matlab-write-pcb-layout

将 PCB 布局写入制造文件

适用场景

• 将 pcbComponent 或 pcbStack 设计导出为 Gerber 制造文件
• 为 PCB 导出选择和配置 RF 连接器（SMA、SMB、MMCX 等）
• 为特定的 PCB 制造服务（OSH Park、Seeed、Advanced Circuits）设置输出格式
• 将 RFConnector 对象附加到目录组件，以进行带屏蔽分析
• 从 MATLAB RF 设计生成完整的制造文件包

不适用场景

• 将 Gerber 文件导入 MATLAB — 使用 matlab-read-pcb-layout
• 构建 PCB 设计本身 — 使用 matlab-assemble-pcb-layout 或相关设计技能
• 运行 EM 分析 — 使用 matlab-analyze-em

典型工作流

1. 之前： 使用设计技能或 matlab-assemble-pcb-layout 创建 pcbComponent；使用 matlab-analyze-em 验证性能；如有需要，使用 matlab-optimize-pcb-design 进行调优
2. 本技能： 添加连接器并设置制造格式，然后导出为 Gerber

快速参考

任务	代码
导出 Gerber 文件	[A,g] = gerberWrite(pcb, W, {C1,C2})
SMA 连接器	C = PCBConnectors.SMA_Cinch
边缘发射 SMA	C = PCBConnectors.SMAEdge_Samtec
PCB 服务写入器	W = PCBServices.OSHParkWriter
自定义写入器	W.Filename = 'name'; W.CoordUnits = 'mm'
RF 连接器对象	rc = RFConnector
为 PCB 设计连接器	rc = design(RFConnector, pcb)

gerberWrite — 导出为制造文件

gerberWrite 函数可从 pcbComponent 生成制造文件。

基本导出

p = pcbComponent;   % Your designed component
W = PCBServices.OSHParkWriter;
W.Filename = 'my_design';          % Controls output zip/folder name (default: 'untitled')
C1 = PCBConnectors.SMA_Cinch;
C2 = PCBConnectors.SMA_Cinch;

[A, outputPath] = gerberWrite(p, W, {C1, C2});

输出

gerberWrite 会生成包含 Gerber 文件和钻孔文件的文件夹：

• 顶层/底层铜层
• 阻焊层
• 丝印层
• 钻孔文件
• 板框

输出 A 是一个包含导出元数据的 PCBWriter 对象。outputPath 是生成文件的路径。

PCBWriter 对象

PCBWriter 对象用于控制导出设置。

属性

属性	说明
Design	包含 PCB 设计数据的结构体
Writer	PCB 服务写入器（输出格式）
Connector	连接器对象的元胞数组
UseDefaultConnector	未指定连接器时使用默认连接器
ComponentBoundaryLineWidth	外框线宽
PCBMargin	组件周围额外的板边距（m）
Soldermask	'both'、'top'、'bottom' 或 'none'
Solderpaste	逻辑值 — 是否生成锡膏层
Font	丝印上的文本字体

PCBConnectors — 连接器目录

为导出的电路板添加标准 RF 连接器。

可用连接器（25 种内置类型）

类别	连接器
SMA 5 焊盘	SMA、SMA_Cinch、SMA_Multicomp
SMA 边缘发射	SMAEdge、SMAEdge_Cinch、SMAEdge_Samtec、SMAEdge_Amphenol、SMAEdge_Linx
SMB/SMC	SMB_Johnson、SMB_Pasternack、SMC_Pasternack、SMCEdge_Pasternack
MMCX	MMCX_Cinch、MMCX_Samtec
IPX/U.FL	IPX_Jack_Lighthorse、IPX_Plug_Lighthorse、UFL_Hirose
同轴电缆	Coax_RG11、Coax_RG58、Coax_RG59、Coax_RG174
半刚性电缆	Semi_020、Semi_034、Semi_047、Semi_118

通过 PCBConnectors.<type> 访问。所有连接器都有以下通用属性：Type、Mfg、Part、Annotation、Impedance（默认值：50 欧姆）、Datasheet、Purchase。

5 焊盘连接器属性：TotalSize、GroundPadSize、SignalPadDiameter、PinHoleDiameter、IsolationRing、VerticalGroundStrips

边缘发射连接器属性：GroundPadSize、GroundSeparation、GroundPadIsolation、SignalPadSize、SignalGap、SignalLineWidth、EdgeLocation（'north'|'south'|'east'|'west'）、ExtendBoardProfile、FillGroundSide

同轴连接器属性：PinDiameter、DielectricDiameter、ShieldDiameter、AddThermals、ThermalsDiameter、ThermalsBridgeWidth

在 Gerber 导出期间，连接器会放置在馈电位置。它们定义焊盘封装和钻孔图案。

PCBServices — 制造服务写入器

写入器用于为特定制造服务配置输出。

可用服务（5 个内置写入器）

服务	描述
PCBServices.GerbLookWriter	GerbLook 在线查看器
PCBServices.ZofZWriter	ZofZ 3-D Gerber 查看器
PCBServices.AdvancedCircuitsWriter	Advanced Circuits 制造服务
PCBServices.SeeedWriter	Seeed Studio 制造服务
PCBServices.OSHParkWriter	OSH Park 制造服务

每个写入器都会根据制造厂的命名和图层约定格式化 Gerber 文件。

PCBServices 的关键属性： Filename、CoordUnits（'in'/'mm'）、CoordPrecision、CreateArchiveFile、DefaultViaDiameter、UseExcellon、BoardProfileFile、SameExtensionForGerberFiles、PostWriteFcn、Files

% Customize a service writer
w = PCBServices.AdvancedCircuitsWriter;
w.Filename = 'my_antenna';
w.CoordUnits = 'mm';
w.CoordPrecision = [3 4];

RF 连接器

RFConnector 用于建模连接到 PCB 结构的同轴连接器（SMA、SMB 等）。

rc = RFConnector;
rc.InnerRadius  = 5e-4;      % Center pin radius
rc.OuterRadius  = 1.5e-3;    % Outer conductor radius
rc.PinLength    = 3e-3;      % Pin insertion depth
rc.PinFootprint = 'Taper';   % 'Taper' or 'Circular'
rc.EpsilonR     = 1.7341;    % Dielectric fill permittivity
rc.Impedance    = 50;        % Characteristic impedance

附加到目录对象

将 Connector 附加到目录对象（例如 microstripLine）需要设置 IsShielded = true：

m = microstripLine;
m.IsShielded = true;          % Required before setting Connector
m.Connector = RFConnector;
show(m);

为 pcbComponent 进行设计

design() 会自动调整连接器尺寸，使其与 PCB 对象匹配。这需要基于 FEM 的 pcbComponent — 目录对象（如 microstripLine）不支持 FEM：

pcb = pcbComponent;           % Must be pcbComponent with SolverType='FEM'
pcb.SolverType = 'FEM';
rc = design(RFConnector, pcb);

从设计到制造的完整工作流

%% Design a filter
f = design(filterCoupledLine, 3e9);

%% Analyze
freq = linspace(1e9, 5e9, 101);
sp = sparameters(f, freq, 'SweepOption', 'interp');
rfplot(sp);

%% Export for manufacturing (convert to pcbComponent first)
pcb = pcbComponent(f);
W = PCBServices.OSHParkWriter;
C1 = PCBConnectors.SMA_Cinch;
C2 = PCBConnectors.SMA_Cinch;
[A, gPath] = gerberWrite(pcb, W, {C1, C2});

注意事项

1. 连接器兼容性：并非所有连接器都适用于所有板厚。SMA 边缘发射连接器以标准基板高度为前提。请检查连接器焊盘尺寸是否与电路板匹配。

2. Gerber 光圈限制：复杂的曲线几何形状在 Gerber 格式中可能会用多边形近似。导出期间，非常精细的特征可能会损失分辨率 — 请检查目标制造服务支持的最小特征尺寸。

3. 多个连接器需要使用元胞数组：将多个连接器传递给 gerberWrite 时，请将它们包装在元胞数组中：gerberWrite(pcb, W, {C1, C2})。对象数组 [C1, C2] 会导致错误。

4. gerberWrite 需要 pcbComponent 或 pcbStack：gerberWrite 不适用于目录对象（例如 microstripLine、filterHairpin）。如有需要，请先转换为 pcbComponent。

5. 目录对象上的连接器需要 IsShielded。 在目录对象（microstripLine 等）上设置 obj.Connector = RFConnector 会导致错误：“SolverType property must be set to 'FEM'”，除非先设置 obj.IsShielded = true。目录对象不直接支持 FEM — 请使用 IsShielded = true 启用 MoM 屏蔽模式。design(RFConnector, obj) 仅适用于 SolverType='FEM' 的 pcbComponent 对象。

6. IsShielded 与有限电导率冲突。 设置 IsShielded = true 会启用类似 FEM 的内部求解器路径。如果同时设置 Conductor = metal("Copper")（有限电导率），则会出现错误：“FEM solver does not support finite conductivity. Set conductivity of conductor to Inf.” 使用 IsShielded = true 或 Connector 时，请让 Conductor 保持默认值（PEC）。

7. 对 pcbcascade 结果使用 gerberWrite。 pcbcascade 会返回一个 pcbComponent，可将其直接传递给 gerberWrite。不过，请确认端口数量与连接器数量匹配 — pcbcascade 会合并端口并移除已连接的端口，因此最终保留的端口数量可能与输入组件不同。

8. IsShielded 会将求解器切换为 FEM — 影响扫描选项。 设置 IsShielded = true 会将内部求解器切换为 FEM。'SweepOption', 'interp' 插值扫描针对 MoM 设计，在 FEM 下可能不可用或表现不同。请在添加 IsShielded 进行导出之前运行 S 参数分析，或使用 FEM 离散频率扫描。

相关技能

• matlab-read-pcb-layout — 从 Gerber、ODB++ 和 Allegro 导入布局
• matlab-assemble-pcb-layout — 使用形状构建自定义 PCB 结构
• matlab-analyze-em — 导出前运行 EM 分析

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