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PCB打样/批量文件修改资料的必然性及必需性

点击率 922发布时间 Sat Mar 16 14:44:31 CST 2019


序:对于很多LAYOUT的工程师对于PCB工厂文件修改不理解,在此用图文的方式做一个简单实用的介绍,让工程师对于CAM有一个充分的了解,如果你原来或是想抱怨或是不理解的用10多分钟时间读完以下内容,希望你能了解多一点而对有所帮助:
     PCB打样/批量之前,你发给PCB工厂的文件称之为原文件,原文件经过CAM工程师处理之后称之为生产稿,所谓的处理其实就是修改原文件,一个原文件到生产稿,其实原文件以经被全部修改一次,从严格意义上来说每一根,每一个过孔都进行了修改,在这普及为什么要修改,及修改的必然性,用通俗易懂的图文全面给以大家普及一下,希望此普及能提高各位的设计能力!
一:PCB行业发展的现状:生产以CAM工程
   CAM工程是为生产提供服务的,是PCB生产中必不可少的一道工序,CAM工程是一个工厂的核心部门,无论是排名世界第一的PCB工厂,还是小到几十人的小作坊都离不开CAM工程,而且从目前的发展现状,CAM工程制约着对于极高难度电路板样板/小批量工厂的发展规模
二:为什么要进行工程修改
   作为我是电子工程师的时候我也从不明白为什么要对我的原文件进行修改,其实说白一点就很简单,因为生产过程中因为生产制程的原因,如果不进行修改文件会造成实际生产出来的参数以图纸相离很远从而引起性能及功能上的问题,为了弥补因为生产制程的原因就要对文件进行补偿操作,让生产出来的电路板尽可能在公差范围内,所以就要对PCB原文件进行各种补偿,补偿后又造成了部分地方生产参数达不到(生产参数是为了保证品质的最小参数)所以CAM工程就要做一系列的对文件进行调整及修改,下面就用几个无素讨论为什么补偿及怎么来进行补偿,及补偿的参数,及补偿后带来一系列的问题!
三:补偿元素,线路,焊盘,。。补偿
1)线路补偿:导致削铜的出现
   我们用线路来做为说明案例(其实只要是线路层的都要补偿) ,线路是在电镀之后,通过线路蚀刻机进行蚀刻而来,线路因为存在一定的厚度,在横向蚀刻的同时也会竖向蚀刻(俗称侧 蚀)所以为了补偿侧蚀就要进行线路(焊盘过孔。。)进行补偿,侧蚀如下图:

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而一般补偿多少呢:1安丝的铜厚会补偿:
QQ图片20190316124338.png


一补偿问题就来了,我们经常是1OZ的板,0.015MM折算成MIL是多少呢0.6mil  来看下图:
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此图原稿为间隙为:3.5MIL,  线路要单边补偿0.3MIL,  下面的铜破也被补偿了0.3mil   那么实际间隙为3.5MIL-0.3MIL-0.3MIL=2.9mil    这个2.9mil远远小于生产制程,生产制程能力又要达到了3.5MIL 这时候怎么办法,CAM工程开始他的作用,削下面的铺铜,因为认为下面的铺铜不太会影响线路,优先保证上面的独立线路,这时候你的文件不是又被修改了么,所以修改就是这么来的!

2)阻焊桥为什么没有了,线路的补偿引起的阻焊桥问题  :引起了开IC通窗的情况
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    两根红线间阻焊之间的间隙不得小于3ML(这是嘉立创对于阻焊桥的最小参数),小于3MIL做不出阻焊桥,而且会形成严重阻焊桥拖尾的生产问题直接导致开短路,问题又来了,很多客说,我的原文件远远大于3MIL,打一个比方为3.5mil,为什么经过你工程处理之后又说我的不够了呢,结果给全部开窗了呢,上面第一点讲了线路及包括焊盘补偿,线路补偿的同时会扩大阻焊层(单边不得小于2MIL)焊盘两边一补偿0.6mil 则你原来的3.5mil间隙,则变为3.5mil-0.6MI.L=2.9mil    2.9mil小于3mil,则这时候工程师会把这个整个开窗会去掉,做成了通窗处理,对于客来说又是对于PCB文件的一次大改变!
线路的补偿是不是以阻焊的补偿环环相扣呢,因为线路又影响到了阻焊桥,后面影响的还有呢!

3)PAD及VIA的补偿 :PADA补偿比线路补偿问题更大,因为补偿量更多,直接会引 起,焊盘以线的间隙不够(CAM削焊盘) 焊盘以焊盘的间隙不够(削间隙不够的部分)。。。。。。还会导致阻焊层离边上的间隙又不够。。。。
PAD补偿:PAD为插键孔,按规定要补偿0,15MM  为什么定为0.15呢,这个是因为沉铜有铜厚,还有喷锡有锡厚,还有因为钻咀在新钻咀到使用了6000次后又有一个折损率而导致变小,综合因素的情况下,补偿0.15mm左右,  线路补偿小都会引起这样那样的问题出现,这一补偿就有更大的麻烦,说不明白,看图:
行业补偿标准:
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补偿后影响到一系列:如下图:这是最为简单的一个案例
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客户肯定说,我焊盘间的间隙足够了,那是你的原稿,但是经过每一个孔经过补偿之后,各加大0。15MM,过一大,焊环则要相应的加大0.15mm(如果环不加大的话,则结合力又不好,性能又会打折,有的还可能破环,孔边环没有),此时相对应的焊盘中间间隙就小了0.15MM 0。15MIL=6mil间隙   所以在这种情况下        CAM工程师怎么办呢,削焊盘,在继续加大后削中间的焊盘,尽可能保持不短路及生产要求,
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削后的效果就成了这样 ,最后就变成了这样:
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4)  总结:一个插键孔一补偿又会导致线路及阻焊一系列的修改,这上面只是简单的总结了几个原素,如果上面的是因为补偿因素导致,下面举一些案例,则完全是不按设计规则引起的修改
就举一个案列,举得太多就是一本书了:如下图
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如果小于0.3mm则CAM工程师又会为你削掉大面积铺铜,以保证锣边的间隙
5)还有一些修改是为了功能性的修改,当然这是有一些一厂家修改,有一些不改,如下图:
这是一个客晒的一张网图:
对于BGA,很多客是要求必须是圆的,而又因为BGA的跟走线的部分被盖往了助焊层,结果造成了不是圆的,这种现像称之为墓碑效应,多出了一个小尾巴,明显的是没有对此进行处理!
QQ图片20190316141638.jpg

而反观现在嘉立创对于BGA工程资料的处理,则进行全面处理墓碑效应:

QQ图片20190316142403.jpg


读完了上面的内容,还有工程上不需要修改你的原文件就能生产的么? 经过这么多修改,人为调整自动化补偿直接小批量还放心么,后续就算实在没有办法返单难道还不选择确认一下生产稿么?

    总结:在客户看来看似简单的,不可理喻的,多此一举的,吃力不讨好的CAM工程其实有着因为生产补偿原因引起一系列复杂的修改,所有的每一块电路板,无论号称世界第一的PCB板工厂,还是一个小工坊都要对于工程做PCB行业认为合理的修改(可能客不认为),板子越复杂修改也就极为更加复杂,而对于大多数LAYOUT工程师在设计中又不可能完全把补偿因素考虑进去,这就造成了今天的局面,CAM工程成为一个PCB制造中最为核心的一个部门,也是成本极为高昂的部门,有着世界一流的以色列软件公司提供GNIS软件,而且也造就了大量脚本工作人员,提供了为CAM补偿进行了各种有限量自动化操作,在自动化操作的过程中又没有办法考虑到所有的全面的,所以在极端案例情况下总会有一些极端案例因为CAM操作补偿而出身问题,如补偿及削焊盘很多是在脚本下是自动进行,做完之后会跟原文件做一次网络对比,这时候如果是大面积铺铜削完之后不排除就成了很多独立铜,做为LAYOUT工程师在设计的过程中要更多的关注一些厂方的公布的各项参数,及设计提醒,当然能更多的了解生产工艺更有利于在LAYOUT过程中更多的规避生产可能碰到的问题,在此是为简单做了一些CAM工程师的工作,这也不是为什么要打样然后返单的原因,这也就是说为什么在不能返单的情况尽下可能多确认一次生产稿来减少可能规避的风险!

(本文为深圳嘉立创原创,未经许可不能转载)

                                                                                                                                                       深圳市嘉立创科技发展有限公司  2019年3月16号