟。我们选择了半波叠加传输线元件，因为它们不要求打过孔接地。来自M/FILTER的分析数据预计该设计的中心频率在5.2GHz，带通范围内插入损耗小于2dB，回损为30dB。

图3 这个滤波器的响应分析使用了M/FILTER。

我们用两种工艺，分别制作了滤波器(图4)，并对结果进行了测量。实测结果显示，第一中心频率比设计中心频率高了250MHz。尽管比预期的还要大，但是并不影响对两种方法的比较。如果对设计的尺寸以及插入损耗进行限制，这类滤波器的rejection特性就会变得越明显。印刷谐振器的Unloaded质量因子(Q)小于100。

图4 使用了M/FILTER中的设计图，分别用机械铣制和化学蚀刻方法制作了滤波器。

因此，如果定义一个小于10%的3-dB的带宽，结果就会有超过3-dB的插入损耗。实际测量使用了来自Agilent技术公司(Santa Rosa, CA)的型号为8720C的自动向量网络分析仪(VNA)(图5)。

图5 机械方法和化学方法得到的电路板的测量值比较。

铣制电路的中心频率更接近电脑预测值，而蚀刻电路的则略显高了一些。实际上，用两种方法得到的电路在表面上看并没有明显的差别。不过从显微镜下面观察，我们可以发现，铣制电路和实际设计的偏差在+0.5 to +1.0 mil，而蚀刻电路在+2.0 to +5.0 mil之间。

铣制电路(图6a)与原始设计图符合得更好，所铣的线路更为方正，形状与电磁 (EM)CAD的定义符合的更好。相较而言，蚀刻工艺得到的线路边缘更为圆滑(图6b)。对所有样品，滤波器的带宽都在规定的范围内，但是插入损耗(定义约在2dB)都比预期的大：铣制的为5dB，蚀刻的为3dB。

图6 机械铣制的滤波器电路边缘更为尖锐(a)，棱角鲜明，化学蚀刻则不同(b)。

从M-FILTER 能够导出DXF文件，这个文件被用来生成雕刻机用的加工文件。铣制这个滤波器大约花了15分钟时间，包括用内置软件处理数据的时间。而用蚀刻方法的板子，从外发到收到成品板需要5天的时间。这两个样品使用了同样的材料(Roger 4350层压板)用不同的工艺制作完成。最终测试结果表明，机械铣制电路与化学蚀刻所得电路在电气性能上都与电磁分析软件所给的结果非常接近。电磁模拟使用了Applied Wave Research (El Segundo, CA)的微波办公软件包。

这个项目最初希望回答的问题是，用机械方法铣制的样品微波滤波器是否和使用化学蚀刻方法制得的滤波器等效。由于样品板工作的目的是获得一个令人满意的设计，因此最重要是的电路能够正常工作。尽管两种途径获得的滤波器并不是在每一个方面都相同，但是它们都能满足样品板的一般要求。

更重要的差别是两种方法所耗费的时间。由于大多数的高频设计总是反复再反复，能不能尽快的完成样品板的制作，以便尽可能实时的改进设计就尤显重要了。如果每块板子都要等上5天的时间，工程师将不得不把设计先搁在一边了。对于某些时间很紧的项目来说，这可以成为一个大麻烦。

我们发现，铣制的线路能够准确反映CAD分析的结果，并且可以为大量生产时应用蚀刻方法可能需要做的修正提出建议。综合考虑以上内容，设计者有理由相信，机械铣制方法在制作新的高频元件的样品电路方面与蚀刻方法一样有效。