pcb设计与生产规范

time : 2019-05-06 10:51       作者:凡亿pcb


  此篇着重对印制板的实际层进行处理优化,优化的目的在于整理和部分微量改动,达到相适应的生产规范。如钻孔补偿,线路补偿,阻焊工艺处理,字符调整,此些处理均为根据生产协定,一旦过度修整或者超工艺规范无法调整均会向客户确认。


  一.钻孔处理及优化


  (1)首先打开原文件的孔位图与钻孔对比,检查孔径、孔数、孔属性(金属或非金属),孔位标识和钻孔程序必需一一对应。制作槽孔时,测量出我们需要的制作的槽孔大小,选中一个需要变成槽孔的钻孔,点击edit→reshape→substitute,根据大小修改参数。点击datum设定坐标、运行。选中刚刚的槽孔,点击edit→reshape→break打散他们的d码,最后根据公差给槽孔加补偿。


  (2)表面工艺为沉金、OSP、裸铜的钻孔补偿为x mm。  NPTH:钻孔孔径=成品孔径(转换为正负公差后的成品孔径)+x mm 。各司根据其具体工艺能力进行相应的补偿。


  对于整板面图形分布不均匀,有孔径要求免焊器件孔分布在基材区,尽可能在孔周边基材区铺上网格或铜皮,以均匀分布电流,防止孔径变小;确实无法更改设计的,若满足掩孔法制作要求则走掩孔工艺,如无法走掩孔工艺的则考虑在孔周边区铺网格或铜皮走两次蚀刻工艺(但所铺分散电流的网格或铜皮距离板面最近导体必须≥3mm;对可通过拼板来调整板边免焊器件孔的板,拼板后尽量让这些孔靠近相邻拼的铜皮区;对在板边的免焊器件孔,拼板时需把板附边铺上铜皮,以分散电流。


  (3).对于有字符层的文件,可根据字符层的元件标识来判别,元件孔的排布具有规则性,一般均匀的分布在字符标识周边;过孔则孔径较小,无字符标识,分布较为凌乱,无规则性。 NPTH孔应在各层线路中均无任何电气连接(单面板除外),对于其判别可根据提供的资料说明(注意可能在字符层、机械加工层、孔图或其它的说明文件)。 右击钻孔选择drill tools manager进行钻孔的补偿和判别,定义好钻孔的属性,如plt,via,Nplt,然后按照补偿规则进行补偿。如图1所示。


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  图1 钻孔补偿


  钻孔补偿完毕后,点击alt→analysis→drill check进行钻孔分析,检测一般会罗列出各种属性孔的大小,不属于任何盘的多余孔、重孔、近孔、接触孔,并对这些问题进行处理。


  重孔与钻孔间距过小的处理:


  (1)重孔:如孔径相同则删去多于的孔。如孔径不同则删除小孔保留大孔。


  (2)钻孔间距:相邻两孔(槽)的孔壁间距需≥Xmil,对于小于此间距的钻孔应改为槽孔,如无法满足要求则在MI钻孔指示对应位置注明允许破孔。


  (3)连孔:相邻两孔孔径中心间距如小于其半径之和,应改为槽孔;如无法满足要求则需单列1个刀号,并在ERP钻孔指示注明连孔。


  对于由PROTEL 系列产生的钻孔文件,应留意其单面焊盘有无钻孔,有且造成短路的则应删掉。对于中心距小于Xmil的相同孔径的孔,应删掉直至一个,孔径不相同的则应删掉小孔(需联系周边的孔径来判断;剩下的孔应注意和焊盘对中。


  二.线路优化


  前面进行了盘与孔的对齐,如果不进行线路与盘对齐,当钻孔时就会把线路或者盘钻出缺口,影响电气性能。线路优化需要对其进行线路补偿,焊盘加大,掏铜皮,线与线,线与盘,盘与盘的间距满足工艺要求。


  线路补偿。当进行工艺蚀刻流程时会使线路过蚀,达不到工程原文件的要求,那么就要根据不同的板厚需要对线路进行补偿。选中两层线路为影响层,alt→edit→resize,补偿需要根据工艺来确定。


  点击analysis→signal layer checks→out layer进行线路分析,检测各间距是否足够,报告结果一般需要处理的问题描述pad to pad(spacing),pad to circuit(spacing),spacing length(spacing),same net spacin(同一回路的间距),pth annular ring,via annular ring , shave lines,sliver(小间隙),pth to copper 。如图2所示。


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  图2线路各间距


  1、补偿后必须保证底片间距(包括线到线、线到焊盘、焊盘到焊盘)≥Xmil,允许局部Y MIL,补偿后线距≤Zmil的均要求在外光成像备注:线与线的间距若很小,可以进行线的移动,若不能保证间距可适当减少补偿,当外层基铜为2OZ及以上必须保证补偿后间距大于CMIL。若盘与线,盘与盘间距不足可进行削盘,可进入自动优化dfm→optimization→signal layer opt,进行盘的加大,保证焊环,削盘保证盘与线 ,盘与盘的间距。对于盘到铜皮的间距,选中铜皮→move→other→target layer,对线路层点击右键,选中clip areas,参考层选择该层,并且在菜单中选中盘,影响层选铜皮层,margin选择需要掏的数据,点击apply即可,之后将铜皮移回去即可。


  2、为防止飞膜,填实间距小于Nmil(补偿后)的不改变电性能的小空隙。


  3、补偿后必须保证孔到线、阻焊开窗盖线等间距。


  4、阻抗测试线比板中的多补Mmil,SMT的补偿按SMT要求。


  5、为防止飞膜给生产带来缺陷,工程制作时按正常补偿后对小于4MIL的飞膜必须填实。


  6、NPTH孔:一般需删除线路层焊盘,若孔位上设计了焊盘比孔大或孔钻在大铜面上,删除或镂空铜皮处理。


  三.阻焊处理与优化


  检查阻焊层是否全为盘属性,非盘属性的要转为盘属性。点击dfm→cleanup→construct pad 选中一个类型,apply会将同种类型的转换为盘。


  做阻焊时可选择原文件中的阻焊进行处理,也可以自己手动做阻焊,但是与原文件不能相差太大。


  1、手动做阻焊:打开阻焊层和线路层,操作层为线路层alt→action→reference selection,参考层为阻焊层,选择覆盖cover,右边菜单选盘,将选中的盘放大4mil拷贝到另一层,将新的一层阻焊与原阻焊对比,与原文件更改不可过大,将与原文件中相差太大的阻焊不变,这样做的目的是自己手动做的阻焊更能够满足线路之间的间距及其工艺要求,又能保证与原文件相差不大,之后将新做的阻焊的替换原文件即可。同样,另一层亦是如此。


  2、NPTH孔和线路焊盘(包括SMT、BGA)的阻焊开窗要求 阻焊开窗形状应与相应位置的NPTH孔、线路焊盘的形状相符,如不符应保证阻焊开窗能够完全覆盖NPTH孔、线路焊盘;NPTH孔,为避免绿油入孔,需单边开窗≥Xmil;PTH孔和SMT防止绿油上焊盘,阻焊焊盘比焊盘单边大Ymil。


  3、阻焊盖线:阻焊焊盘边离线≥Xmil,若不满足可将阻焊焊盘缩小或切削,若离铜皮<Xmil,可将铜皮进行削掉,使用clip areas进行切削,也可以用负向量拷贝过去,但保证电性能。


  4、铜皮上阻焊字线宽大于Xmil(极限Ymil),否则会喷不上锡。


  5、阻焊桥:也叫绿油桥,一般情况下,先保证阻焊桥4mil,再保证净空度;工程处理文件时必须保证阻焊桥,如果不满足可以局部减小静空度(阻焊开窗),(以上数据是在线路补偿后的)


  6、挡锡桥:一般在大铜面上的喷锡面之间,防止焊接时锡流窜和起绝缘保护的作用,不允许填实;挡锡桥最小间距Xmil。


  7、当原文件提供的阻焊文件焊盘比钻孔大,比线路焊盘小时,工程处理时原则上按原稿制作,但需保证阻焊焊盘比钻孔直径大X MIL,防止绿油入孔显影不净,如果不够大则需加大相应阻焊。如果原文件提供的阻焊文件插件孔一面有阻焊窗,另一面没有阻焊窗则两面都加阻焊窗或另一面加比钻孔直径大Y MIL的阻焊窗(即另一面允许有锡圈)。


  8、光学定位点的阻焊开窗:光学点上应有阻焊开窗,一般为2-4倍定位点直径,具体须视实际板情况而定。


  9、工程优化阻焊,设置好影响层→dfm→optimization→solder mask optimization,如下图


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  图3 阻焊优化


  设置好相应的参数,然后执行。


  通常报告结果为:


  Too dense  线路处太密集,无法进行削盘


  Bridge  pad与pad之间的距离不足,因而无法改变阻焊桥


  Partial clearance  开窗只部分的覆盖物件


  Cannot bridge  无法处理pad与pad之间的距离不足问题


  Resize problem to smcc  加大开窗可能会改变原来形状,所以没有加大


  然后根据优化过的数据进行一次分析 analysis→solder mask checks ,检查各项内容是否达到工艺要求,未达到的进行处理。如图4


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  图4 阻焊分析


  检测项目:


  Drill  报告在NPTH接触到阻焊的情况下,至PTH或NPTH环的阻焊开窗的最近距离


  Pad  报告至所有焊盘的阻焊开窗的最近距离


  Coverage  报告太靠近开窗的线


  Spacing  报告开窗之间的距离


  Missing  报告丢失开窗


  Bridge  报告阻焊桥


  Rout  报告阻焊和边框之间的最近距离


  对于一些开窗到导体间距不足的,可在菜单中选择绘制线,选择负向量进行削盘。此外我们必须要保证阻焊桥的间距。


  对于一些需要家挡点,钻孔层为操作层,选中挡点对应的孔→edit→copy→other layer→resize,输入尺寸。


  做完阻焊我们需要对一些过孔的工艺进行一个操作,过孔工艺有过孔塞孔,过孔开窗,过孔盖油,盘中孔塞孔,盘中孔盖油,单面开窗等等。


  10、阻焊塞孔


  阻焊塞孔分为BGA位过孔塞孔和过孔塞孔(正常情况,有BGA情况都必须塞孔,特殊情况按文件的要求来做。 BGA位过孔塞孔:需删除BGA位器件方框内及方框周边Xmm范围内的过孔阻焊焊盘(注:对于过孔阻焊上贴片焊盘的情况,应保留底片焊盘所在面相应位置的过孔阻焊焊盘,防止塞孔时渗油),根据此范围内过孔孔位及钻孔孔径制作BGA塞孔程序。


  对于塞孔孔径>Xmm的孔,不建议原文件塞孔,按盖油制作。


  11、对于塞孔程序,即我们需要制作一层via,根据上述塞孔铝片要求:a、大铜面塞孔 (指有孔塞在大铜面上);b、一面塞孔,一面喷锡 (指一面焊盘塞孔并盖绿油,另一面焊盘喷锡);c、盘中孔塞孔 (指两面焊盘喷锡,中间塞孔;包括下述情况也定义为盘中孔;如果过孔焊盘只盖绿油不塞孔,出现如图所示同样为盘中孔,包括单面出现这种情况,需在盘中孔面加比成品孔大4MIL的阻焊窗,对于盘中孔盖油,为避免盘中孔盖油曝油,在盘中孔一面加比成品孔径大X MIL的阻焊窗;d、正常塞孔 (除上述三种之外的塞孔)。


  四.字符处理及优化


  做字符首先对齐层,然后将阻焊放大9个mil拷贝到一层 ,打开阻焊层与字符层,字符层为操作层,阻焊层参考层。首先检查线宽,不能小与5mil,再检查文字,调整字符比例 ,没达到要求的宽度直接改为相应尺寸,alt→edit→reshape→change symbol ,如果字高不满足要求,一般用edit→transform。


  选准要放大的字,调出上面的菜单,mode:选anchor,operation;选scale。设置好要放大的比例,比如X scale:1.5表示把文字在x方向放大原来的0.5倍。在设置好转换用的基准点,点ok即可 ,田字格用来抓取你所框选范围的中心点。检查文字是否在开窗上,alt→anction→reference selection,选择touch 字符层为操作层,阻焊放大层为参考层,apply,点亮的为接触到的部分,将文字在开窗上的移出来,使用ctrl+x移动,防止字符上焊盘。如图5所示。


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  图5 字符上焊盘


  检查哪些字符框与阻焊接触过多的,使用alt→edit→resize→polyline,输入要放大的数据,此meaning为整体放大。


  底层字符显示效果为反字 ,如有正字,需做镜像处理。字符完毕。


  优化工作全部完毕,此篇为核心处理篇,中间可能会存在大量的确认问题,这些问题因此衍生出与客户沟通交流确认的一个重要环节,熟悉设计和生产两方面,才会是我们在与客户交流解决得到事半功倍的效果。


  备注:本文X Y Z C N符号均代表行业不同公司工艺标准能力值,此为标识值。