PCB生產(chǎn)工藝資料-PCB制前準(zhǔn)備

製前準(zhǔn)備前言臺(tái)灣PCB產(chǎn)業(yè)屬性，幾乎是以O(shè)EM，也就是受客戶委托製作空板（ BareBoard）而已，不像美國(guó)，很多PCBShop是包括了線路設(shè)計(jì)，空板製作以及裝配（Assembly）的Turn-Key業(yè)務(wù)。以前，只要客戶提供的原始資料如Drawing,Artwork,Specification，再以手動(dòng)翻片、排版、打帶等作業(yè)，即可進(jìn)行製作，但近年由於電子產(chǎn)品日趨輕薄短小，PCB的製造面臨了幾個(gè)挑戰(zhàn):（1）薄板（2）高密度（3）高性能（4）高速（5）產(chǎn)品週期縮短（6）降低成本等。以往以燈桌、筆刀、貼圖及照相機(jī)做為製前工具，現(xiàn)在己被電腦、工作軟體及鐳射繪圖機(jī)所取代。過(guò)去，以手工排版，或者還需要Micro-Modifier來(lái)修正尺寸等費(fèi)時(shí)耗工的作業(yè)，今天只要在CAM（ComputerAidedManufacturing）工作人員取得客戶的設(shè)計(jì)資料，可能幾小時(shí)內(nèi)，就可以依設(shè)計(jì)規(guī)則或DFM（DesignForManufacturing）自動(dòng)排版並變化不同的生產(chǎn)條件。同時(shí)可以output如鑽孔、成型、測(cè)試治具等資料。相關(guān)名詞的定義與解說(shuō)AGerberfile這是一個(gè)從PCBCAD軟體輸出的資料檔做為光繪圖語(yǔ)言。1960年代一家名叫GerberScientific（現(xiàn)在叫GerberSystem）專(zhuān)業(yè)做繪圖機(jī)的美國(guó)公司所發(fā)展出的格式，爾後二十年，行銷(xiāo)於世界四十多個(gè)國(guó)家。幾乎所有CAD系統(tǒng)的發(fā)展，也都依此格式作其OutputData，直接輸入繪圖機(jī)就可繪出Drawing或Film，因此GerberFormat成了電子業(yè)界的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。RS-274D是GerberFormat的正式名稱(chēng)，正確稱(chēng)呼是EIASTANDARDRS-274D(ElectronicIndustriesAssociation)主要兩大組成：1.FunctionCodeIndustriesAssociation)主要兩大組成：1.FunctionCode如Gcodes,Dcodes,Mcodes等。2.Coordinatedata等。2.Coordinatedata:定義圖像（imaging）RS-274X是RS-274D的延伸版本，除RS-274D之Code以外，包括RS-274XParameters，或稱(chēng)整個(gè)extendedGerberformat 它以兩個(gè)字母為組合，定義了繪圖過(guò)程的一些特性。IPC-350IPC-350是IPC發(fā)展出來(lái)的一套neutralformat,可以很容易由PCBCAD/CAM產(chǎn)生然後依此系統(tǒng)，PCBSHOP再產(chǎn)生NCDrillProgram,Netlist, 並可直接輸入LaserPlotter繪製底片.LaserPlotter見(jiàn)圖2.1/PROCESS1/2/pic2-1.gif,輸入Gerberformat或IPC350format以繪製ApertureListandD-Codes見(jiàn)表2.1及圖2.2,舉一簡(jiǎn)單實(shí)例來(lái)說(shuō)明兩者關(guān)係,Aperture的定義亦見(jiàn)圖ApertureListandD-Codes見(jiàn)表2.1及圖2.2,舉一簡(jiǎn)單實(shí)例來(lái)說(shuō)明兩者關(guān)係,Aperture的定義亦見(jiàn)圖2.1Gerte|EX532Y0O2CC2-01T*003*D0XD07Y0084JE壯竝0凱対Hl011*權(quán)2003*010*MAsfruu：xm惟B400V理：他爐;■，朗曲1DirDOTnKm^xrLreCH2*x.-桃(1財(cái)繃丹1DC擴(kuò)啣stilusXjQ&iYOOW^ir陰m族m血表2-1製前設(shè)計(jì)流程/PROCESS1/2/t1.gif—Panelization—Artwork一NODrillingProgram—NCRoutinePrograi—Process一OperationParameter一WorkSheetMaking—SpecDefine1—MaterialDefine「AOI—ElectricalTestNetlist1-ProductionCrawi.ng2.3.1客戶必須提供的資料：電子廠或裝配工廠，委託 PCBSHOP生產(chǎn)空板(BareBoard)時(shí)，必須提供下列資料以供製作。項(xiàng)目?jī)?nèi)容榕式1?料號(hào)資料(PartNumber)包含此料號(hào)的版別、更改歷史、日期以及藉行資訊。ft；Drawing一起或另有一Text檔。2工程圖(Drawing)A料號(hào)工程圖：包活一些特殊需求'如原物料需求，特性阻抗控制、防焊、文字種頰、顏色、尺寸容差、層次等。HPGL及PostScriptB錯(cuò)孔團(tuán)此闔通常標(biāo)示孔位及孔號(hào)HPGL及PostScriptC?連片工程闔包含每一小片的位置、尺寸、折斷邊、工具孔相關(guān)規(guī)格、特殊符號(hào)以及特定製作流程和容差。HPGL及PostScriptD.疊合結(jié)構(gòu)圃包含各導(dǎo)體層，絕緣層厚度，阻抗妻求繼厚度等.HPGL及PostScript3?底片資料(ArtworkData)A線路層B防焊層c文字層Gerber(RS-274)4.Aperturelist定義：各種PM的形狀'一些特別的如thermalpads並須特別定義construction方法Textfile文字檔5?蹭孔資料定義：A孔位置孔號(hào)PTH&NPTHD埋孔及盲孔屠ExcellonFormat6-瓚孔工具稿定義：A?孔徑B電鍍狀態(tài)C.盲埋孔D檔名Textfile文字槁7.Netlist資料定義線路的連適PC-356or其它從CAD端岀之各種榕式8?製作規(guī)範(fàn)1?指明依據(jù)之國(guó)際規(guī)格，如IPC,MIL2?客戶自己FCE進(jìn)料規(guī)範(fàn)2特殊產(chǎn)品必須meet的規(guī)範(fàn)如PCMCIA.Textfile文字檔弘颶際多媒fig|上表資料是必備項(xiàng)目，有時(shí)客戶會(huì)提供一片樣品，一份零件圖，一份保證書(shū)（保證製程中使用之原物料、耗料等不含某些有毒物質(zhì)）等。這些額外資料，廠商須自行判斷其重要性，以免誤了商機(jī)。2.3.2.資料審查面對(duì)這麼多的資料，製前設(shè)計(jì)工程師接下來(lái)所要進(jìn)行的工作程序與重點(diǎn)，如下所述A.審查客戶的產(chǎn)品規(guī)格，是否廠內(nèi)製程能力可及，審查項(xiàng)目見(jiàn) 承接料號(hào)製程能力檢查表/PROCESS1/2/t3.gifB.原物料需求（BOM最高層數(shù)B.原物料需求（BOM最高層數(shù)板J根據(jù)上述資料審查重點(diǎn)/l-BillofMaterial ） 高層數(shù)須要更.嚴(yán)格的製程與容差控制。分析後，由殳備OM的展開(kāi)，瞬決定原物料的廠牌、種類(lèi)及規(guī)格。主要的等。BO!物料包括了距基板（iask!物料包括了距基板（iask誠(chéng)、文字油墨（刁不同的物料需求與規(guī)格（AspectRatio）1表歸納客戶規(guī)範(fàn)中,整體尺寸看篁孔徑容差(SolderLsmnate粽、膠較綁epeg條、銅箔翳6pp蝕刑0以及防焊油墨作與保存條件的控制°嚨昨孔等。瑙外客戶對(duì)於肅nish頭規(guī)定將影響流程的選擇I當(dāng)然會(huì)有對(duì)孔）容差亦須縮小。(Solder?例如：軟、硬金、噴鍚、l汐鉀。—一比_：汀心".戎製程護(hù)備之護(hù)計(jì)能力必須加強(qiáng)。，可能影響原物料選擇的因素 。一包撐punching或routing或V-cut各相關(guān)尺寸位置的容差要求?？傮w考量1線踣怖圖的情況〈和電鍍密度有極大關(guān)連）2孔的位置3.?後-從排版、工作片-需頭尺寸以及電鍍製程條件來(lái)做最適當(dāng)?shù)姆Y計(jì)（如加Dummyp詛」排版方向■電流密度調(diào)塾等、項(xiàng)目物性如原料兀點(diǎn)電性女口特定層之阻抗羈求等0L種類(lèi)?求如FRSPI2厚度容差規(guī)格，銅箔厚度4絕緣層厚度防焊［孰與否2有否後製局部鍍金等x犠械、化舉的後處理。 乂訊閩瞪難衛(wèi)制建層平均厚度signia需求等。C.上述乃屬新資料的審查,審查完畢進(jìn)行樣品的製作.若是舊資料,則須Check有無(wú)戶ECO（EngineeringChangeOrder）,然後再進(jìn)行審查.D.排版排版的尺寸選擇將影響該料號(hào)的獲利率。因?yàn)榛迨侵饕铣杀荆ㄅ虐孀罴鸦蓽p少板材浪費(fèi)）；而適當(dāng)排版可提高生產(chǎn)力並降低不良率。有些工廠認(rèn)為固定某些工作尺寸可以符合最大生產(chǎn)力，但原物料成本增加很多.下列是一些考慮的方向：一般製作成本，直、間接原物料約佔(zhàn)總成本30~60%，包含了基板、膠片、銅箔、防焊、乾膜、鑽頭、重金屬（銅、鍚、鉛），化學(xué)耗品等。而這些原物料的耗用，直接和排版尺寸恰當(dāng)與否有關(guān)係。大部份電子廠做線路Layout時(shí)，會(huì)做連片設(shè)計(jì)，以使裝配時(shí)能有最高的生產(chǎn)力。因此，PCB工廠之製前設(shè)計(jì)人員,應(yīng)和客戶密切溝通,以使連片Layout的尺寸能在排版成工作PANEL時(shí)可有最佳的利用率。要計(jì)算最恰當(dāng)?shù)呐虐?，須考慮以下幾個(gè)因素?；牟们凶钌俚稊?shù)與最大使用率（裁切方式與磨邊處理須考慮進(jìn)去）。銅箔、膠片與乾膜的使用尺寸與工作PANEL的尺寸須搭配良好，以免浪費(fèi)。連片時(shí)，piece間最小尺寸，以及板邊留做工具或?qū)ξ幌到y(tǒng)的最小尺寸。各製程可能的最大尺寸限制或有效工作區(qū)尺寸.不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有不同製作流程，及不同的排版限制，例如，金手指板，其排版間距須較大且有方向的考量，其測(cè)試治具或測(cè)試次序規(guī)定也不一樣。較大工作尺寸，可以符合較大生產(chǎn)力，但原物料成本增加很多,而且設(shè)備製程能力亦需提升，如何取得一個(gè)平衡點(diǎn)，設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則與工程師的經(jīng)驗(yàn)是相當(dāng)重要的

233著手設(shè)計(jì)所有資料檢核齊全後，開(kāi)始分工設(shè)計(jì):A.流程的決定(FlowChart)由資料審查的分析確認(rèn)後，設(shè)計(jì)工程師就要決定最適切的流程步驟。傳統(tǒng)多層板的製作流程可分作兩個(gè)部分：內(nèi)層製作和外層製作?以下圖示幾種代表性流程供參考.見(jiàn)圖2.3與圖2.4tvs贖價(jià)騎tvs贖價(jià)騎Cuitfti1trA?古巴里E￡R"n光flSK/Pb)購(gòu)金料價(jià)片黠膵側(cè))“限光B.CAD/CAM作業(yè)將GerberData輸入所使用的CAM系統(tǒng)，此時(shí)須將apertures和shapes定義好。目前，己有很多PCBCAM系統(tǒng)可接受IPC-350的格式。部份CAM系統(tǒng)可產(chǎn)生外型NCRouting檔，不過(guò)一般PCBLayout設(shè)計(jì)軟體並不會(huì)產(chǎn)生此檔。有部份專(zhuān)業(yè)軟體或獨(dú)立或配合NCRouter,可設(shè)定參數(shù)直接輸出程式.Shapes種類(lèi)有圓、正方、長(zhǎng)方，亦有較複雜形狀，如內(nèi)層之thermalpad等。著手設(shè)計(jì)時(shí)，Aperturecode和shapes的關(guān)連要先定義清楚，否則無(wú)法進(jìn)行後面一系列的設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)時(shí)的Checklist闔馬電箔媒悌呼 項(xiàng)目1辜踏孑L2r重寒縉丸3r扎願(yuàn)孔最小問(wèn)距斗孑L願(yuàn)標(biāo)邊最小問(wèn)距5板邊黒板邊最令距離6t顕板邊最小間離7最小埜環(huán)8墊邊題墊邊最小間距9墊邊與線邊最小問(wèn)距10最小線寛11最小糸泉罡巨12吋鈿孑L輿帝泉邊最小間距13帚泉轄堆缺少p曰忍14雇間門(mén)d對(duì)位15防輝黒贋旱墊邊最小飾環(huán)(deara口匚巴］16防焊瞬環(huán)邊至葆邊最小間距1711TTH孑L的防埠薛環(huán)13防低旱至棣邊最＜J%clearance19衆(zhòng)細(xì)防牌f鬲希泉3比〕20搭地屠銅綾和椒邊最小間餌21r接地屠最小整環(huán)22接地屠最Clearancs23汝:字禾口r疋TH孑L麻小問(wèn)距24文字和PA2D扎最小問(wèn)距25玫字和防焊Clearance邊最小間距26玄字最小長(zhǎng)寛芨命泉寛27依據(jù)checklist審查後，當(dāng)可知道該製作料號(hào)可能的良率以及成本的預(yù)估。WorkingPanel排版注意事項(xiàng)：-PCBLayout工程師在設(shè)計(jì)時(shí)，為協(xié)助提醒或注意某些事項(xiàng)，會(huì)做一些輔助的記號(hào)做參考，所以必須在進(jìn)入排版前，將之去除。下表列舉 數(shù)個(gè)項(xiàng)目，及其影響項(xiàng)目景纟響 “撲層NTTH孔留PATD圧槪法T麗ti驅(qū)而成PTH孔威型線會(huì)藤留銅絲貿(mào)板邊蹭孔位置做團(tuán)PAD記號(hào)1於內(nèi)屠，造成強(qiáng)皿2於外層，PTH->NPIE文字層未和防焊屠窘用文字沾PAD或孔內(nèi)-排版的尺寸選擇將影響該料號(hào)的獲利率。因?yàn)榛迨侵饕铣杀荆ㄅ虐孀罴鸦蓽p少板材浪費(fèi)）；而適當(dāng)排版可提高生產(chǎn)力並降低不良率。有些工廠認(rèn)為固定某些工作尺寸可以符合最大生產(chǎn)力，但原物料成本增加很多 ?下列是一些考慮的方向：一般製作成本，直、間接原物料約佔(zhàn)總成本30~60%，包含了基板、膠片、銅箔、防焊、乾膜、鑽頭、重金屬（銅、錫、鉛、金），化學(xué)耗品等。而這些原物料的耗用，直接和排版尺寸恰當(dāng)與否有關(guān)係。大部份電子廠做線路Layout時(shí)，會(huì)做連片設(shè)計(jì)，以使裝配時(shí)能有最高的生產(chǎn)力。因此，PCB工廠之製前設(shè)計(jì)人員，應(yīng)和客戶密切溝通，以使連片 Layout的尺寸能在排版成工作PANEL時(shí)可有最佳的利用率。要計(jì)算最恰當(dāng)?shù)呐虐妫毧紤]以下幾個(gè)因素。1?基材裁切最少刀數(shù)與最大使用率（裁切方式與磨邊處理須考慮進(jìn)去）。2?銅箔、膠片與乾膜的使用尺寸與工作PANEL的尺寸須搭配良好，以免浪費(fèi)。3?連片時(shí)，piece間最小尺寸，以及板邊留做工具或?qū)ξ幌到y(tǒng)的最小尺寸。4.各製程可能的最大尺寸限制或有效工作區(qū)尺寸.5不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有不同製作流程，及不同的排版限制，例如，金手指板，其排版間距須較大且有方向的考量，其測(cè)試治具或測(cè)試次序規(guī)定也不一樣。較大工作尺寸，可以符合較大生產(chǎn)力，但原物料成本增加很多，而且設(shè)備製程能力亦需提升,

如何取得一個(gè)平衡點(diǎn)，設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則與工程師的經(jīng)驗(yàn)是相當(dāng)重要的?！M(jìn)行workingPanel的排版過(guò)程中，尚須考慮下列事項(xiàng)，以使製程順暢，表 排版注意事項(xiàng)。項(xiàng)目目的對(duì)位工具系統(tǒng)設(shè)計(jì)於板邊、以進(jìn)行點(diǎn)孔、曝托、成型等之對(duì)位乜下游裝配FiducialMark裝配時(shí)蒲覺(jué)感0S定位記號(hào)，可以和客戶溝通以決定形狀與位置或客戶扌旨定.測(cè)誌“upon包含孔、線踣'可在製程中供切片機(jī)查°莎須考慮客戶收貨後的檢査如“阻抗"檢的 coupon等“ -1..,'.l-r..內(nèi)層導(dǎo)月鰥泉路眺述壓合過(guò)程，護(hù)膠流動(dòng)均勻順暢外層吸電流線賂ThiX在高電流區(qū)加入糕功能不規(guī)則鍍面、以使鍍層均勻。料號(hào)辨識(shí)成型并以文字標(biāo)不相關(guān)客戶料號(hào)或製程。d.底片與程式:—底片Artwork在CAM系統(tǒng)編輯排版完成後，配合D-Code檔案，而由雷射繪圖機(jī)(LaserPlotter)繪出底片。所須繪製的底片有內(nèi)外層之線路，外層之防焊，以及文字底片。由於線路密度愈來(lái)愈高，容差要求越來(lái)越嚴(yán)謹(jǐn)，因此底片尺寸控制，是目前很多 PCB廠的一大課題。表是傳統(tǒng)底片與玻璃底片的比較表。玻璃底片使用比例已有提高趨勢(shì)。而底片製造商亦積極研究替代材料，以使尺寸之安定性更好。例如乾式做法的鉍金屬底片傳統(tǒng)工作底片玻璃底片尺寸安定性最易受溫度和相對(duì)濕度影響幾乎不受相討濕度影響、且據(jù)度效應(yīng)爲(wèi)僖統(tǒng)底片的一半?耐用性基材易起緡杖且對(duì)位孔易受唐損易破碎、但不易起橡観操作/儲(chǔ)存/運(yùn)送較輕且具柔軟性容易運(yùn)送及儲(chǔ)存較重1需小心防碎】要注意存運(yùn)送空間-並注蕙其重量。使用於一般的曝卅適用於所肓曝光詮備需調(diào)整設(shè)備或特就言殳備“繪n機(jī)適於一幻殳自動(dòng)化處理機(jī)碟式或特殊平板處理機(jī)。便宜貴 3聞需羅槪憶般在保存以及使用傳統(tǒng)底片應(yīng)注意事項(xiàng)如下:1.環(huán)境的溫度與相對(duì)溫度的控制2?全新底片取