PCB设计技术

芯德理科技技术分享篇PCB制版技术-CAM和光绘工艺

主题:   | 作者:芯德理电子工程师 | 点击: | 来源:专业PCB制板网(www.pcbsheji.com)
26
Jan
2018

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PCB制作技术,包含计算机辅助制造处理技术,也即是CAD/CAM,还有光绘技术,光绘工艺的一般流程是:检查文件一确定工艺参数一CAD文件转Gerber文件一CAM处理和输出。

一、计算机辅助制造处理技术

计算机辅助制造(CAM)是根据所定工艺进行各种工艺处理。前面所讲的各项工艺要求,都要在光绘之前做出必要的准备工作。比如镜像、阻焊扩大、工艺线、工艺框、线宽调整、中心孔、外形线等问题都要在CAM这道工序来完成。特别需要注意,用户文件中间距过小地方,必须做出相应的处理。

因为每个厂的工艺流程和技术水平各不相同,要达到用户的最终要求,必须在制作工艺中做出必要的调整,以满足用户有关精度等各方面的要求。因此CAM处理是现代印制电路制造中必不可少的工序。

一、CAM所完成的工作

①焊盘大小的修正,合拼D码。

②线条宽度的修正,合拼D码。

③最小间距的检查,焊盘与焊盘之间、焊盘与线之间、线条与线条之间。

④孔径大小的检查,合拼。

⑤最小线宽的检查。

⑥确定阻焊扩大参数。

⑦进行镜像。  、

⑧添加各种工艺线,工艺框。

⑨为修正侧蚀而进行线宽校正。

⑩形成中心孔。

⑩添加外形角线。

⑥加定位孔。

⑩拼版,旋转,镜像。

⑩拼片。

⑩图形的叠加处理,切角切线处理。

⑩添加用户商标。

二、CAM工序的组织

由于现在市面上流行的CAD软件多达几十种,因此对于CAD工序的管理必须首先从组织上着手,好的组织将达到事半功倍的效果。由于Gerber数据格式已成为光绘行业的标准,所以在整个光绘工艺处理中都应以Gerber数据为处理对象。如果以CAD数据作为对象会带来以下问题。

(1)CAD软件种类太多,如果各种工艺要求都要在CAD软件中完成,就要求每个操作员都要熟练掌握每一种CAD软件的操作。这将要求一个很长的培训期,才能使操作员成为熟练工,才能达到实际生产要求。这从时间和经济角度都是不合算的。

(2)由于工艺要求繁多,有些要求对于某些CAD软件来讲是无法实现的。因为CAD软件是做设计用的,没有考虑到工艺处理中的特殊要求,因而无法达到全部的要求。而CAM软件是专门用于进行工艺处理的,做这些工作是最拿手的。

(3)CAM软件功能强大,但全部是对Getber文件进行操作,而无法对CAD文件操作。

(4)如果用CAD进行工艺处理,则要求每个操作员都要配备所有的CAD软件,并对每一种CAD软件又有不同的工艺要求。这将对管理造成不必要的混乱。

综上所述,CAM组织应该是以下结构(尤其是大中型的企业)。

①所有的工艺处理统一以Gerber数据为处理对象。

②每个操作员须掌握CAD数据转换为Gerber数据的技巧。

③每个操作员须掌握一种或数种CAM软件的操作方法。

④对Gerber数据文件制定统一的工艺规范。

⑤CAM工序可以相对集中由几个操作员进行处理,以便管理。

合理的组织机构将大大提高管理效率、生产效率,并有效地降低差错率,从而达到提高产品质量的效果。

三、确定工艺参数

根据用户要求确定各种工艺参数。工艺参数可能有如下几种情况。

(1)根据后序工艺的要求,确定光绘底片是否镜像

①底片镜像的原则  为了减小误差,药膜面(即乳胶面)必须直接贴在感光胶的药膜面。

②底片镜像的决定因素  如果是网印工艺或干膜工艺,则以底片药膜面贴基板铜表面为准。如果是用重氮片曝光,由于重氮片拷贝时镜像,所以其镜像应为底片药膜面不贴基板铜表面。如果光绘时为单元底片,而不是在光绘底片上拼版,则需多加一次镜像。

(2)确定阻焊图形扩大的参数

① 确定原则  阻焊图形的增大以不露出焊盘旁边的导线为准;阻焊图形的缩小以不盖住焊盘为原则。由于操作时的误差,阻焊图形对线路可能产生偏差。如果阻焊图形太小,偏差的结果可能使焊盘边缘被掩盖,因此要求阻焊图形加大一些;但如果阻焊图形扩大太多,由于偏差的影响可能露出旁边的导线。

② 阻焊图形扩大的决定因素  本厂阻焊工艺位置的偏差值,阻焊图形的偏差值。由于各种工艺所造成的偏差不一样,所以对应各种工艺的阻焊图形扩大值也不同。偏差大的阻焊图形扩大值应选得大些。板子导线密度大,焊盘与导线之间的问距小,阻焊图形扩大值应选小些;板子导线密度小,阻焊图形扩大值可选得大些。

(3)根据板子上是否需要插头镀金(俗称金手指)确定是否要增加工艺导线。

(4)根据电镀工艺要求确定是否要增加电镀用的导电边框。

(5)根据热风整平(俗称喷锡)工艺的要求确定是否要加导电工艺线。

(6)根据钻孔工艺确定是否要加焊盘中心孔。

(7)根据后序工艺确定是否要加工艺定位孔。

(8)根据板子外型确定是否要加外形角线。

(9)当用户高精度板子要求线宽精度很高时,要根据本厂生产水平,确定是否进行线宽校正,以调整侧蚀的影响。

四、底版的光绘制作一输出

由于许多印制板厂家都不把光绘机绘制的底片直接用于成像生产,而是用它来翻拍工作底片,这里我们把光绘底片称之为底版。在新开始光绘之前,首先要调整光绘机的各参数,使之处于适宜的工作状态。

(1)光绘机参数的设置

②光绘速度的调节  光绘机,特别是矢量光绘机,其绘图的速度也是影响绘片质量的重要因素。在矢量光绘机划线时,若绘图速度过快,即光束在底片上停留时间过短,则会产生曝光不足现象;若绘图速度过慢,即光束在底片上停留时间过长,则会曝光过度出现光晕现象。不仅光绘速度会影响绘片效果,而且光绘时的加速度和曝光时快门打开和关闭的延迟时间都会对结果有影响,这些参数也需认真调节。

③ 光绘时底片的放置  由于各种外界因素的变化,光绘底片会发生微小的伸缩变形,一般情况下它对印制电路板的加工不会产生多大的影响,但有时也会使底片不能用。因此,除了尽量消除外界环境因素的影响外,在光绘操作时也应加以注意。在放置底片时,应尽量保证要绘制的同一印制电路图不同层(如元件面和焊接面)的 X、y方向和一张底片的X、y方向是一致的,这样变起形来多少有点同一性。对有些精度不是很高的光 绘机,绘片时尽可能从绘图台面的原点开始,绘制同一电路不同层次的图形时,尽量在台面的相同坐标范围上,放置底片时也相应要加以注意。另外,放底片时应保持底片的药膜面朝上对着光源,以减小底片介质对光的衍射作用。

(2) 图形底版的绘制  当光绘处于正常工作状态时它通过磁盘、RS232口或磁带(目前磁带方式已很少采用)输入光绘数据,然后就在底片上绘出这些数据所描述的图形。事实上,在光绘机上除了简单的操作外,并不需要做更多的工作,光绘图形的大量工作是在光绘文件的产生和处理方面。

②阻焊片的绘制  对阻焊片要求比线路片低,但根据不同的工艺要求,阻焊片的焊盘应比线路片放大一些,在生成阻焊片的光绘数据就应加以注意。

③字符片的绘制  对字符片的要求稍低一些,不过由于器件的字符往往是布局时随着器件从库中调出来的,其字符的大小,构成字符的线宽往往参差不齐。有的字符太小,用油墨印出时会模糊不清;有的线太细,丝印效果也不好,这就要求在生成字符的光绘文件前对字符进行认真检查,在生成字符的光绘文件时,尽量把字符的线宽归并为一种或几种,使之符合工艺要求。

⑤ 大面积覆铜的电源、地层的绘制  对于标准设计的电源、地层,按照设计绘制的底片与印制板上图形是相反的,也就是说底片上没曝光的部分才是铜箔,而底片上有图形的部分在印制板上是隔离部分,没有铜层。由于工艺的需要,在绘制电源、地层时,隔离盘应比线路层的焊盘大一些,对于与电源或地层相连接的孔,最好不要什么都不绘,而应绘出专门的花焊盘,这不仅仅是保证可焊性的问题,更重要的是有利于底片的检查,哪个位置有孔、哪个位置无孔,哪个孔接电源或接地,一目了然。

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