Altium Designer圆形非机械孔制作:Board Cutout全流程详解 画板这么多年我发现不少人对 Altium Designer 里“做孔”这件事有误解。放个 Via那是镀通孔放个 Pad 把 Hole Size 改大那是钻孔。可一旦你要做一个直径十几毫米的圆形非机械孔——天线净空区、外壳定位柱避让位、散热风道贯穿孔——常规的钻孔思路就完全走不通。这时候 AD 里的 Board Cutout 才是正解很多人却直到板厂打电话来问“这个开孔怎么处理”才想起它。这篇文章就围绕在 Altium Designer 中用 Board Cutout 精准创建圆形非机械孔这件事把概念、流程、参数控制和输出注意事项一次讲透。不管你是刚接触 PCB 设计的新手还是已经被板厂“教育”过的老工程师照着做基本都能避开大部分坑。1. Board Cutout 到底是什么先搞清楚它和机械孔的区别1.1 Board Cutout 的本质原理Board Cutout 在 AD 里是一个专门用来定义“板材镂空轮廓”的对象。它的工作方式很直白你画一个闭合的圆、圆角矩形或者任意多边形AD 会把这个轮廓在整个 PCB 板件上标记为需要物理切除的区域。加工时板厂不是拿钻头去钻这些小孔而是用铣刀沿着轮廓把基板切穿形成真正的贯穿孔洞。这个对象虽然显示在 Keep-Out 层禁止布线层上但它跟普通的 Keepout Track、Keepout Arc 完全是两码事。Keepout 线只告诉布线器“这里不能走线和铺铜”不会产生物理切割Board Cutout 则是对板材本身的切削定义制造完成后是一个真实的孔或槽。用一句话概括Keepout 是设计约束Board Cutout 是物理实体。放到铜箔层面看Board Cutout 的效果更明显。顶层覆铜、底层覆铜、中间电源层、地层不管正片还是负片所有层在这个轮廓范围内都不允许有铜箔。正片层表现为一块干净的挖空区负片层表现为铜区被断开。因为在铣削完成后这里已经没有任何板材所以任何层有铜都会悬空甚至短路AD 干脆把所有铜层一起避让干净。1.2 什么时候该用 Board Cutout什么时候不该用实际项目里很多人把 Board Cutout、Keep-Out 和钻孔三种概念混在一起导致板厂读图时一脸茫然。我的经验是分场景做决策大尺寸圆形孔直径通常大于 6~8mm优先用 Board Cutout。这种孔径已经超出了常规钻头规格而且成本上铣削一个几十毫米的孔和铣削一个几个毫米的异形槽差别不大用 Cutout 定义最合理。异形孔、十字孔、矩形槽、腰形孔必然用 Board Cutout。钻头只能钻圆孔异形轮廓只能靠铣刀AD 里没有比 Board Cutout 更直接的表达方式。天线下方的净空区、RF 走线需要铜完全挖空的区域强烈建议用 Board Cutout。有些工程师在天线投影区单纯画一个圆形禁止布线区结果铜箔照样铺过去射频性能马上劣化。标准圆形 NPTH非金属化孔直径在钻头标准系列内还是用钻孔更划算。比如 1.0mm、1.6mm、2.0mm 的定位孔板厂有标准钻头成本低精度高。螺丝头沉孔、塑胶热熔柱避让位这类既有大圆又有深度的结构需要跟结构工程师配合。PCB 的 Board Cutout 只负责切穿沉孔深度依赖板厂特殊工艺单独用 Cutout 表达不够。说到底Board Cutout 适合的是一类“既要切穿板材又不镀铜”的大尺度轮廓。它和机械钻孔的根本区别是加工方式不同一个靠铣刀轮廓切削一个靠钻头轴向钻削。这也是“非机械孔”这个概念容易让人头晕的地方——很多人以为“非机械孔”是指非机械方式生成的孔其实这里的重点在于它不是用普通钻孔流程做出来的孔。你要做的是让板厂知道这个孔是“铣出来的”而不是“钻出来的”。2. 动手前的准备图层、网格板框与设计规则2.1 Board Cutout 到底放哪一层Altium Designer 新版本中Place 菜单里直接选择 Board Cutout 命令后AD 会自动把对象归到 Keep-Out 层。这意味着你不需要手动切换工作层但需要在视图配置里保证 Keep-Out 层处于可见状态。打开 PCB 编辑器后按 L 键进入 View Configuration 面板在 Board Layers 列表中检查 Keep-Out 层是否勾选了显示。很多人画完 Board Cutout 后怎么看都看不到轮廓八成就是 Keep-Out 层被隐藏了。另外要注意这里的显示不要跟 Mechanical 层混在一起Board Cutout 默认就是 Keep-Out不是机械层。板框本身我建议单独画在 Mechanical 1 层或者使用 AD 的 Board Outline 模式。这样 Board Cutout 和板框能清晰区分。如果你老的项目习惯把板框也画在 Keep-Out 层画 Cutout 时就要特别留心别把板框和 Cutout 画在同一组封闭图形里否则板厂分不清哪些是外形、哪些是开孔。还有一个容易踩的雷Board Cutout 必须完全落在板框边界以内。如果圆形的边缘比板边还要往外凸哪怕只凸出 0.1mm制造端铣削时就会发现轮廓和板外形冲突。轻则板厂自动帮你裁剪掉多余部分重则直接判定设计错误来回邮件要一个礼拜。2.2 网格、捕捉与坐标精度控制圆形非机械孔讲究“精准”二字圆心位置和半径都不能太随意。AD 的默认捕捉网格是 0.5mm 或 1mm如果你要放的圆孔圆心坐标不是整数就很容易吸附到网格上造成偏移。我的习惯是在放置 Board Cutout 之前先做两件事按 CtrlG 打开 Snap Grid 设置把捕捉网格改成 0.1mm 或 0.25mm按 ShiftE 切换电气捕捉避免鼠标被附近的走线、焊盘、过孔“吸走”。如果板上已经有密密麻麻的走线电气捕捉会把你的圆心拉偏这个细节很容易被忽略。如果圆心位置非常明确比如要在板坐标 (25, 60) mm 的位置开一个圆心孔可以直接按 J、L 打开 Jump to Location 对话框输入 X25mm, Y60mm。鼠标会自动跳到这个点你再开始放置圆形轮廓圆心就落在精确坐标上。单位上按 Q 可以在 mm 和 mil 之间切换输入数值时也可以直接带单位比如输入 25mm 或 1000milAD 都能识别。2.3 针对 Board Cutout 的间距规则设置设计规则里如果没有单独给 Board Cutout 建约束它默认会套用全局 Clearance 规则。如果你的全局间距设成 0.2mm那 Board Cutout 边缘离铜箔的最小距离也是 0.2mm。这个值在实际生产中可能偏小考虑到铣刀有直径、板材有制造公差我建议圆孔边缘到附近铜箔的安全距离至少在 0.5mm 以上。在 Design → Rules → Electrical → Clearance 中添加一条新规则First object matches 选择 Advanced把 Query 写成 IsBoardCutoutSecond object matches 选择 All约束值设置为 0.5mm。这样 Board Cutout 到任何铜箔的距离都按 0.5mm 执行走线和覆铜会自动避让DRC 也不会误报。不要小看这个设置。我在一个项目里把天线净空圆 Board Cutout 直径做到 12mm中心附近还有一条电源走线当时没有专门设规则结果铺铜后 DRC 报了几十个违例调整起来非常痛苦。提前把规则建好后面铺铜、拉线都会省心很多。3. 精准创建圆形 Board Cutout 的完整流程3.1 方法一Place → Board Cutout 直接放置椭圆新版 Altium Designer 的放置命令很直观。在 PCB 编辑界面下点击菜单 Place → Board Cutout鼠标变为十字光标进入放置状态。这时按 Tab 键打开属性面板可以看到 Board Cutout 有多种放置模式包括矩形、多边形、椭圆等。要创造圆形选择 Ellipse 模式。鼠标先点击确定圆心位置然后拖动鼠标拉出半径。如果你想完全靠手动定位可以在拖动时直接输入半径数值比如输入 4mm回车后再点击左键确认。不过我建议更稳妥的做法任意拉出一个椭圆形状后在属性面板里把 X-Radius 和 Y-Radius 修改为相同的值。当两个半径相等时椭圆就是正圆。比如你要做一个直径 8mm 的圆形非机械孔X-Radius 设为 4mmY-Radius 也设为 4mm。放置完成后选中这个对象在 PCB List 或 PCB Inspector 面板里可以看到它的 Kind 属性是 Board CutoutLayer 是 Keep-Out。如果显示的是 Track 或 Arc说明你画的只是普通线段不是真正的 Cutout这样板厂是切不出孔来的。3.2 方法二先画圆再转换成 Board Cutout有些时候圆形轮廓不是现场画的而是从结构工程师那边拿来的 DXF 文件导入的或者你已经在 Keep-Out 层画好了一圈圆的 TrackArc。这时不需要重画AD 提供了把已有图元转换成 Board Cutout 的命令。先在任意层画一个闭合圆推荐用 Place → Arc (Center) 方式。指定圆心输入半径设置起始角度 0 度、结束角度 360 度或者直接在属性面板勾选 Full Circle。圆画好后选中它执行 Tools → Convert → Create Board Cutout from Selected Primitives这个圆就会变成 Board Cutout 对象。这个方法最大的好处是可以批量转换。如果你手头有几十个不同尺寸的圆孔要转换成 Cutout全部框选后一次转换效率比一个一个放置高很多。注意转换前的圆必须是闭合的。如果圆弧起点和终点之间留了一个小缝隙转换后 AD 不会报错但制造端拿到数据后可能识别失败。3.3 尺寸、位置与半径的精确控制要点圆形 Board Cutout 在 AD 属性面板里没有直接叫“直径”的字段表达方式是两个半径X-Radius 和 Y-Radius。实际操作时很多人在属性面板里找“Diameter”找不到然后就开始怀疑软件有问题。其实把 X Radius 和 Y Radius 设成半径值就可以了。如果你习惯按直径来思考有一个很简单的心算口诀属性面板里输入的是半径实际得到的孔直径是半径的两倍。做 10mm 的圆孔就填 5mm做 16mm 的圆孔就填 8mm。团队里如果别人接手你的文件最好在 PCB 空白处加一个注释字符串把孔径信息写清楚比如“D12.0mm Cutout”省得后续改板的人还要去属性面板里反推尺寸。位置精度方面除了前面提到用 J、L 跳转坐标还可以在放置后选中 Cutout在 PCB Inspector 里直接修改 X-Center、Y-Center。我的习惯是先放一个大致的圆然后统一用 Inspector 把所有 Cutout 的位置和半径一次性校准。这样比在放置状态下手动输入更可控。还有一个容易被忽略的细节Board Cutout 边缘的线宽Line Width会影响它在某些视图下的显示效果但对铣削结果没有实际影响。制造端读取的是轮廓中心线线宽只是显示问题。你可以在属性里把线宽设成一个较小的值如 0.2mm视觉上更干净。3.4 3D 模式下验证圆形非机械孔画完 Board Cutout 不要急着导出文件先按数字键 3 切换到 3D 显示模式。如果键盘快捷键失效可以通过 View → Switch to 3D 进入。在 3D 视图下Board Cutout 区域应该显示为完整的镂空你能直接“看穿”板子。如果发现 Cutout 没有在 3D 视图中显示出来原因通常是两种。一是 Keep-Out 层被隐藏了3D 渲染时不显示该层对象二是你画的对象不是真正的 Board Cutout而是普通圆。第一种情况按 L 打开视图配置把 Keep-Out 层的 3D 显示勾上。第二种情况回到 2D 视图选中对象确认 Kind 属性。3D 模式下按 V、B 可以刷新视图按 V、T 切换板子透明度方便你从顶部观察孔壁。我做非机械孔时习惯在 3D 视图下绕板子转一圈确认所有 Cutout 的位置、大小都符合结构图。这一步最多花两分钟但能省掉板厂打样回来发现孔错位的尴尬。4. 让制造端正确识别DRC 与文件输出4.1 DRC 检查重点排查 Cutout 与铜箔间距Board Cutout 虽然性质上是一个“孔”但它不会出现在 Hole Size 相关设计规则里。常规的 DRC 检查包含 Minimum Hole Size、Hole To Hole Clearance 等这些都针对钻孔和过孔跟 Board Cutout 无关。所以你需要重点检查的是 Clearance 规则。运行 Tools → Design Rule Check在 Electrical 规则组里查看 Clearance 违例。如果第 2.3 节里已经为 Board Cutout 建立了专属间距规则DRC 报告里就不会出现大量 Cutout 相关的错误。如果没建系统会拿全局间距来套可能出现一片红。还有一种常见情况铺铜后 Board Cutout 边缘到铜箔间距距离比其他走线更大但因为多边形铺铜的“死铜”区域判断问题有些铜皮依然贴着 Cutout 边缘。这时需要手动检查覆铜必要时在铺铜里加 Exclusion 区域把 Cutout 周围一圈也挖空。4.2 Gerber / ODB 输出时如何包含 Board CutoutBoard Cutout 对象物理上归属 Keep-Out 层所以在输出 Gerber 时必须确保 Keep-Out 层被勾选并输出。很多人的 Gerber 配置里默认只选 Top Layer、Bottom Layer、Silkscreen、Solder Mask 等把 Keep-Out 忽略了。板厂拿到的数据里根本没有 Cutout 信息自然就不会加工这板子回来就是一个完整的圆铜区项目直接翻车。在 OutJob 文件里我通常把 Gerber 输出的层列表里加一行 Keep-OutGKO同时把精度设置为 2:4 格式即两位整数、四位小数对应英制单位 mil 时精度足够。如果圆孔轮廓精度不够Gerber 光绘出来会呈多边形板厂铣削时也会出现台阶感所以分辨率不能设太低。更保险的做法是额外导出一份 DXF 或 DWGFile → Export → DXF/DWG导出时勾选 Keep-Out 层和板框层。这样结构工程师可以直接拿 DXF 文件来核对开孔位置板厂也可以参考矢量轮廓确认铣削路径。我在发板时会把 Gerber、NC Drill、DXF 三个数据包一起发送并在邮件里注明“所有圆形 Cutout 按铣削加工非钻孔”基本没被板厂再问过。4.3 与钻孔文件的关系Board Cutout 不进 NC Drill关于非机械孔大家最容易犯的一个错误是用“看钻孔文件”来检查 Cutout 有没有导出。实际上 NC Drill 文件只包含 Drilling 信息比如 PTH 孔、NPTH 孔、Via 的位置和孔径。Board Cutout 不是钻孔铣削轮廓不会写到 NC Drill 里所以在钻孔文件里找不到它是正常的不代表数据有问题。你要检查的是 Gerber 中的 Keep-Out 层数据以及 DXF 里的轮廓。如果板厂只收到 Gerber 和 NC Drill他们能从 GKO 文件里读出 Keep-Out 轮廓并把它理解为铣削路径。但万一你的 Gerber 配置漏了 Keep-Out 层数据里就没有任何开孔信息板厂也只能按没有孔处理。我在实际业务中还会在制板说明文档里把“异形孔/铣削孔清单”列成一个表格包含孔编号、形状、圆心坐标、孔径、数量等字段。即使制板说明是普通 PDF板厂工艺人员也能快速对照避免只靠 Gerber 数据猜测。这也算是一种“文档兜底”的做法。5. 实际项目中的避坑记录与常见问题速查5.1 圆度不够 / 画出来是椭圆怎么解决这个问题的根源几乎都是 X-Radius 和 Y-Radius 不一致。放置时鼠标多拖了一下或者属性面板里只改了一个半径圆就变成椭圆了。处理方法有两种。第一种选中对象在属性面板里把两个半径改成相同的值。如果你手头有一颗半径 5mm 的圆被改成了 X5.1mm、Y4.8mm直接全部改成 5mm 就好。第二种如果你有多个 Cutout 需要统一可以打开 PCB List 面板按 Kind 过滤出所有 Board Cutout 对象然后在表格里批量修改 X-Radius、Y-Radius 两列。5.2 属性面板不显示尺寸参数AD 26.6.0 Properties 只显示 Simulation Generic 的问题最近有朋友提到 AD 某个 develop 版本的原理图元器件属性面板只显示 Simulation GenericPCB 图元属性面板也可能出现参数不齐全的情况。我在新版 AD 里也遇到过类似情况有时选中 Board Cutout 后Properties 面板只显示基础信息不展示 Radius 等几何参数。这时候不要跟属性面板死磕。打开 View → Panels → PCB Inspector选中对象后在 Inspector 里可以看到所有几何属性。如果 Inspector 也没有你需要的内容可以打开 PCB List按对象类型筛选后直接双击对应行弹出的对话框里一定有具体参数。另一个不依赖面板的替代方案是放置时直接输入半径而不是事后在属性面板里改。进放置状态后鼠标拖动时键盘输入数值AD 会实时响应。这样即使属性面板抽风你也能完成精准定义。5.3 Board Cutout 影响所有层单层挖空要用另一个工具很多初学者以为 Board Cutout 是“铜箔挖空工具”其实它的作用范围是整个板厚。你放一个圆形 Board Cutout所有层的铜都会避让因为这个地方物理上被铣穿了。如果你只想挖掉某一层的铺铜区域应该用 Polygon Pour Cutout。Polygon Pour Cutout 的创建方式类似先用任意图元画一个闭合圆选中它执行 Tools → Convert → Create Polygon Pour Cutout from Selected Primitives。这个对象只在多边形铺铜时生成排除区域不会影响板材物理结构。判断自己需要哪个就问一句这个圆孔要切穿板子吗要切穿用 Board Cutout只是铜皮不铺用 Polygon Pour Cutout。5.4 阵列 / 多个圆孔的快速放置技巧做散热孔阵列或者透光孔阵列时一个一个放置太慢。我的做法是先放一个圆形 Board Cutout设置好半径和圆心然后 CtrlC 复制再 Edit → Paste Special勾选 Array 选项。AD 会弹出阵列设置对话框输入行数、列数、X 轴间距、Y 轴间距一次生成整个阵列。还有一种更“结构工程师友好”的思路你先在任意层用画圆工具把整阵列的圆全部画好然后全部框选一次转换成 Board Cutout。这个方法适合孔径大小不一致的阵列比如热源中心孔径大、四周孔径小的散热孔群。转换完成后选中所有 Cutout在 PCB List 里按需要修改对应半径即可。5.5 修改 Board Cutout 后别忘了重新铺铜Board Cutout 改位置、改大小之后已有的 Polygon Pour 不会自动跟着变。AD 的覆铜是静态的你必须在修改后手动执行 Tools → Polygon Pours → Repour All让铺铜区域重新按照新的 Cutout 避让。如果不重铺铜箔会覆盖到原本应该挖空的区域Gerber 输出时也不会有任何报错但制造出来就短路或者影响射频性能。这个坑看起来很基础实际很多人都会忘记。尤其是你在铺铜后又花了很多时间调走线最后想起要修改天线净空孔的位置改完 Board Cutout 直接导 Gerber 发板回来才发现铜皮已经“收复失地”。6. 个人实操中的一点心得每次项目里遇到圆形非机械孔我都会先问一句这个孔是给谁用的如果是给射频模块留净空那 Board Cutout 做出来的圆孔边缘要尽量光滑Gerber 光绘精度选高一点否则铣出来边上有毛刺会影响驻波如果是给外壳定位柱避让那么 Cutout 直径至少要比柱子外径大 0.5mm 以上留出装配公差如果是散热风道孔还要考虑板厂铣削板厚的能力太小的孔加太厚的板可能会铣不动。多次打样下来我的固定流程已经固化成先在结构图上确认圆心坐标和孔径再在 AD 里放 Board Cutout放到一半就切 3D 视图核对位置最后输出 Gerber 的时候一定检查 GKO 层导出 DXF 给结构工程师复核一遍。这套流程看起来繁琐但几乎没有因为开孔问题返过工。最后再分享一个小技巧如果你的 PCB 文件会交给同事或客户继续修改建议在 Keep-Out 层放一个小的文字标注写上这个圆形 Cutout 的直径和用途。文字本身不影响制造但这块信息对后续修改设计的人非常友好。否则别人接手时面对一个光秃秃的圆孔很可能先删掉重画删着删着就不知道删到哪个版本去了。