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PCB制版技术-CAM和光绘工艺

PCB制版技术-CAM和光绘工艺

点击数:7686 次   录入时间:03-04 11:39:27   整理:http://www.55dianzi.com   综合-其它

   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。

  1.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。

  2.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。
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  (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。

  二、光绘工艺

  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。

  1.检查文件

  (1)检查用户的文件  用户拿来的文件,首先要进行如下检查。

    ①检查磁盘文件是否完好。

    ②检查该文件是否带有病毒,有病毒则必须先杀毒。

    ③检查用户数据格式。

    ④如果是Gerber文件,则检查有无D码表或内含D码(RS274-X格式)。

   用户提供的原始数据,通常的格式如下。

  Gerber   (RS274D&RS274X);

  HPGL1/2  (HP GraphIC Layer);

  Dxf&Dwg  (Autocad for Windows);

  Protel format(DDB\pcb\sch\prj);

  Oi5000   (Orbotech output format);

  Excellon1/2  (drill\rot);

  IPC-D350 (netlist);

  Pads2000 (job)。



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  所以要能正确的分析出某个数据的数据格式。特别是对Gerber中的RS274D的格式要深入了解,要分析和理解正确、标准的Aperture,对它们之间的关系作详细的分析。有一点非常重要的是要仔细阅读Ap eture文件,因为有时会有一些特殊的情况出现,比如,有时用户会提出把一个 Aperture从圆形换成长方形、从长方形换成散热盘等。如果打开Gerber的原始文件,会发现它的数据只有D码与坐标,因为图形文件由三部分组成:坐标、大小、形状,而Gerber文件中只有坐标,所以需要另外两个条件,如果接到的文件中有Apertuer文件,那么打开它,会发现其中有需要的数据,如果能将其很好的结合起来,那么将能读人用户的原始数据。
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  (2)检查设计是否符合本厂的工艺水平

  ①检查客户文件中设计的各种间距是否符合本厂工艺,线与线之问的间距、线与焊盘之间的间距、焊盘与焊盘之间的间距,以上各种间距应大于本厂生产工艺所能达到的最小间距。

  ②检查导线的宽度,要求导线的宽度应大于本厂生产工艺所能达到的最小线宽。

  ③检查导通孔大小,以保证本厂生产工艺的最小孔径。

  ④检查焊盘大小与其内部孔径,以保证钻孔后的焊盘边缘有一定的宽度。

  2.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。

  3.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

  ① 光源强度的设置  在光绘过程中,如果光源强度过高,则绘制的图形会出现光晕;如果光源的强度过低,则绘制的图形会曝光不足,因此无论是矢量光绘机还是激光光绘机都存在一个光强调节问题。在高档的光绘机中设置有一个光强检测电路,当光强不足时,光绘机将拒绝工作或快门不打开,并且将错误提示在屏幕上。有时激光光绘机绘制过的底片一点也没有曝光的迹象,就是由于光强不足所致。通常可以通过调节发光器件的电压来控制光源的强度,每当更换一次发光器件或更换一次显影液之后,应用光绘试验片来检查光强是否适当。

  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。

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