多層PCB工程資料的質(zhì)量控制

多層PCB工程資料的質(zhì)量控制

    程資料中任何一個(gè)小小的錯(cuò)誤都可能給多層PCB板的生產(chǎn)帶來重大損失，而工程資料的一個(gè)簡單的處理技巧也會(huì)極大地方便多層PCB板的生產(chǎn)。因此，通過提高對(duì)工程資料制作的要求、規(guī)范工程資料處理的基本內(nèi)容和方法、強(qiáng)化工程資料的系統(tǒng)檢查、加強(qiáng)工程資料制作過程的合理化等措施來提高工程資料的制作質(zhì)量。

1 多層PCB生產(chǎn)對(duì)工程資料的要求

    多層PCB板的工程資料必須在完全實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者要求的基礎(chǔ)上，最大限度地為生產(chǎn)提供方便，使PCB生產(chǎn)者能夠更簡便、更安全地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。所以，設(shè)計(jì)者對(duì)PCB的要求是工程資料制作的最終目標(biāo)，工程資料的制作要充分利用現(xiàn)有的設(shè)備資源、加工方法和加工能力來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)提出的技術(shù)要求。

2 多層PCB工程資料的制作流程

    工程資料的制作是在CAD/CAM系統(tǒng)上進(jìn)行的。首先，對(duì)PCB文件的設(shè)計(jì)內(nèi)容資料審查(包含最高層數(shù)、板厚、最小線寬和線距、最小成品孔徑、板外形尺寸公差、孔徑公差、特殊要求等)以及CAM系統(tǒng)確認(rèn)的Gerber格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；其次，在保證PCB設(shè)計(jì)要求的前提下，根據(jù)生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力和工藝能力，從可加工性角度出發(fā)，檢查修改PCB各層的Gerber文件并對(duì)Gerber文件進(jìn)行DRC檢查；最后，對(duì)PCB圖形單元進(jìn)行自動(dòng)拼板并由CAM輸出優(yōu)化后的光繪數(shù)據(jù)、鉆銑數(shù)據(jù)、飛針檢測(cè)數(shù)據(jù)和供電鍍用銅面積及編寫制造說明。

3 多層PCB工程資料的制作要求多層PCB板生產(chǎn)的工程資料是PCB生產(chǎn)的指導(dǎo)性的工藝文件，一方面它以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求為目標(biāo)，另一方面還要最大限度地滿足生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力。

3. 1 外形及拼板資料的制作要求

外形的制作是按設(shè)計(jì)提供的PCB外形圖制作銑外形文件。外形制作規(guī)則如下。
(1)若設(shè)計(jì)無要求，數(shù)據(jù)以文件實(shí)測(cè)為準(zhǔn)，若設(shè)計(jì)提供資料或設(shè)計(jì)文件中有特別說明數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)，則檢查其數(shù)據(jù)有無矛盾，公差是否超出能力范圍。
(2)外形定位需要3個(gè)NPTH孔定位，外形資料中外形定位孔的設(shè)置應(yīng)與板件上的定位孔相對(duì)應(yīng)，且定位孔不在一條直線上。
(3)銑外形時(shí)盡量采用大銑刀以減少斷刀，且提高外形加工效率。
(4)對(duì)于橋連板，注意拼板連接方式產(chǎn)生的扭矩力而可能造成生產(chǎn)后無法完整掰開的情況。
(5)外形資料還應(yīng)包括一個(gè)外形加工的說明文件，內(nèi)容包括銑外形文件名、銑刀尺寸、定位孔工具尺寸、鉆定位孔文件名。
外形確定后對(duì)PCB單元進(jìn)行拼板，以便保證各個(gè)設(shè)備允許PCB的最小尺寸以及提高PCB制作效率。拼板規(guī)則如下。
(1)注意圖形單元間距應(yīng)給銑外形留出足夠的銑刀空間，板邊要盡量小，但應(yīng)滿足電鍍、層壓等工序?qū)Π暹叺囊蟆?br /> (2)改善線路分布狀況，有助于電鍍分散電流、蝕刻減小過蝕。
(3)高層數(shù)板、密線板等對(duì)位精度要求較高的板不宜拼大板。
(4)為減小翹曲，板厚≤1. 2 mm的熱風(fēng)整平板不宜拼大板。
(5)金手指板金手指朝板外方向拼板。
(6)開料尺寸設(shè)計(jì):長寬不可相等。

3. 2 鉆孔資料的制作要求

    若設(shè)計(jì)無特別說明，設(shè)計(jì)提供的為成品孔孔徑及其公差，鉆孔孔位、孔數(shù)及PTH/NPTH孔要有標(biāo)注。根據(jù)PCB圖形中孔位置及設(shè)計(jì)對(duì)孔徑尺寸要求，制作鉆孔文件。
(1)檢查重孔和疊孔。若重孔孔徑一致，刪除至僅一個(gè)孔，若孔徑不一致，確認(rèn)該孔位的孔徑；疊孔會(huì)導(dǎo)致鉆破孔、斷刀、熱風(fēng)整平爆孔等不良現(xiàn)象(郵票孔除外)，則詢問設(shè)計(jì)能否在兩孔之間加鉆孔或?qū)煽足@成槽。
(2)在生成鉆孔文件之前，必須在CAM系統(tǒng)中對(duì)孔徑公差的要求以及鍍銅工序?qū)讖降挠绊戇M(jìn)行孔徑補(bǔ)償。
(3)把鉆孔資料與外形資料對(duì)比，檢查有無與外形相交叉可能造成的破孔，定位孔和鉆外形的孔是否加入鉆孔資料中；把鉆孔資料和各層線路圖形對(duì)比，檢查鉆孔是否可能影響線路的電氣連接，如孔是否鉆斷導(dǎo)線或造成短路。
(4)多層PCB板在板邊的鉆孔定位孔距離必須相等。
(5)用PCB文件的鉆孔資料為依據(jù)檢查生產(chǎn)用的鉆孔資料，檢查鉆孔種類和數(shù)量，有無多和漏孔。除鉆孔文件外，鉆孔資料還包括與鉆孔文件相對(duì)應(yīng)的鉆刀排列表，主要內(nèi)容包括鉆刀尺寸、孔數(shù)等。

3. 3 底片制作要求

3. 3. 1 線路層底片制作要求

線路層底片包括內(nèi)層和外層線路底片。
(1)對(duì)設(shè)計(jì)的非鍍通孔或在PCB圖形外增加的工藝孔要確保內(nèi)層線路和外層線路圖形有隔離區(qū)。
(2)對(duì)焊環(huán)寬度進(jìn)行檢查，對(duì)焊環(huán)小的焊盤進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償，如出現(xiàn)為保證盤距無法放大焊盤，可與設(shè)計(jì)溝通加淚滴焊盤或改長圓形焊盤或刪除無功能性焊盤；針對(duì)選用的銅厚對(duì)導(dǎo)線寬度及線間距進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償。
(3)對(duì)易造成干膜上線產(chǎn)生開路的細(xì)縫要添實(shí)；對(duì)容易造成阻焊氣泡的外層線路圖形的網(wǎng)格要作處理；為了減輕鍍層不均勻程度，外層線路分布不均勻的圖形要進(jìn)行修改。
(4)將電源層、地層和點(diǎn)圖同時(shí)打開，檢查每一孔位上至少有一個(gè)隔離盤，否則電源層、地層短路；對(duì)各層光繪文件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)生成，生成后點(diǎn)亮接地銅皮，接電源銅皮不應(yīng)亮，否則短路；常規(guī)下兩極性器件均不會(huì)出現(xiàn)兩管腳同在一網(wǎng)絡(luò)上的情況。
(5)是否存在單面大面積銅皮，如有為避免翹曲，應(yīng)把PCB文件修改成兩面銅皮或網(wǎng)格。
(6)設(shè)計(jì)文件的隔離帶之間有窄小區(qū)域封閉或隔離盤密集，檢查是否會(huì)因隔離盤或熱焊盤補(bǔ)償后造成開路。
(7)查看設(shè)計(jì)文件的印制導(dǎo)線終點(diǎn)是否連在焊盤中，以防止工程修改焊盤時(shí)因縮小焊盤造成開路。
(8)與外形線距離太近的各層線路圖形要進(jìn)行移動(dòng)處理。
(9)在外形凹槽或內(nèi)槽大面積基材區(qū)加阻流塊，若設(shè)計(jì)布線不均勻建議設(shè)計(jì)在基材區(qū)增加阻流塊以防止白斑、翹曲等不良現(xiàn)象。
(10)為均勻電鍍，需加輔助電鍍塊于每拼板邊、拼板間隙、單元內(nèi)槽，注意不要造成露銅。
(11)若存在孤立的反光點(diǎn)未加銅環(huán)，建議設(shè)計(jì)加銅環(huán)以免蝕刻后掉點(diǎn)。

3. 3. 2 阻焊和字符底片制作要求

(1)以設(shè)計(jì)提供的阻焊圖形為依據(jù)，按已處理過的線路圖形中的焊盤尺寸制作阻焊圖形，阻焊圖形尺寸要大于對(duì)應(yīng)線路圖形，以保證阻焊不上焊盤。
(2)當(dāng)SMT焊盤間距較小而設(shè)計(jì)要求SMT焊墊間應(yīng)阻焊時(shí)， SMT焊盤的阻焊圖形應(yīng)更小一些。
(3)PCB上鉆外形的孔和所加的工藝孔都應(yīng)加大于鉆孔直徑的阻焊圖形，防止阻焊油墨入孔造成孔徑尺寸偏小。
(4)要對(duì)BGA過孔阻焊焊盤作鉆孔文件，進(jìn)行阻焊塞孔。
(5)當(dāng)阻焊焊盤邊離印制線太近，可將阻焊焊盤縮小或切削；若離銅皮太近，在保證PCB電氣性能下，可將銅皮切削。
(6)檢查字符是否和阻焊圖形有交叉，并對(duì)交叉部分進(jìn)行處理，以防止字符上盤或入孔。
(7)若字符上大錫面，可以不切削字符，要求先熱風(fēng)整平后絲印字符。
4 對(duì)工程資料制作的建議

4. 1 對(duì)設(shè)計(jì)的PCB文件進(jìn)行可制造性修改

    由于設(shè)計(jì)者對(duì)PCB的制造不一定十分熟悉，在設(shè)計(jì)PCB時(shí)很少考慮PCB在制造方面的困難。其實(shí)，一些制造上的難題只需在不改變PCB電氣性能下根據(jù)生產(chǎn)工藝對(duì)PCB圖形設(shè)計(jì)進(jìn)行修改就可避免。

4. 2 注意調(diào)查生產(chǎn)工序?qū)こ藤Y料的要求工程資料要能夠方便生產(chǎn)，只有經(jīng)過生產(chǎn)的檢驗(yàn)才能知道工程資料是否方便了生產(chǎn)。另外，還要把有些工序的一些有利于生產(chǎn)的加工方法及時(shí)應(yīng)用在工程資料的制作中，這有利于提高工程資料的使用性。

5 結(jié)論

    總之，工程資料在保證多層PCB板設(shè)計(jì)要求的前提下是否滿足生產(chǎn)線的工藝、生產(chǎn)能力和可加工性是工程制作的重要方面。所以，要求工程人員對(duì)生產(chǎn)線各工序的工藝生產(chǎn)能力及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)必須有相當(dāng)?shù)氖煜こ潭?，甚至?duì)各工序的操作過程有一定程度的了解，包括在進(jìn)行工程更改時(shí)，只有對(duì)整個(gè)工藝生產(chǎn)了解了，才能做出正確的更改及保證更改完全。隨著PCB的設(shè)計(jì)要求的不同，生產(chǎn)線工藝生產(chǎn)能力的不同，工程資料的具體制作要求也是不同的，而制作和檢查過程中所依據(jù)的具體參數(shù)是在生產(chǎn)過程中不斷積累的。