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1. 从原理图到实物板：TI电赛PCB打样前必须想清楚的几件事

参加过TI杯电子设计竞赛的人都有一个共识：方案定下来只是第一步，真正让作品从纸面走向实物、从“能跑仿真”变成“评委手里能摸到的板子”，PCB这一关绕不过去。尤其是这两年赛题越来越偏向电源类、高频类和控制类，板子的布局布线质量直接决定了系统能不能稳定工作。我见过太多队伍，代码写得漂亮、算法调得精准，结果板子一上电就啸叫、ADC采样全是噪声、无线模块通信距离缩水一半——问题全出在PCB上。

这篇内容就是围绕“TI电赛开发板PCB实战”这个主题，把从设计完成到嘉立创免费打样拿到手板的全流程拆开来讲。核心关键词包括TI电赛、PCB、嘉立创、Gerber、打样，适合正在准备电赛的本科生、刚接触PCB设计的新手，以及想薅嘉立创免费打样羊毛但一直没搞明白流程的朋友。我会重点讲清楚三件事：第一，电赛板子在设计阶段有哪些和普通项目不一样的地方；第二，Gerber文件到底怎么导出才不会出错；第三，嘉立创免费打样的优惠券怎么用、有哪些坑。

先泼一盆冷水：免费打样不是“随便画完扔上去就行”。嘉立创的免费额度有明确的尺寸、层数、工艺限制，Gerber文件但凡有一个层搞错，审核不通过是小事，做出来板子短路或者丝印错位才是真的耽误时间。电赛的时间窗口很紧，通常从拿到题目到提交作品只有四天三夜，PCB打样如果卡在审核或者返工上，基本等于宣判死刑。所以下面这些内容，建议你在动鼠标画板子之前就先看一遍。

2. 电赛开发板的PCB设计约束：和普通项目到底差在哪

2.1 时间压力下的布局策略：先保功能，再谈美观

普通项目做PCB，你可以花一周时间慢慢调整布局、优化走线、反复DRC检查。电赛不行。四天三夜里，PCB设计最多只能占半天到一天。这意味着你的布局策略必须是“功能优先”——先把必须靠近的器件放一起，把必须短的路走短，剩下的能连通就行。

具体来说，电赛板子上通常有几类关键器件需要优先处理。电源模块（比如TI的TPS系列或者LM系列稳压芯片）必须放在板子边缘靠近电源输入口的位置，输入滤波电容紧贴芯片引脚，这是为了减小输入回路的面积，降低EMI。MCU或者DSP放在板子中央偏上的位置，方便向四周扇出。模拟信号链路（运放、ADC前端）要远离电源和数字部分，如果板子空间允许，最好用铺地隔离。无线模块（比如蓝牙或者WiFi模块）必须放在板子边缘，天线朝外，下方禁止铺铜或者走线。

我个人的经验是，电赛板子用双层板就够了，除非题目明确要求高频或者高密度。双层板打样快、成本低（嘉立创免费），而且调试的时候方便飞线。四层板虽然信号完整性好，但打样周期长一天，对电赛来说这一天可能就是生与死的差别。

2.2 线宽与电流：别让走线成了保险丝

电赛题目里电源类占比很高，走线宽度不够导致板子发热甚至烧断的情况我见过不止一次。这里给一个实用的对照表，基于1盎司铜厚、温升10摄氏度的条件：

注意这是外层走线的数据，内层因为散热条件差，线宽要再放大1.5倍左右。电赛板子上如果有大电流路径（比如电机驱动、功率放大），建议直接铺铜而不是走线，铺铜的载流能力比同等宽度的走线强得多。

还有一个容易被忽略的点：过孔载流。一个0.3mm孔径的过孔大约能过1A电流，如果你需要3A的载流能力，至少放3到4个过孔并联。我见过有人用一个过孔过大电流，结果比赛现场过孔发热把板子烧糊了。

2.3 去耦电容的放置：不是放了就行，位置决定效果

每个芯片的电源引脚旁边都要放去耦电容，这个大家都知道。但“旁边”到底是多旁？答案是：越近越好，理想情况下电容焊盘和芯片电源引脚之间的距离不超过2mm。超过去耦效果急剧下降。

电赛板子上常见的错误是：把去耦电容放在芯片背面或者板子另一侧，觉得“反正电气上是连着的”。实际上，过孔和走线的寄生电感会让高频去耦效果大打折扣。正确的做法是：电容放在芯片同一面，先经过电容再进芯片引脚，走线尽量短粗。

对于MCU和数字芯片，0.1uF的陶瓷电容是标配，每对电源引脚配一个。对于模拟芯片和运放，除了0.1uF还要加一个10uF的钽电容或者电解电容做低频去耦。电源入口处放一个100uF以上的大电容做储能。

3. Gerber文件导出：AD和嘉立创EDA两条路线的实操细节

3.1 用Altium Designer导出Gerber：层设置是最大的坑

AD是电赛队伍用得最多的PCB设计工具，但它的Gerber导出界面选项多、术语绕，第一次导很容易漏层或者多导。下面是我常用的导出流程，以AD20及以上版本为例。

第一步，在PCB界面下点击File → Fabrication Outputs → Gerber Files。弹出的对话框里，General选项卡的Units选Inches，Format选2:5，这个精度足够嘉立创使用。Layers选项卡是重点：在Plot Layers下拉菜单里选“Used On”，这样AD会自动勾选你用到的层。然后手动确认以下几层必须勾上：Top Layer、Bottom Layer、Top Overlay（丝印）、Bottom Overlay、Top Solder（阻焊）、Bottom Solder、Keep-Out Layer（如果板子有外形框的话）。

注意：Mechanical Layer不要勾，嘉立创不需要。如果板子外形画在Mechanical Layer上，需要先把外形复制到Keep-Out Layer，或者单独导一个Mechanical Layer作为板框参考。

Drill Drawing选项卡里，勾选“Drill Drawing”和“Drill Guide”，这两层是钻孔信息，嘉立创需要。Apertures选项卡保持默认即可。Advanced选项卡里，Film Size选“Fit to film”，其他默认。

点击OK后，AD会生成一堆.cam文件。这些不是最终给嘉立创的文件。你还需要单独导出钻孔文件：点击File → Fabrication Outputs → NC Drill Files，格式选2:5，其他默认，点击OK。生成的.drl文件要和之前的Gerber文件放在同一个文件夹里。

最后，把所有Gerber文件和钻孔文件打包成ZIP压缩包。嘉立创支持直接上传ZIP，它会自动解析。我建议在压缩之前，用CAM350或者嘉立创的在线Gerber查看器检查一遍，确认每一层都正确、没有多余的层、板框闭合。

3.2 用嘉立创EDA导出Gerber：简单但不代表可以随便

嘉立创EDA（专业版）的Gerber导出流程比AD简单得多，因为它是为嘉立创自己的生产线优化的。点击文件 → 导出 → Gerber，弹出的对话框里选择“导出Gerber和钻孔文件”，然后选择输出目录即可。

但简单不代表没有坑。嘉立创EDA默认会导出所有用到的层，但有时候如果你在顶层画了板框，它可能不会自动识别为板框层。正确的做法是：在图层管理器里确认“板框层”已经正确设置，通常是用“BoardOutline”层来画板子外形。如果没有设置板框层，导出的Gerber里板子外形可能是缺失的，嘉立创审核时会报错。

另一个常见问题是丝印重叠。嘉立创EDA的DRC检查里有一项“丝印到焊盘间距”，如果丝印压到焊盘上，生产出来的板子丝印会印在焊盘上，影响焊接。导出之前一定要跑一遍DRC，把所有丝印冲突解决掉。

3.3 Gerber文件自检清单：上传之前花两分钟看一眼

不管用哪个软件导出，上传嘉立创之前建议对照这个清单检查一遍：

• 板框层是否闭合、是否有多余线条
• 顶层和底层走线是否完整、有没有断线
• 阻焊层是否覆盖了所有需要开窗的焊盘
• 丝印层有没有压焊盘、有没有超出板框
• 钻孔文件是否和Gerber文件匹配（孔位和孔径）
• 文件命名是否清晰（嘉立创会自动识别，但清晰的命名方便自己核对）

我自己的习惯是，导出Gerber之后先用嘉立创的在线Gerber查看器打开一遍，逐层勾选查看。这个查看器是免费的，而且模拟了嘉立创生产时的解析逻辑，能提前发现大部分问题。

4. 嘉立创免费打样全流程：从下单到收货的每一步

4.1 免费打样的资格和限制：先搞清楚规则再动手

嘉立创的免费打样政策这些年调整过好几次，目前（以我最近一次下单的经验为准）的规则大致是这样的：双层板，尺寸不超过100mm×100mm，数量5片，板厚1.6mm，铜厚1盎司，阻焊和丝印颜色默认绿色和白字，免收板费，但需要支付运费（通常10到12元）。如果你要选其他颜色（比如黑色阻焊、蓝色阻焊），或者要沉金工艺，那就需要额外付费。

免费打样的频率限制是每月两次（具体以嘉立创官网最新公告为准）。对于电赛来说，一个月两次基本够用——第一次打样验证功能，第二次打样修正问题。但如果你第一次打样就出了严重错误，第二次机会用掉之后就只能付费加急，成本就上去了。

提示：嘉立创经常有“新用户首单免费”或者“邀请好友得优惠券”的活动，电赛期间也可能有针对学生队伍的专项优惠。下单之前先去嘉立创的活动页面看一眼，能省则省。

4.2 下单流程：每一步都截图保存

嘉立创的下单流程是网页式的，整体不复杂，但有几个地方容易填错。

第一步，登录嘉立创官网，点击“PCB下单”或者“立即下单”。如果你已经有Gerber文件，直接点击“上传Gerber文件”，选择之前打包好的ZIP。嘉立创会自动解析文件，显示板子的层数、尺寸、孔数等信息。

第二步，确认板子参数。这里要仔细核对：层数是不是2层、尺寸是不是在100×100以内、板厚是不是1.6mm。如果解析出来的尺寸超过100×100，免费打样就不适用了，系统会自动切换到付费报价。这时候你要么回去把板子改小，要么接受付费。

第三步，选择工艺参数。阻焊颜色选绿色（免费），丝印颜色选白色（免费），表面处理选“有铅喷锡”（免费）或者“无铅喷锡”（可能加钱）。如果你做的是高频板或者需要长期保存的板子，可以选沉金，但电赛板子用喷锡完全够用。

第四步，填写收货信息。这里注意：收货地址要填学校或者实验室的地址，不要填家里，因为电赛期间你肯定在学校。另外，嘉立创的快递默认是顺丰或者京东，运费到付或者在线支付，选哪个都行。

第五步，提交订单，等待审核。嘉立创的审核通常在一两个小时内完成，如果Gerber有问题，审核人员会通过站内信或者电话联系你。所以提交订单之后要时不时看一眼手机和站内信，别错过了修改时间。

4.3 优惠券的使用：别让到手的羊毛飞了

嘉立创的优惠券分几种：免板费券、运费券、工艺升级券。免费打样本身已经免了板费，所以免板费券对你没用。真正有用的是运费券，能抵掉10到12元的运费。运费券的获取方式通常是：新用户注册、邀请好友下单、参加嘉立创的社区活动、或者电赛期间的学生认证。

使用优惠券的时机是在提交订单前的结算页面。在“优惠券”一栏点击“选择优惠券”，系统会列出你账户里可用的券。选中之后，订单金额会自动扣减。注意：优惠券通常有有效期，一般是7到30天，过期作废。所以拿到券之后尽快用掉，别等到打样的时候发现券过期了。

还有一个细节：优惠券和免费打样能不能叠加？答案是看券的类型。运费券可以和免费打样叠加，因为免费打样免的是板费，运费券抵的是运费，两者不冲突。但如果你用的是“免板费券”，那就和免费打样的免板费重复了，系统通常不会让你叠加使用。

5. 电赛PCB打样的实战避坑经验

5.1 板框画错导致审核不通过：最常见的低级错误

我见过最多的审核不通过原因是板框不闭合或者板框画在了错误的层。嘉立创要求板框必须是一个闭合的多边形，而且必须画在指定的板框层（通常是Keep-Out Layer或者Mechanical Layer，具体看嘉立创的解析规则）。如果你用线段拼了一个板框但拐角处没有闭合，或者板框有交叉，嘉立创的解析引擎会报错。

解决办法很简单：在AD里用Place → Line画板框时，确保每段线都是首尾相连的。画完之后用Tools → Convert → Create Region from Selected Primitives把线段转成闭合区域，或者直接用Place → Solid Region画一个实心区域作为板框。在嘉立创EDA里，直接用“板框层”画一个矩形或者多边形，系统会自动识别为闭合板框。

5.2 丝印压焊盘：生产出来才发现就晚了

丝印压焊盘这个问题在AD里不容易发现，因为AD的DRC默认不检查丝印到焊盘的间距。但嘉立创的生产线上，丝印是印在阻焊层之上的，如果丝印压到了焊盘，焊接的时候锡会沾到丝印上，导致虚焊或者外观不良。

预防办法：在AD里手动检查一遍丝印层，把所有压在焊盘上的丝印文字或者线条移开。或者用Design → Rules → Manufacturing里添加一个“Silk to Solder Mask”的规则，间距设为0.1mm，然后跑DRC。嘉立创EDA自带这个检查，跑一遍DRC就能发现。

5.3 拼版与V割：什么时候需要，什么时候不需要

电赛板子通常不需要拼版，因为嘉立创免费打样给5片，每片都是独立的。但如果你做的板子特别小（比如小于20mm×20mm），嘉立创可能会建议你拼版，因为太小的板子在产线上不好固定。拼版的方式有两种：V割和邮票孔。V割适合矩形板子，邮票孔适合异形板子。

拼版会增加审核时间，而且V割和邮票孔可能需要额外付费。电赛时间紧，我建议除非板子特别小，否则不要拼版，直接单片打样。如果板子确实太小，可以在板子周围加一圈工艺边，工艺边宽度5mm左右，用邮票孔和主板连接，这样嘉立创产线能固定，打完样回来自己掰开就行。

5.4 快递延误的应对：提前下单，留足缓冲

嘉立创的免费打样通常需要3到5天的生产周期，加上快递时间，从下单到收货大概5到7天。电赛只有四天三夜，如果你在比赛第一天才能把Gerber发出去，那肯定来不及。所以我的建议是：在比赛前就把板子画好、Gerber导好、甚至提前下单。很多电赛队伍会在赛前准备阶段就把常用的模块板（比如电源板、MCU最小系统板）打好样，比赛时直接拿现成的板子用，只把题目特有的部分飞线或者用洞洞板补上。

如果实在来不及，嘉立创有加急服务，但需要额外付费，而且加急也不一定能保证在比赛时间内送到。所以最稳妥的办法还是提前准备。

6. 从打样到焊接：拿到板子后的第一件事

板子到手之后，别急着上电。先做三件事：目视检查、万用表测短路、对照Gerber确认关键网络。

目视检查主要看：板子有没有明显的划伤、阻焊有没有起泡、丝印有没有模糊、焊盘有没有氧化。嘉立创的品控整体不错，但偶尔也会有运输过程中的磕碰。万用表测短路是必须的：把万用表调到蜂鸣档，测一下电源和地之间的电阻，如果蜂鸣器响了，说明有短路，赶紧排查。对照Gerber确认关键网络：比如电源网络的走线宽度、关键信号线的走向，确认和设计一致。

焊接的时候，电赛板子上通常有0402或者0603的阻容，还有QFN封装的芯片。我的经验是：先焊矮的、再焊高的，先焊阻容、再焊芯片、最后焊连接器。QFN芯片用热风枪吹的时候，先在焊盘上涂一层薄薄的锡膏，放上芯片，用热风枪调280度左右，风量调小，对着芯片周围吹，看到锡膏融化、芯片自动归位就行了。吹完之后用放大镜检查一下有没有连锡。

提示：电赛现场通常有热风枪和烙铁，但焊锡膏不一定有。建议自己带一小管焊锡膏和助焊剂，关键时刻能救命。

7. 关于嘉立创免费打样的一些个人体会

我从大二开始用电赛，到现在前前后后打了不下三十次样，嘉立创的免费额度基本每年都用满。最大的体会是：免费的东西不等于可以随便对待。嘉立创的审核越来越智能，Gerber里的小问题基本都能被查出来，但审核通过不代表板子做出来没问题。我遇到过审核通过但板子做出来丝印错位的情况，也遇到过板框解析错误导致板子尺寸不对的情况。所以每次上传Gerber之前，我都会用嘉立创的在线查看器逐层看一遍，确认无误再提交。

另一个体会是：优惠券要主动去找。嘉立创的优惠券不会自动送到你账户里，需要你去活动页面领、去社区签到、去邀请好友。电赛期间嘉立创通常会有学生专项活动，认证学生身份之后能领到额外的运费券。这些券虽然金额不大，但积少成多，一个赛季下来能省下一两百块。

最后说一个容易被忽略的点：嘉立创的免费打样不支持黑色阻焊和沉金。如果你做的板子对散热有要求（比如大功率电源板），绿色阻焊的辐射散热能力其实比黑色好，因为黑色吸收热量但不一定辐射出去。沉金工艺对高频信号有好处，但电赛板子用喷锡完全够用。所以免费打样的默认工艺，对电赛来说其实是最优解。

板子拿到手、焊好、上电跑通的那一刻，前面所有的折腾都值了。祝各位电赛顺利，板板一次过。