多層PCB工程資料的質量控制

    程資料中任何一個小小的錯誤都可能給多層PCB板的生產帶來重大損失，而工程資料的一個簡單的處理技巧也會極大地方便多層PCB板的生產。因此，通過提高對工程資料制作的要求、規范工程資料處理的基本內容和方法、強化工程資料的系統檢查、加強工程資料制作過程的合理化等措施來提高工程資料的制作質量。

1 多層PCB生產對工程資料的要求

    多層PCB板的工程資料必須在完全實現設計者要求的基礎上，最大限度地為生產提供方便，使PCB生產者能夠更簡便、更安全地實現設計要求。所以，設計者對PCB的要求是工程資料制作的最終目標，工程資料的制作要充分利用現有的設備資源、加工方法和加工能力來實現設計提出的技術要求。

2 多層PCB工程資料的制作流程

    工程資料的制作是在CAD/CAM系統上進行的。首先，對PCB文件的設計內容資料審查(包含最高層數、板厚、最小線寬和線距、最小成品孔徑、板外形尺寸公差、孔徑公差、特殊要求等)以及CAM系統確認的Gerber格式數據轉換；其次，在保證PCB設計要求的前提下，根據生產線的生產能力和工藝能力，從可加工性角度出發，檢查修改PCB各層的Gerber文件并對Gerber文件進行DRC檢查；最后，對PCB圖形單元進行自動拼板并由CAM輸出優化后的光繪數據、鉆銑數據、飛針檢測數據和供電鍍用銅面積及編寫制造說明。

3 多層PCB工程資料的制作要求多層PCB板生產的工程資料是PCB生產的指導性的工藝文件，一方面它以實現設計要求為目標，另一方面還要最大限度地滿足生產線的生產能力。

3. 1 外形及拼板資料的制作要求

外形的制作是按設計提供的PCB外形圖制作銑外形文件。外形制作規則如下。
(1)若設計無要求，數據以文件實測為準，若設計提供資料或設計文件中有特別說明數據標識，則檢查其數據有無矛盾，公差是否超出能力范圍。
(2)外形定位需要3個NPTH孔定位，外形資料中外形定位孔的設置應與板件上的定位孔相對應，且定位孔不在一條直線上。
(3)銑外形時盡量采用大銑刀以減少斷刀，且提高外形加工效率。
(4)對于橋連板，注意拼板連接方式產生的扭矩力而可能造成生產后無法完整掰開的情況。
(5)外形資料還應包括一個外形加工的說明文件，內容包括銑外形文件名、銑刀尺寸、定位孔工具尺寸、鉆定位孔文件名。
外形確定后對PCB單元進行拼板，以便保證各個設備允許PCB的最小尺寸以及提高PCB制作效率。拼板規則如下。
(1)注意圖形單元間距應給銑外形留出足夠的銑刀空間，板邊要盡量小，但應滿足電鍍、層壓等工序對板邊的要求。
(2)改善線路分布狀況，有助于電鍍分散電流、蝕刻減小過蝕。
(3)高層數板、密線板等對位精度要求較高的板不宜拼大板。
(4)為減小翹曲，板厚≤1. 2 mm的熱風整平板不宜拼大板。
(5)金手指板金手指朝板外方向拼板。
(6)開料尺寸設計:長寬不可相等。

3. 2 鉆孔資料的制作要求

    若設計無特別說明，設計提供的為成品孔孔徑及其公差，鉆孔孔位、孔數及PTH/NPTH孔要有標注。根據PCB圖形中孔位置及設計對孔徑尺寸要求，制作鉆孔文件。
(1)檢查重孔和疊孔。若重孔孔徑一致，刪除至僅一個孔，若孔徑不一致，確認該孔位的孔徑；疊孔會導致鉆破孔、斷刀、熱風整平爆孔等不良現象(郵票孔除外)，則詢問設計能否在兩孔之間加鉆孔或將兩孔鉆成槽。
(2)在生成鉆孔文件之前，必須在CAM系統中對孔徑公差的要求以及鍍銅工序對孔徑的影響進行孔徑補償。
(3)把鉆孔資料與外形資料對比，檢查有無與外形相交叉可能造成的破孔，定位孔和鉆外形的孔是否加入鉆孔資料中；把鉆孔資料和各層線路圖形對比，檢查鉆孔是否可能影響線路的電氣連接，如孔是否鉆斷導線或造成短路。
(4)多層PCB板在板邊的鉆孔定位孔距離必須相等。
(5)用PCB文件的鉆孔資料為依據檢查生產用的鉆孔資料，檢查鉆孔種類和數量，有無多和漏孔。除鉆孔文件外，鉆孔資料還包括與鉆孔文件相對應的鉆刀排列表，主要內容包括鉆刀尺寸、孔數等。

3. 3 底片制作要求

3. 3. 1 線路層底片制作要求

線路層底片包括內層和外層線路底片。
(1)對設計的非鍍通孔或在PCB圖形外增加的工藝孔要確保內層線路和外層線路圖形有隔離區。
(2)對焊環寬度進行檢查，對焊環小的焊盤進行適當補償，如出現為保證盤距無法放大焊盤，可與設計溝通加淚滴焊盤或改長圓形焊盤或刪除無功能性焊盤；針對選用的銅厚對導線寬度及線間距進行適當補償。
(3)對易造成干膜上線產生開路的細縫要添實；對容易造成阻焊氣泡的外層線路圖形的網格要作處理；為了減輕鍍層不均勻程度，外層線路分布不均勻的圖形要進行修改。
(4)將電源層、地層和點圖同時打開，檢查每一孔位上至少有一個隔離盤，否則電源層、地層短路；對各層光繪文件進行網絡生成，生成后點亮接地銅皮，接電源銅皮不應亮，否則短路；常規下兩極性器件均不會出現兩管腳同在一網絡上的情況。
(5)是否存在單面大面積銅皮，如有為避免翹曲，應把PCB文件修改成兩面銅皮或網格。
(6)設計文件的隔離帶之間有窄小區域封閉或隔離盤密集，檢查是否會因隔離盤或熱焊盤補償后造成開路。
(7)查看設計文件的印制導線終點是否連在焊盤中，以防止工程修改焊盤時因縮小焊盤造成開路。
(8)與外形線距離太近的各層線路圖形要進行移動處理。
(9)在外形凹槽或內槽大面積基材區加阻流塊，若設計布線不均勻建議設計在基材區增加阻流塊以防止白斑、翹曲等不良現象。
(10)為均勻電鍍，需加輔助電鍍塊于每拼板邊、拼板間隙、單元內槽，注意不要造成露銅。
(11)若存在孤立的反光點未加銅環，建議設計加銅環以免蝕刻后掉點。

3. 3. 2 阻焊和字符底片制作要求

(1)以設計提供的阻焊圖形為依據，按已處理過的線路圖形中的焊盤尺寸制作阻焊圖形，阻焊圖形尺寸要大于對應線路圖形，以保證阻焊不上焊盤。
(2)當SMT焊盤間距較小而設計要求SMT焊墊間應阻焊時， SMT焊盤的阻焊圖形應更小一些。
(3)PCB上鉆外形的孔和所加的工藝孔都應加大于鉆孔直徑的阻焊圖形，防止阻焊油墨入孔造成孔徑尺寸偏小。
(4)要對BGA過孔阻焊焊盤作鉆孔文件，進行阻焊塞孔。
(5)當阻焊焊盤邊離印制線太近，可將阻焊焊盤縮小或切削；若離銅皮太近，在保證PCB電氣性能下，可將銅皮切削。
(6)檢查字符是否和阻焊圖形有交叉，并對交叉部分進行處理，以防止字符上盤或入孔。
(7)若字符上大錫面，可以不切削字符，要求先熱風整平后絲印字符。
4 對工程資料制作的建議

4. 1 對設計的PCB文件進行可制造性修改

    由于設計者對PCB的制造不一定十分熟悉，在設計PCB時很少考慮PCB在制造方面的困難。其實，一些制造上的難題只需在不改變PCB電氣性能下根據生產工藝對PCB圖形設計進行修改就可避免。

4. 2 注意調查生產工序對工程資料的要求工程資料要能夠方便生產，只有經過生產的檢驗才能知道工程資料是否方便了生產。另外，還要把有些工序的一些有利于生產的加工方法及時應用在工程資料的制作中，這有利于提高工程資料的使用性。

5 結論

    總之，工程資料在保證多層PCB板設計要求的前提下是否滿足生產線的工藝、生產能力和可加工性是工程制作的重要方面。所以，要求工程人員對生產線各工序的工藝生產能力及企業標準必須有相當的熟悉程度，甚至對各工序的操作過程有一定程度的了解，包括在進行工程更改時，只有對整個工藝生產了解了，才能做出正確的更改及保證更改完全。隨著PCB的設計要求的不同，生產線工藝生產能力的不同，工程資料的具體制作要求也是不同的，而制作和檢查過程中所依據的具體參數是在生產過程中不斷積累的。