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多层印制板工程资料的质量控制

来源:芯片解密-龙芯世纪   时间:2009-11-11   阅读:1790

 

工程资料中任何一个小小的错误都可能给多层板的生产带来重大损失,而工程资料的一个简单的处理技巧也会极大地方便多层板的生产。因此,通过提高对工程资料制作的要求、规范工程资料处理的基本内容和方法、强化工程资料的系统检查、加强工程资料制作过程的合理化等措施来提高工程资料的制作质量。

1 多层印制板生产对工程资料的要求

多层板的工程资料必须在完全实现设计者要求的基础上,最大限度地为生产提供方便,使印制板生产者能够更简便、更安全地实现设计要求。所以,设计者对印制板的要求是工程资料制作的最终目标,工程资料的制作要充分利用现有的设备资源、加工方法和加工能力来实现设计提出的技术要求。

2 多层印制板工程资料的制作流程

工程资料的制作是在CAD/CAM系统上进行的。首先,对PCB文件的设计内容资料审查(包含最高层数、板厚、最小线宽和线距、最小成品孔径、板外形尺寸公差、孔径公差、特殊要求等)以及CAM系统确认的Gerber格式数据转换;其次,在保证PCB设计要求的前提下,根据生产线的生产能力和工艺能力,从可加工性角度出发,检查修改印制板各层的Gerber文件并对Gerber文件进行DRC检查;最后,对PCB图形单元进行自动拼板并由CAM输出优化后的光绘数据、钻铣数据、飞针检测数据和供电镀用铜面积及编写制造说明。

3 多层印制板工程资料的制作要求多层板生产的工程资料是印制板生产的指导性的工艺文件,一方面它以实现设计要求为目标,另一方面还要最大限度地满足生产线的生产能力。

3. 1 外形及拼板资料的制作要求

外形的制作是按设计提供的PCB外形图制作铣外形文件。外形制作规则如下。

(1)若设计无要求,数据以文件实测为准,若设计提供资料或设计文件中有特别说明数据标识,则检查其数据有无矛盾,公差是否超出能力范围。

(2)外形定位需要3NPTH孔定位,外形资料中外形定位孔的设置应与板件上的定位孔相对应,且定位孔不在一条直线上。

(3)铣外形时尽量采用大铣刀以减少断刀,且提高外形加工效率。

(4)对于桥连板,注意拼板连接方式产生的扭矩力而可能造成生产后无法完整掰开的情况。

(5)外形资料还应包括一个外形加工的说明文件,内容包括铣外形文件名、铣刀尺寸、定位孔工具尺寸、钻定位孔文件名。

外形确定后对印制板单元进行拼板,以便保证各个设备允许印制板的最小尺寸以及提高印制板制作效率。拼板规则如下。

(1)注意图形单元间距应给铣外形留出足够的铣刀空间,板边要尽量小,但应满足电镀、层压等工序对板边的要求。

(2)改善线路分布状况,有助于电镀分散电流、蚀刻减小过蚀。

(3)高层数板、密线板等对位精度要求较高的板不宜拼大板。

(4)为减小翘曲,板厚≤1. 2 mm的热风整平板不宜拼大板。

(5)金手指板金手指朝板外方向拼板。

(6)开料尺寸设计:长宽不可相等。

3. 2 钻孔资料的制作要求

若设计无特别说明,设计提供的为成品孔孔径及其公差,钻孔孔位、孔数及PTH/NPTH孔要有标注。根据PCB图形中孔位置及设计对孔径尺寸要求,制作钻孔文件。

(1)检查重孔和叠孔。若重孔孔径一致,删除至仅一个孔,若孔径不一致,确认该孔位的孔径;叠孔会导致钻破孔、断刀、热风整平爆孔等不良现象(邮票孔除外),则询问设计能否在两孔之间加钻孔或将两孔钻成槽。

(2)在生成钻孔文件之前,必须在CAM系统中对孔径公差的要求以及镀铜工序对孔径的影响进行孔径补偿。

(3)把钻孔资料与外形资料对比,检查有无与外形相交叉可能造成的破孔,定位孔和钻外形的孔是否加入钻孔资料中;把钻孔资料和各层线路图形对比,检查钻孔是否可能影响线路的电气连接,如孔是否钻断导线或造成短路。

(4)多层板在板边的钻孔定位孔距离必须相等。

(5)PCB文件的钻孔资料为依据检查生产用的钻孔资料,检查钻孔种类和数量,有无多和漏孔。除钻孔文件外,钻孔资料还包括与钻孔文件相对应的钻刀排列表,主要内容包括钻刀尺寸、孔数等。

3. 3 底片制作要求

3. 3. 1 线路层底片制作要求

线路层底片包括内层和外层线路底片。

(1)对设计的非镀通孔或在PCB图形外增加的工艺孔要确保内层线路和外层线路图形有隔离区。

(2)对焊环宽度进行检查,对焊环小的焊盘进行适当补偿,如出现为保证盘距无法放大焊盘,可与设计沟通加泪滴焊盘或改长圆形焊盘或删除无功能性焊盘;针对选用的铜厚对导线宽度及线间距进行适当补偿。

(3)对易造成干膜上线产生开路的细缝要添实;对容易造成阻焊气泡的外层线路图形的网格要作处理;为了减轻镀层不均匀程度,外层线路分布不均匀的图形要进行修改。

(4)将电源层、地层和点图同时打开,检查每一孔位上至少有一个隔离盘,否则电源层、地层短路;对各层光绘文件进行网络生成,生成后点亮接地铜皮,接电源铜皮不应亮,否则短路;常规下两极性器件均不会出现两管脚同在一网络上的情况。

(5)是否存在单面大面积铜皮,如有为避免翘曲,应把PCB文件修改成两面铜皮或网格。

(6)设计文件的隔离带之间有窄小区域封闭或隔离盘密集,检查是否会因隔离盘或热焊盘补偿后造成开路。

(7)查看设计文件的印制导线终点是否连在焊盘中,以防止工程修改焊盘时因缩小焊盘造成开路。

(8)与外形线距离太近的各层线路图形要进行移动处理。

(9)在外形凹槽或内槽大面积基材区加阻流块,若设计布线不均匀建议设计在基材区增加阻流块以防止白斑、翘曲等不良现象。

(10)为均匀电镀,需加辅助电镀块于每拼板边、拼板间隙、单元内槽,注意不要造成露铜。

(11)若存在孤立的反光点未加铜环,建议设计加铜环以免蚀刻后掉点。

3. 3. 2 阻焊和字符底片制作要求

(1)以设计提供的阻焊图形为依据,按已处理过的线路图形中的焊盘尺寸制作阻焊图形,阻焊图形尺寸要大于对应线路图形,以保证阻焊不上焊盘。

(2)SMT焊盘间距较小而设计要求SMT焊垫间应阻焊时, SMT焊盘的阻焊图形应更小一些。

(3)印制板上钻外形的孔和所加的工艺孔都应加大于钻孔直径的阻焊图形,防止阻焊油墨入孔造成孔径尺寸偏小。

(4)要对BGA过孔阻焊焊盘作钻孔文件,进行阻焊塞孔。

(5)当阻焊焊盘边离印制线太近,可将阻焊焊盘缩小或切削;若离铜皮太近,在保证印制板电气性能下,可将铜皮切削。

(6)检查字符是否和阻焊图形有交叉,并对交叉部分进行处理,以防止字符上盘或入孔。

(7)若字符上大锡面,可以不切削字符,要求先热风整平后丝印字符。

4 对工程资料制作的建议

4. 1 对设计的PCB文件进行可制造性修改

由于设计者对印制板的制造不一定十分熟悉,在设计印制板时很少考虑印制板在制造方面的困难。其实,一些制造上的难题只需在不改变印制板电气性能下根据生产工艺对PCB图形设计进行修改就可避免。

4. 2 注意调查生产工序对工程资料的要求工程资料要能够方便生产,只有经过生产的检验才能知道工程资料是否方便了生产。另外,还要把有些工序的一些有利于生产的加工方法及时应用在工程资料的制作中,这有利于提高工程资料的使用性。

5 结论

总之,工程资料在保证多层板设计要求的前提下是否满足生产线的工艺、生产能力和可加工性是工程制作的重要方面。所以,要求工程人员对生产线各工序的工艺生产能力及企业标准必须有相当的熟悉程度,甚至对各工序的操作过程有一定程度的了解,包括在进行工程更改时,只有对整个工艺生产了解了,才能做出正确的更改及保证更改完全。随着印制板的设计要求的不同,生产线工艺生产能力的不同,工程资料的具体制作要求也是不同的,而制作和检查过程中所依据的具体参数是在生产过程中不断积累的。