PCB 制板、BOM 与贴片坐标

本页面向计划自行生产或委托代工 ATOM01 系列机器人核心电路板的开发者，系统梳理 V1.0 分立模块与 V2.0 集成主板的 Gerber 制板包、物料清单（BOM） 与 贴片坐标（Pick & Place / CPL） 三类交付物的结构、命名规范及下单要点。掌握这些文件的语义与依赖关系，是确保从设计文件到可装配硬件无缝转化的关键。

Sources: README_cn.md

架构演进：从分立模块到三合一集成板

ATOM01 硬件经历了从 功能分散 到 高度集成 的架构跃迁。V1.0 时代，电源管理与 CAN 通讯分别由两块独立 PCB 承担：Roboto_Power 负责 48V 电池输入与六路 XT30 分电，Roboto_Usb2Can 负责将上位机 USB 扩展为四路独立 CAN 总线。V2.0 则将 48V 转 5V 降压、分电枢纽与 USB 转 CAN 整合为单块 RBE_Board V2.0（RBE_PWR_HUB V2.1），尺寸压缩至 80mm × 60mm，内部走线与连接器故障点大幅减少。理解这一演进有助于评估制板复杂度：V2.0 单板的 BOM 行数达 72 项、贴片坐标超过 190 个元件位，而 V1.0 两块板合计约 42 项 BOM 行与 175 个坐标点，但涉及两次制板与两套夹具。

Sources: README_cn.md, V2.0/roboto_origin_pcb/README_cn.md

制造文件交付体系

无论 V1.0 还是 V2.0，每个 PCB 子项目的交付包均采用统一的三层目录结构，分别对应 设计文档、制板文件 与 装配文件。这种分层约定使代工厂或 SMT 产线能够快速定位所需数据。

PCB 项目根目录
├── 00_Docs/          # 原理图 PDF、3D STEP、接口渲染图
├── 01_Gerber/        # 制板所需的 Gerber 与钻孔文件压缩包
└── 02_Assembly/      # BOM.xlsx + PickAndPlace.xlsx

下表汇总了当前仓库中全部可交付的制造文件实体：

版本	模块/单板	Gerber 文件	BOM 文件	贴片坐标文件
V2.0	RBE_PWR_HUB V2.1	Gerber_RBE_PWR_HUB_V2.1_2026-04-09.zip	BOM_三合一V2.1_RBE_PWR_HUB_V2.1_2026-04-09.xlsx	PickAndPlace_RBE_PWR_HUB_V2_1_2026_04_09.xlsx
V1.0	Roboto_Power	POWER_BOARD_GERBER_V1.0.zip	BOM_POWER_BOARD-V1.0.xlsx	PickAndPlace_POWER_BOARD_V1_0.xlsx
V1.0	Roboto_Usb2Can	Gerber_Roboto_uUsb2Can_V1.0_1_2026-4-8.zip	BOM_Roboto_uUsb2Can_V1.0_1_2026-4-8.xlsx	PickAndPlace_Roboto_uUsb2Can_V1.0_1_2026-4-8.xlsx

Sources: V2.0/roboto_origin_pcb/README_cn.md, V1.0/atom01_pcb/Roboto_Power/README_cn.md, V1.0/atom01_pcb/Roboto_Usb2Can/README_cn.md

Gerber 制板文件解析

Gerber 压缩包是 PCB 裸板制造的底层语言。仓库中的所有 Gerber 均采用 RS-274X 格式，并附带钻孔（Drill）与飞针测试（FlyingProbeTesting.json）数据，可直接上传至 JLCPCB、PCBWay 等主流平台。

文件层语义对照

以下以 V2.0 RBE_PWR_HUB V2.1 的 Gerber 包为例，说明各文件在 4 层板中的角色。V1.0 的两块板同样遵循此命名体系：

文件扩展名/命名	层含义	制造用途
`.GTL`	Top Layer	顶层铜箔走线
`.G1`	Inner Layer 1	内层 1（通常为电源或地平面）
`.G2`	Inner Layer 2	内层 2（通常为信号或地平面）
`.GBL`	Bottom Layer	底层铜箔走线
`.GTO`	Top Silkscreen	顶层丝印（位号、极性、Logo）
`.GBO`	Bottom Silkscreen	底层丝印
`.GTS` / `.GBS`	Top / Bottom Solder Mask	阻焊层开窗
`.GTP` / `.GBP`	Top / Bottom Paste Mask	锡膏层（SMT 钢网依据）
`.GKO`	Board Outline	板框与 V-Cut 定义
`.GDL`	Document Layer	辅助文档层
`.DRL`	Drill Files	PTH/NPTH/过孔钻孔数据
`FlyingProbeTesting.json`	飞针测试	裸板电气连通性测试脚本

上述所有板卡均包含 4 层铜箔结构（Top + Inner1 + Inner2 + Bottom），具备完整的电源平面与良好的高速信号回流路径，满足 48V 大电流与 CAN 差分信号的 EMC 要求。

Sources: V2.0/roboto_origin_pcb/01_Gerber/Gerber_RBE_PWR_HUB_V2.1_2026-04-09.zip, V1.0/atom01_pcb/Roboto_Power/01_Gerber/POWER_BOARD_GERBER_V1.0 .zip, V1.0/atom01_pcb/Roboto_Usb2Can/01_Gerber/Gerber_Roboto_uUsb2Can_V1.0_1_2026-4-8.zip

BOM 物料清单结构

BOM（Bill of Materials）是 SMT 产线备料与采购的唯一依据。仓库中的 BOM 均以 .xlsx 格式提供，列头兼容主流国产元器件平台（立创商城 LCSC），便于一键匹配库存与型号。

列定义与填报规范

以 V2.0 RBE_PWR_HUB V2.1 的 BOM 为例，其包含 10 列核心信息：

列名	说明	示例值
`No.`	行号	`1`
`Quantity`	单板用量	`4`
`Comment`	元件注释（常作位号搜索键）	`100uF`
`Designator`	原理图位号	`C1,C21,C65,C66`
`Footprint`	PCB 封装名	`CAP-SMD_BD10.0-L10.3-W10.3-LS11.0-FD`
`Value`	标称值	`100uF`
`Manufacturer Part`	制造商型号	`JVJ80V100M10x10`
`Manufacturer`	制造商	`JIERR(捷而瑞)`
`Supplier Part`	供应商商品编号	`C46550424`
`Supplier`	供应商平台	`LCSC`

V1.0 的 BOM 结构略有简化：Roboto_Power 的 BOM 仅有 No.、Quantity、Comment、Designator、Footprint、Value、Device 七列，因其以连接器和无源件为主，无需复杂的芯片供应商映射；Roboto_Usb2Can 的 BOM 则介于两者之间，覆盖了 36 行元件数据，包含大量 0402 封装的去耦电容与四路独立的 CAN 收发芯片周边器件。

从复杂度来看，V2.0 单板的 BOM 高达 72 行，涵盖高耐压电解电容、大功率电感、Type-C 连接器及多路 DC-DC 控制器，对 SMT 产线的元件库覆盖度要求更高。

Sources: V2.0/roboto_origin_pcb/02_Assembly/BOM_三合一V2.1_RBE_PWR_HUB_V2.1_2026-04-09.xlsx, V1.0/atom01_pcb/Roboto_Power/02_Assembly/BOM_POWER_BOARD-V1.0.xlsx, V1.0/atom01_pcb/Roboto_Usb2Can/02_Assembly/BOM_Roboto_uUsb2Can_V1.0_1_2026-4-8.xlsx

PickAndPlace 贴片坐标规范

贴片坐标文件（又称 CPL / Component Placement List）告诉 SMT 贴片机的机械臂：每个元件应放在 PCB 的什么位置、旋转多少度、在哪一面。仓库中所有坐标文件均以 毫米（mm） 为单位，基于 PCB 设计原点。

坐标文件列语义

以 V2.0 RBE_PWR_HUB V2.1 的坐标文件为例，列定义如下：

列名	说明	典型值
`Designator`	原理图位号	`U2`
`Device`	器件型号	`XT30PW(2+2)-M.G.B`
`Footprint`	PCB 封装	`CONN-TH_4P-XT30PW-M`
`Mid X` / `Mid Y`	元件几何中心坐标	`18.687mm` / `-29.037mm`
`Ref X` / `Ref Y`	参考点坐标（通常与中心重合）	`18.687mm` / `-29.037mm`
`Pad X` / `Pad Y`	首焊盘坐标（用于极性校验）	`14.222mm` / `-27.422mm`
`Pins`	引脚数	`4`
`Layer`	装配层	`T`（Top）或 `B`（Bottom）
`Rotation`	旋转角度（度）	`0`、`90`、`180`、`270`
`SMD`	是否为贴片件	`Yes` 或 `No`
`Comment` / `Name`	注释与名称	与 BOM 对应

V1.0 的 USB2CAN 坐标文件额外包含 Value、Type、Supplier、Datasheet 列，可直接在贴片机程序中绑定 LCSC 采购链接，实现从坐标到备料的一体化追溯。需要特别关注的是 SMD 列：V2.0 单板中既有大量表贴阻容（SMD=Yes），也有大功率的 XT60/XT30 连接器与部分测试焊盘（SMD=No），这些插件需要在 SMT 之后通过波峰焊或手工补焊完成。

Sources: V2.0/roboto_origin_pcb/02_Assembly/PickAndPlace_RBE_PWR_HUB_V2_1_2026_04_09.xlsx, V1.0/atom01_pcb/Roboto_Power/02_Assembly/PickAndPlace_POWER_BOARD_V1_0.xlsx, V1.0/atom01_pcb/Roboto_Usb2Can/02_Assembly/PickAndPlace_Roboto_uUsb2Can_V1.0_1_2026-4-8.xlsx

SMT 下单与制板流程

将设计文件转化为实体 PCB 需要经历 Gerber 审板 → BOM 配单 → 坐标对齐 → 贴片打样 四个阶段。以下流程图展示了推荐的标准作业路径，适用于 V1.0 与 V2.0 任一版本：

flowchart TD
    A[下载 Gerber / BOM / PnP] --> B{选择制板服务商}
    B -->|JLCPCB / PCBWay / 捷配| C[上传 Gerber 压缩包]
    C --> D[确认层叠: 4层板<br/>确认板厚: 默认1.6mm]
    D --> E[上传 BOM.xlsx]
    E --> F[上传 PickAndPlace.xlsx]
    F --> G[匹配元件库存<br/>替换缺货物料]
    G --> H[确认贴片层: Top / Bottom]
    H --> I[生成工程确认单<br/>核对极性 0402/0603]
    I --> J[SMT 打样: 5~10片]
    J --> K[手工补焊插件<br/>XT60/XT30/Type-C]
    K --> L[上电测试: 5V输出<br/>CAN 回环验证]

在此流程中，坐标对齐是最易出错的环节。由于不同 EDA 工具导出的坐标原点定义不同，建议在下单前将 Mid X / Mid Y 与 PCB 边框（GKO 层）进行可视化叠加，确保所有坐标点落在板框内部。V2.0 的坐标文件中已包含负坐标值（如 -54.882mm），这表示该板以中心为原点，直接上传通常无需额外偏移。

Sources: V2.0/roboto_origin_pcb/02_Assembly/PickAndPlace_RBE_PWR_HUB_V2_1_2026_04_09.xlsx

版本对照与制造建议

不同版本的硬件在制造策略上存在显著差异。下表从制板复杂度、SMT 可贴率与插件工作量三个维度进行对比，帮助开发者根据预算与产能选择路径：

评估维度	V2.0 RBE_Board（推荐）	V1.0 Power + USB2CAN（ Legacy ）
单板/套数	1 块单板	2 块板，需分别下单
BOM 行数	72 行（高集成）	Power 6 行 + USB2CAN 36 行
贴片坐标数	~196 个元件位	Power ~16 + USB2CAN ~159
0402 占比	高（大量去耦电容）	USB2CAN 高，Power 无
大电流插件	XT60 ×1、XT30 ×4、Type-C ×1	XT60 ×1、XT30 ×6
特殊工艺	双面贴装、大电解电容限高	双面贴装较少
量产建议	适合批量 SMT，单板成本低	维护旧硬件时按需补产

对于新入门的开发者，强烈建议直接采用 V2.0 集成板。其单块板即可替代 V1.0 的两块功能板，内部互联由板内铜箔完成，避免了 V1.0 中多块板之间的线束与接插件故障风险。若仍需维护 V1.0 硬件，可优先外发 USB2CAN 的 SMT，而 Power 板元件极少，手工焊接更为经济。

Sources: README_cn.md

关键注意事项

极性与方向性元件：V2.0 与 V1.0 的 BOM 中均包含铝电解电容、TVS 二极管、LED 等极性元件。尽管坐标文件提供了 Rotation 与 Pad X/Y 用于极性校验，仍建议在首件确认时对照原理图 PDF（如 SCH_RBE_PWR_HUB_V2.1_2026-04-09.pdf）逐位核对丝印极性标识。
大电流走线的裸铜要求：Power 板与 V2.0 集成板均承载 48V 电机总电流，部分功率路径在 Gerber 中采用裸铜或开窗设计以提升载流能力。上传 Gerber 时请勿修改阻焊层默认参数，以免降低过流能力。
插件后焊顺序：XT60/XT30 等大电流连接器引脚较粗，若与贴片元件同面，建议先完成 SMT 回流焊，再手工插入插件进行补焊，避免插件高温变形影响贴片精度。
V1.0 USB2CAN 固件预烧录：V1.0 的 USB2CAN 板在贴片完成后，还需通过背部 4 组 SWD 接口依次烧录四路 CAN 控制芯片固件，这部分不属于 SMT 制程，需单独规划工装与测试流程。

Sources: V1.0/atom01_pcb/Roboto_Power/README_cn.md, V1.0/atom01_pcb/Roboto_Usb2Can/README_cn.md, V2.0/roboto_origin_pcb/00_Docs/SCH_RBE_PWR_HUB_V2.1_2026-04-09.pdf

延伸阅读与下一步

完成 PCB 制造与贴片后，建议按以下顺序继续推进：

若需理解 V2.0 集成主板的系统级架构与接口定义，请参阅 RBE_Board V2.0 集成主板架构与电源管理与接口定义。
若需配置 USB 转 CAN 的通讯拓扑与协议细节，请参阅 USB 转 CAN 通讯协议与拓扑。
若持有的是 V1.0 分立模块，请参阅 V1.0 分立模块参考（Power 与 USB2CAN）。
待板卡到手后，进入装配阶段前，请先阅读电气走线与接线规范以确保 48V 高压安全。