1、PCB Layout VS PC 板製造課程,編輯 : 胡唐力 校對(duì) : 李健榮,- 順達(dá)電腦工程中心 PCB Layout Dept,PCB Layout 之終結(jié)篇,前言,相信大家通過(guò)前面關(guān)于 PCB Layout 基礎(chǔ)課程 及 PCB Layout 作業(yè)流程課程之學(xué)習(xí), 應(yīng)該對(duì) PCB Layout 有了一定的了解 . 那么 PC 板廠商是如何依據(jù)我們所提供之資料 制作 PC 板的呢 ? PCB 設(shè)計(jì)資料在 PC 板製造過(guò)程 中會(huì)有那些常見(jiàn)之問(wèn)題呢 ? 我們又該如何配合 PC 板製造進(jìn)行 PCB 優(yōu)化設(shè)計(jì)呢 ? 此教材將為你一一對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行闡述 , 希望 通過(guò)此課程之學(xué)習(xí)能夠找到你所需之

2、答案 .,目錄,I PCB Layout 資料之提供 - 3 II 底片之相關(guān)定義 - 5 III Multi-Layer PC 板製造流程 - 11 IV 主要流程所對(duì)應(yīng) PCB Layout 資料之闡述 - 13 V PC 板廠商處理 Gerber 資料之流程 - 23 VI PC 板製造工程設(shè)計(jì)規(guī)范 - 31 VII PC 板廠商之製程能力與 PCB 設(shè)計(jì)之參數(shù) - 43 VIII PCB 設(shè)計(jì)資料在 PC 板製造中常見(jiàn)之問(wèn)題 - 51 IX 配合 PC 板製造優(yōu)化 PCB 設(shè)計(jì) - 67,1,I. PCB Layout 資料之提供,提供資料內(nèi)容,一 : Gerber File,二 :

3、Aperture File,三 : Drill File,四 : FAB Drawing,五 : Fabrication Noten,Mentor format : *.gbr ; Allegro format : *.art ; Powerpcb format : *.pho,或稱(chēng)為 D_Code . 為一描述實(shí)際圖形形狀和大小之檔案 . Mentor format : Mitac.gap ; Allegro format : art-Aper.txt ; Powerpcb format : *.rep,為鑽孔坐標(biāo)檔案 , 有 PTH 內(nèi)層線路之底片為正片 , VCC BOT Side ,

4、定義為正片 .,外層文字底片 Silk_TOP ; Silk_BOT , 定義為正片 .,外層防焊底片 Solder mask_TOP ; Solder mask_BOT , 定義為負(fù)片. 因?yàn)榉篮傅灼瑸樯嫌湍灼?, 從圖面來(lái)看 , 其實(shí)心部份是不需蓋油墨之部分 正好與線路及文字底片相反 , 故定義為負(fù)片 .,內(nèi)層線路底片 Lay*_Signal , 定義為正片 .,內(nèi)層電源底片 Lay*_VCC ; Lay*_GND , 定義為負(fù)片 .,注: 對(duì)于 Layout 底片正負(fù)片之定義 , 均為從 Layout 之觀點(diǎn)出發(fā) , 其與 PC 板廠商 之定義有點(diǎn)差異 . 比如防焊底片 PC 板廠商

5、把其定義為正片 .,底片制作,內(nèi)外層線路底片,CAM 資料,EIE 畫(huà)片,FG-X 沖片,底片掃描檢查,壓保護(hù)膜,OK,底片掃描,NG,底片修補(bǔ),OK,對(duì)底片原稿,測(cè)拉長(zhǎng)系數(shù),鑽底片對(duì)位孔,上 PIN,Completed,防焊底片,CAM 資料,EIE 畫(huà)片,FG-X 沖片,對(duì)底片原稿,測(cè)拉長(zhǎng)系數(shù),曝棕片,顯影,底片修補(bǔ),壓保護(hù)膜,Completed,文字底片,CAM 資料,EIE 畫(huà)片,FG-X 沖片,比對(duì)原稿,比對(duì)防錫,Completed,塞孔底片,CAM 資料,EIE 畫(huà)片,FG-X 沖片,比對(duì)首片板,Completed,7,III. Multi-Layer PCB 制造流程,內(nèi)層開(kāi)料,

6、內(nèi)層刷磨,內(nèi)層壓膜,內(nèi)層曝光,內(nèi)層曝光,內(nèi)層顯影,內(nèi)層AOI 檢測(cè),內(nèi)層蝕刻,內(nèi)層去膜,內(nèi)層黑化/棕化,銑鈀孔,層面壓合,鑽鈀孔,層面鉚合,內(nèi)層疊合,裁邊,鑽孔,外層刷磨,Desmear處理,PTH 處理,一次電鍍銅,壓膜前處理,外層曝光,外層顯影,二次電鍍銅,外層蝕刻,O/S 抽樣測(cè)試,外層去膜,壓膜,防焊前處理,防焊印刷,防焊后預(yù)烘烤,防焊曝光,防焊顯影,防焊后烘烤,噴錫前處理,噴錫,噴錫后處理,成品O/S測(cè)試,成品后清洗,成型加工,文字印刷,成品檢查,包裝出貨,8,IV. 主要流程所對(duì)應(yīng) Layout 資料之闡述,內(nèi)層製作 - 內(nèi)層底片 內(nèi)層壓合 - 疊層結(jié)構(gòu) 外層線路製作 - 外層線路

7、之底片 外層蝕刻 - 外層線路之底片 防焊印刷 - 防焊底片 文字印刷 - 文字底片 成型 - 機(jī)構(gòu)圖,9,內(nèi)層制作,內(nèi)層制作流程,表面處理,曝光,顯影,水洗,壓膜,表面處理 為用化學(xué)藥劑對(duì)其表面進(jìn)行粗化,收板,烘干,曝光 用 UV 光對(duì)內(nèi)層底片進(jìn)行照射 . 使非線路部份之膜面感光固化 .,顯影 顯影主要藥液為 碳酸鈉: 1.0 +/- 0.2% ,把未感光之膜面去除掉 .,所需底片為內(nèi)層底片 , 稱(chēng)之為 Lay*_VCC , Lay*_GND , Lay*_Signal , Etc .,10,內(nèi)層壓合,內(nèi)層壓合流程,內(nèi)層沖對(duì)位孔,黑化/棕化,PP裁切,PP 鑽對(duì)位孔,多層板預(yù)疊溶合,多層板疊

8、合,壓合,銑靶位孔,鑼邊,鑽靶位孔,收板,多層板預(yù)疊溶合 PP 與 Core 之疊合 .,多層板疊合 外層銅箔與 PP-Core 之疊合 .,根據(jù)所提供之疊層結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓合作業(yè) ,必須符合層面順序及層間厚度 .,11,外層線路制作,外層線路制作流程,表面處理,曝光,顯影,水洗,壓膜,表面處理 為機(jī)械刷磨使表面粗糙 .,收板,烘干,曝光 用 UV 光對(duì)外層底片進(jìn)行照射 . 使非線路部份之膜面感光固化 .,顯影 顯影主要藥液為 碳酸鈉: 1.0 +/- 0.2% ,去除未感光之膜面 .,所需底片為外層底片 ,稱(chēng)之為 TOP Side , BOT Side .,12,外層蝕刻,外層蝕刻流程,干膜膨松,

9、剝膜,水洗X2,蝕銅,子液洗,剝錫A液,收板,熱烘,水洗X2,剝錫B液,水洗X2,剝膜 在槽液溫度 : 55 +/- 3 度 ;槽液濃度 : 3-5% NaOH 之條件下 , 去除感光固化之干膜 .,剝錫液 主藥液 : 硝酸 . 剝?nèi)ザ瑫r(shí)保護(hù)銅面之純錫 .,所需之底片為外層底片 , 稱(chēng)之為 TOP Side , BOT Side .,13,防焊印刷 I,防焊印刷流程,表面處理,印刷油墨,預(yù)烘烤,曝光,顯影,后烘烤,收板,所需底片為防焊底片 , 稱(chēng)之為 Solder mask .,製網(wǎng)板 空白網(wǎng)製作方法: ( ) 乳劑塗布步驟 . 第一次塗布 . 網(wǎng)板刮刀面塗布 2 次 , 網(wǎng)版后面塗布 2

10、次 , 送烤箱烘烤干燥 . . 第二次塗布 . 網(wǎng)版后面塗布 2 次 , 送烤箱烘烤干燥 . ( ) 貼底片 . 為塞孔底片 . ( ) 曝光 曝光能量 200 MJ/cm2 .曝光能量依網(wǎng)版厚度增減 ;曝光時(shí)間依能量值時(shí)間之增減 . ( ) 沖洗顯影,14,防焊印刷 II,印刷油墨 1. 需塞孔之 PCB 為三機(jī)三印 . 第一機(jī)從 面塞孔 ; 第二機(jī) 面全板印刷 ; 第三機(jī) 面全板印刷 . 2. 不需塞孔之 PCB 為兩機(jī)兩印 . 第一機(jī) 面全板印刷 ; 第二機(jī) 面全板印刷 . 3. 當(dāng)需要二次塞孔時(shí) , 將在文字印刷時(shí)進(jìn)行處理 .,預(yù)烘烤 目的在于去除液態(tài)感光油墨中之揮發(fā)部分 , 使其成為

11、不具黏性半固體 , 方便第二面印刷 或進(jìn)行曝光作業(yè) .,曝光 目的在使油墨吸收 UV 光一以進(jìn)行聚合的原理 ; 而利用底片使得油墨選擇性進(jìn)行聚合 .,顯影 目的是將棕片遮蓋區(qū)未行光聚合的油墨部分以碳酸鈉除去 , 以行光聚合油墨部分則保留 . 主藥液 : 碳酸鈉 1.2+/- 0.2wt%,15,文字印刷,文字印刷流程,網(wǎng)框,製網(wǎng),對(duì)板,架網(wǎng),調(diào)網(wǎng),印刷,UV 烘烤,UV 烘烤,翻板,收板,製網(wǎng) . 塗布感光乳劑步驟 ( ) 第一次塗布 . 網(wǎng)板刮刀面塗三次 , 網(wǎng)版后面塗三次 . ( ) 第二次塗布 網(wǎng)版后面塗三次 . . 沖版用水沖洗使其顯影 . . 整修補(bǔ)強(qiáng)非下墨區(qū)的白點(diǎn)及線路殘缺須補(bǔ)脩

12、. . 貼邊 .,所需之底片為文字底片 , 稱(chēng)之為 Silkscreen .,16,成型,成型作業(yè)流程,切板程式輸入,工具整備,鑽固定 PIN 孔,檢驗(yàn),試車(chē),檢驗(yàn),成型作業(yè),無(wú) G/F,清洗,有 G/F,調(diào)整斜邊機(jī)深度/角度,試車(chē),檢驗(yàn),斜邊作業(yè),無(wú) V-CUT,有 V-CUT,清洗,調(diào)整模具尺寸,試車(chē),檢驗(yàn),V-CUT,清洗,所需資料為機(jī)構(gòu)圖 , 稱(chēng)之為 FAB Drawing,17,V. PCB 廠商處理 Gerber 資料之流程,鑽孔製作 內(nèi)層製作 外層製作 防焊製作 文字製作 成型製作,18,鑽孔製作,鑽孔製作流程,層名更改及屬性定義,層對(duì)位,Outline 層製作,刪除工作稿板外物

13、,修改鑽徑及屬性,刪除重孔,Pad Snapping,Drill Check,比對(duì) MAP/Drill 原稿,定Profile及Datum,排版,輸出鑽孔資料,排版 : 1. 排版間距 : 排版相鄰處有成型開(kāi)槽或金手指之料號(hào) , 排版間距 = 0.150 Inch , 其他所有 料號(hào) , 排版間距 Y = 0.094 Inch . 2. 發(fā)料規(guī)則 : 長(zhǎng)邊 = ( 成型尺寸 x 排版數(shù) ) + Y x ( 排版數(shù) 1 ) + 1.3 Inch 短邊 = ( 成型尺寸 x排版數(shù) ) + Y x ( 排版數(shù) 1 ) + 1.0 Inch 3. 撈邊設(shè)計(jì) : 長(zhǎng)邊撈邊尺寸 = 長(zhǎng)邊排版尺寸 + 1.

14、15 Inch ( 單邊留 0.575 Inch ) 短邊撈邊尺寸 = 短邊排版尺寸 + 0.80 Inch ( 單邊留 0.400 Inch ),19,內(nèi)層製作,內(nèi)層製作流程,建立 NPTH 層,刪除板外物,內(nèi)層 Check,Vcc IC . 8mil * 外層 PAD 與 PAD 之 Space Min : 7 mil ; Normal : 10 mil Via to Via ( none test point ) Min : 4 mil Via to IC Pad Min : 4 mil ; Normal : 5 mil IC Pad to IC Pad Min : 7 mil ; No

15、rmal : 10 mil * 外層 V- CUT 位切銅 ( 單邊 ) : 15 mil ( 從 V - CUT中心算起 ) * NPTH 到外線路之距離 ( 單邊 ) Min : 7 mil Normal : 11 mil * 金手指導(dǎo)線寬 : 15 mil,39,防焊之技術(shù)參數(shù),* 防焊 PAD ( 單邊 ) Min : 1.5 mil Normal : 3 mil * 下墨寬度 : Min or Normal : 4 mil * BGA 線路之上錫測(cè)試點(diǎn) : 單邊比線路大 2 mil * 防焊 PAD 距相鄰?fù)鈱泳€路距離 : Min or Normal : 2.5 mil * 金手指防

16、焊 : 防焊覆蓋區(qū)域由成型線向金手指內(nèi)移 10 mil,40,文字之技術(shù)參數(shù),* 文字線寬 : Min : 6 mil * 文字距 PAD 之間距 Min : 8 mil * 文字距 V-CUT 位及成型邊之間距 Normal : 15 mil,41,成型之技術(shù)參數(shù),* 金手指指槽成型公差 Min : + /- 3 mil Normal : +/- 5 mil 其他位成型公差 : Normal : + /- 10 mil * R 角 Min : 0.4 mm Normal : 0.5 mm * V-CUT 刀上下對(duì)位之公差 Normal : + /- 4 mil,42,VIII. 工程問(wèn)題探討

17、,鑽孔設(shè)計(jì)之問(wèn)題 內(nèi)層設(shè)計(jì)之問(wèn)題 外層設(shè)計(jì)之問(wèn)題 防焊設(shè)計(jì)之問(wèn)題 文字設(shè)計(jì)之問(wèn)題 成型設(shè)計(jì)之問(wèn)題,43,鑽孔設(shè)計(jì)之問(wèn)題 I,相同孔徑用不同符號(hào)標(biāo)示,44,鑽孔設(shè)計(jì)之問(wèn)題 II,不同鑽孔孔徑用同一鑽孔符號(hào)標(biāo)示,45,鑽孔設(shè)計(jì)之問(wèn)題 III,孔偏位,46,內(nèi)層設(shè)計(jì)之問(wèn)題 I,NPTH 孔未有隔離 PAD,47,內(nèi)層設(shè)計(jì)之問(wèn)題 II,Thermal 定義不明確,問(wèn)題闡述 Thermal 之定義不明 , 導(dǎo)致廠商讀取資料時(shí)產(chǎn)生混亂 . 具體如下 : Allegro Thermal Format : A . T86X72 B . T54X68 C . Flash80 D . Thrr4x58x44x20

18、 x0 E . DWG 50 廠商在讀取 Data 時(shí) , 其對(duì)于 Thermal 定義如下 : ths58x44x0 x4x20 需定義: Outer diameter : 58 Inner diameter : 44 star angle : 0 Num spokes : 4 Spokes gap : 20,48,外層設(shè)計(jì)之問(wèn)題 I,線路轉(zhuǎn)角非 45 度導(dǎo)致線路之 SPACE,49,外層設(shè)計(jì)之問(wèn)題 II,線路離 NPTH 距離太近,50,外層設(shè)計(jì)之問(wèn)題 III,有空接線存在,51,外層設(shè)計(jì)之問(wèn)題 IV,同一 NET 之線路距離太近,52,防焊設(shè)計(jì)之問(wèn)題 I,防焊上線路,53,防焊設(shè)計(jì)之問(wèn)題 II,NPTH 孔未作防焊開(kāi)窗,54,防焊設(shè)計(jì)之問(wèn)題 III,防焊 PAD 之間距離太近導(dǎo)致無(wú)法下油墨,55,文字設(shè)計(jì)之問(wèn)題 I,文字上 PAD,56,文字設(shè)計(jì)之問(wèn)題 II,字體太小 , 無(wú)法辨識(shí),57,文字設(shè)計(jì)之問(wèn)題 III,文字重疊,58,IX. Layout 優(yōu)化設(shè)計(jì),鑽孔之優(yōu)化設(shè)計(jì) 內(nèi)層之優(yōu)化設(shè)計(jì) 外層之優(yōu)化設(shè)計(jì) 防焊之優(yōu)化設(shè)計(jì) 文字之優(yōu)化設(shè)計(jì) 成型之優(yōu)化設(shè)計(jì),59,鑽孔之優(yōu)化設(shè)計(jì),孖孔設(shè)計(jì) 所謂孖孔如圖所示 . 其孔徑大小應(yīng)設(shè)計(jì)在 21.7mil/0.55mm 65mil/1.65mm 之間