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The article introduces many factors of infecting quality in Solder-paste printing process and have analysed those reasons, present some corrective actions and advice at the same time.Key words: Solder-paste; Stencil; Printing;SMT;Defect随着表面贴装技术的快速发展,在其生产过程中,焊膏印刷对于整个生产过程的影响和作用越来越受到生产工程师和工艺工程师们的重视。掌握和运用好焊膏印刷技术,分析其中产生问题的原因,并将改进措施应用在生产实践中,不断获得更好的焊膏印刷质量,正是大家梦寐以求的。本文将就焊膏印刷中影响质量的因素做一些探讨。1 焊膏的因素焊膏比单纯的锡铅合金复杂得多,主要成分如下:焊料合金颗粒、助焊剂、流变性调节剂/粘度控制剂、溶剂等。不同类型的焊膏,其成分都不尽相同,适用范围也不同,因此在选择焊膏时要格外小心,确实掌握相关因素,以确保良好的品质。通常选择焊膏时要注意以下因素:1.1 焊膏的粘度(Viscosity)焊膏的粘度是影响印刷性能的重要因素,粘度太大,焊膏不易穿过模板的开孔,印出的线条残缺不全,粘度太低,容易流淌和塌边,影响印刷的分辨率和线条的平整性。焊膏粘度可用精确粘度仪进行测量,但在实际工作中可采用以下方法:用刮刀搅拌焊膏35分钟左右,然后用刮刀挑起少许焊膏,让焊膏自然落下,若焊膏慢慢逐段落下,说明粘度适中;若焊膏根本不滑落,则说明粘度太大;如果焊膏不停地以较快速度滑下,则说明焊膏太稀薄,粘度太小。1.2 焊膏的粘性(Tackiness)焊膏的粘性不够,印刷时焊膏在模板上不会滚动,其直接后果是焊膏不能全部填满模板开孔,造成焊膏沉积量不足。焊膏的粘性太大则会使焊膏挂在模板孔壁上而不能全部漏印在焊盘上。焊膏的粘性选择一般要求其自粘能力大于它与模板的粘接能力,而它与模板孔壁的粘接能力又小于其与焊盘的粘接能力。1.3 焊膏颗粒的均匀性与大小焊膏的焊料的颗粒形状、直径大小及其均匀性也影响其印刷性能,一般焊料颗粒直径约为模板开口尺寸的1/5,对细间距0.5mm的焊盘来说,其模板开口尺寸在0.25mm,其焊料粒子的最大直径不超过0.05mm,否则易造成印刷时的堵塞。具体的引脚间距与焊料颗粒的关系如表1所示。通常细小颗粒的焊膏会有更好的焊膏印条清晰度,但却容易产生塌边,同时被氧化程度和机会也高。一般是以引脚间距作为其中一个重要选择因素,同时兼顾性能和价格。表1 引脚间距和焊料颗粒的关系引脚间距(mm)0.8以上0.650.50.4颗粒直径(um)75以上60以下50以下40以下1.4 焊膏的金属含量焊膏中金属的含量决定着焊接后焊料的厚度。随着金属所占百分含量的增加,焊料厚度也增加。但在给定粘度下,随金属含量的增加,焊料的桥连的倾向也相应增大。表2 焊膏厚度一定时,金属含量对回流焊厚度的影响金属含量%厚度(英寸)湿润的焊膏再流焊900.0090.0045850.0090.0035800.0090.0025750.0090.0020回流焊后要求器件管脚焊接牢固,焊量饱满、光滑并在器件(阻容器件)端头高度方向上有1/32/3高度的爬升。从上表可以看出随着金属含量的减少,回流焊后焊料的厚度减少,为了满足对焊点的焊锡膏量的要求,通常选用85-92金属含量的焊膏,焊膏制作厂商一般将金属含量控制在89或90,使用效果越好。2 模板的因素2.1 网板的材料及刻制通常用化学腐蚀和激光切割两种方法,对于高精度的网板,应选用激光切割制作方式,因为激光切割的孔壁直,粗糙度小(小于3微米)且有一个锥度。2.2 网板的各部分与焊膏印刷的关系(1)开孔的外形尺寸网板上开孔的形状与印刷板上的焊盘的形状几尺寸对焊膏的精密印刷是非常重要的。网板上的开孔主要由印刷板上相对应的焊盘的尺寸决定的。一般地,网板上开孔的尺寸应比相对应焊盘小10%。(2)网板的厚度网板的厚度与开孔的尺寸对焊膏的印刷以及后面的再流焊有着很大的关系,具体为厚度越薄开孔越大,越有利于焊膏释放。经证明,良好的印刷质量必须要求开孔尺寸与网板厚度比值大于1.5。否则焊膏印刷不完全。一般情况下,对0.5mm的引线间距,用厚度为0.120.15mm网板,0.30.4mm的引线间距,用厚度为0.1mm网板。(3)网板开孔方向与尺寸焊膏在焊盘长度方向上的释放与印刷方向一致时,比两者方向垂直时的印刷效果好。具体的网板设计工艺可依据表3来实施。表3 网板开孔尺寸、网板厚度、焊盘宽度以及引线间距之间的关系 单位:mm元件类型引脚间距焊盘宽度焊盘长度开口宽度开口长度模板厚度PLCC1.270.652.000.601.950.15-0.25QFP0.6350.351.500.321.450.15-0.18QFP0.500.2500.12-0.15QFP0.4001.200.10-0.12QFP0.300.201.000.150.950.07-0.1204020.500.650.450.600.12-0.1502010.250.400.230.350.07-0.12BGA1.270.800.750.15-0.20BGA1.000.630.560.10-0.12BGA0.500.300.280.07-0.12Flip chip8-0.10Flip chip05-0.10Flip chip0.150.080.080.080.080.03-0.083 焊膏印刷过程的工艺控制因素 焊膏印刷是一个工艺性很强的过程,其涉及到的工艺参数非常多,每个参数调整不当都会对贴装产品质量造成非常大的影响。3.1 丝印机印刷参数的设定调整本文将从几个方面来讨论影响焊膏印刷质量的工艺控制因素:(1)刮刀压力 刮刀压力的改变,对印刷来说影响重大。太小的压力,会使焊膏不能有效地到达模板开孔的底部切不能很好地沉积在焊盘上;太大的压力,则导致焊膏印得太薄,甚至会损坏模板。理想状态为正好把焊膏从模板表面刮干净。另外刮刀的硬度也会影响焊膏的厚薄。太软的刮刀会使焊膏凹陷,所以建议采用较硬的刮刀或金属刮刀。(2)印刷厚度 印刷厚度是由模板的厚度所决定的,当然机器的设定和焊膏的特性也有一定的关系。印刷厚度的微量调整,经常是通过调节刮刀速度及刮刀压力来实现。适当降低刮刀的印刷速度,能够增加印刷至印制板的焊膏量。有一点很明显:降低刮刀的速度等于提高刮刀的压力;相反,提高了刮刀的速度等于降低了刮刀的压力。 (3)印刷速度 刮刀速度快有利于模板的回弹,但同时会阻碍焊膏向印制板焊盘上传递,而速度过慢会引起焊盘上所印焊膏的分辨率不良。另一方面刮刀的速度和焊膏的粘稠度有很大的关系,刮刀速度越慢,焊膏的粘稠度越大;同样,刮刀速度越快,焊膏的粘稠度越小。通常对于细间距印刷速度范围为12mm/s40mm/s(4)印刷方式模板的印刷方式可分为接触式(on-contact)和非接触式(off-contact)印刷。模板与印制板之间存在间隙的印刷称为非接触式印刷。在机器设置时,这个距离是可调整的,一般间隙为01.27mm;而模板印刷没有印刷间隙(即零间隙)的印刷方式称为接触式印刷。接触式印刷的模板垂直抬起可使印刷质量所受影响最小,它尤适用细间距的焊膏印刷。 (5)刮刀的参数刮刀的参数包括刮刀的材料、厚度和宽度、刮刀相对于到刀架的弹力以及刮刀对于模板的角度等,这些参数均不同程度地影响着焊膏的分配。其中刮刀相对于模板的角度为6065时,焊膏印刷的品质最佳。在印刷的同时要考虑到开口尺寸和刮刀走向的关系。焊膏的传统印刷方法是刮刀沿着模板的X或Y方向以90角运行,这往往导致了器件在开孔不同走向上焊膏量不同,经实验认证,当开孔长方向与刮刀方向平行时刮出的焊膏厚度比两者垂直时刮出的焊膏厚度多了约60%。刮刀以45的方向进行印刷,可明显改善焊膏在不同模板开孔走向上的失衡现象,同时还可以减少刮刀对细间距的模板开孔的损坏。(6)脱模速度印制板与模板的脱离速度也会对印刷效果产生较大影响。时间过长,易在模板底部残留焊膏,时间过短,不利于焊膏的直立,影响其清晰度。理想的脱模速度如表4所示。表4 推荐脱模速度引脚间距推荐速度少于0.3mm0.10.5mm/sec0.40.5mm0.31.0mm/sec0.50.65mm0.51.0mm/sec超过0.65mm0.82.0mm/sec (7)模板清洗 在焊膏印刷过程中一般每隔10块板需对模板底部清洗一次,以消除其底部的附着物,通常采用无水酒精作为清洗液。3.2 焊膏使用时的工艺控制(1)严格在有效期内使用焊膏,平日焊膏保存在冰箱中,使用前要求置于室温6小时以上,之后方可开盖使用,用后的焊膏单独存放,再用时要确定品质是否合格。(2)生产前操作者使用专用不锈钢棒搅拌焊膏使其均匀,并定时用粘度测试仪对焊膏粘度进行抽测。(3)当日当班印刷首块印制板或设备调整后,要利用焊膏厚度测试仪对焊膏印刷厚度进行测定,测试点选在印制板测试面的上下,左右及中间等5点,记录数值,要求焊膏厚度范围在模板厚度-10-模板厚度+15之间。(4)生产过程中,对焊膏印刷质量进行100检验,主要内容为焊膏图形是否完整、厚度是否均匀、是否有焊膏拉尖现象。(5)当班工作完成后按工艺要求清洗模板。(6)在印刷实验或印刷失败后,印制板上的焊膏要求用超声波清洗设备进行彻底清洗并晾干,以防止再次使用时由于板上残留焊膏引起的回流焊后出现焊球。3.3 常见印刷缺陷及解决办法焊膏印刷是一项十分复杂的工艺,既受材料的影响,同时又跟设备和参数有直接关系,通过对印刷过程中各个细小环节的控制,可以防止在印刷中经常出现的缺陷,下面简要介绍焊膏印刷时产生的几种最常见的缺陷及相应的防止或解决办法。3.3.1 印刷不完全印刷不完全是指焊盘上部分地方没印上焊膏。产生原因可能是:(1)开孔阻塞或部分焊膏粘在模板底部。(2)焊膏粘度太小。(3)焊膏中有较大尺寸的金属粉末颗粒。(4)刮刀磨损。防止解决办法:清洗开孔和模板底部,选择粘度合适的焊膏,并使焊膏印刷能有效地覆盖整个印刷区域;选择金属粉末颗粒尺寸与开孔尺寸相对应的焊膏;检查更换刮刀。3.3.2 拉尖拉尖是印刷后焊盘上的焊膏呈小山峰状,产生的原因可能是刮刀间隙或焊膏粘度太大。防止或解决办法:适当调小刮刀间隙或选择合适粘度的焊膏。3.3.3 塌陷印刷后,焊膏往焊盘两边塌陷。产生原因可能是:(1)刮刀压力太大。(2)印制板定位不牢。(3)焊膏粘度或金属含量太低。防止或解决办法:调整压力;重新固定印制板;选择合适粘度的焊膏。3.3.4 焊膏太薄产生的原因可能是:(1)模板太薄。(2)刮刀压力太大。(3)焊膏流动性差。防止或解决办法:选择合适厚度的模板;选择颗粒度和粘度合适的焊膏;降低刮刀压力。3.3.5 厚度不一致印刷后,焊盘上焊膏厚度不一致,产生原因可能是:(1)模板与印制板不平行。(2)焊膏搅拌不均匀,使得粒度不一致。防止或解决办法:调整模板与印制板的相对位置;印前充分搅拌焊膏。3.3.6 边缘和表面有毛刺产生的原因可能是焊膏粘度偏低,模板开孔孔壁粗糙。防止或解决办法: 选择粘度略高的焊膏;印刷前检查模板开孔的蚀刻质量。4 结束语 为保证表面贴装产品质量,必须对生产各个环节中有影响的关键因素进行分析研究,制定出有效的控制方法。作为关键工序的焊膏印刷更是重中之重,只有制定出合适的参数,并掌握它们之间的规律,才能得到优质的焊膏印刷质量。.对客户文件的审核:主要比较文件中线路层、钻孔层、绿油层、字符层等菲林是否吻合,同时根据实际文件的情况分析该目前的生产工艺能力是否能够达到该产品的要求,如该产品的大小或厚度是否超出我们的生产设备的生产极限,其要求是否超过我们的生产工艺能力,以及其工艺的负责程度是否超过普通的产品,如果超出正常产品的复杂程度需要通知销售部门,然后制定该产品的生产工艺流程。2.菲林检验:2.1:比较同一套菲林,线路层、钻孔层、绿油层、字符层等菲林是否吻合,所需菲林是否准备齐全。2.2:线路检查2.2.1:线路层(内层、外层):检查线路菲林上线路是否存在开路、短路现象;线路菲林上之线路是否模糊不清、是否有多余焊盘及断线;用放大镜测出最小线粗、最小线间距及最小焊盘,线路层边框是否删除及板边是否露铜。 2:.2.2检查金手指板是否有加假金手指和金手指引线;蚀字线的宽度和线间距是否可以蚀刻出;网格不足处是否有填实,以免出现细小干膜造成残铜现象;非金属化孔周围铜皮是否掏空。 2.3:电、地层:检查内层是否有短路及开路现象;用钻孔对位菲林正片与内层菲林负片相比,检查同一孔在电、地层是否均为热焊盘,是否有热焊盘被堵死出不来现象;用放大镜测出内层开窗及隔离带是否达到公司工艺能力,是否有热焊盘骑在隔离带上。2.4:绿油层:用正片线路菲林与其绿油菲林之负片对照,检查所有接插件是否漏开绿油窗,绿油窗是否开的过大而引起露线现象;绿油桥是否可做出(最小4mil),fiducial是否有字符上贴片、入孔等现象。 2.6:检查板的外围尺寸,分孔图与菲林比较是否吻合。 3.CAM资料检查 mark是否有开绿油窗及开窗是否够大;非金属化孔是否有开绿油窗,金手指板金手指处是否有开整窗。 2.5:字符层:检测字符线宽(最小6mil)、字符高度是否足够,用字符菲林与其同名称之绿油菲林或是外层线路菲林对照。3.1:将CAM做好的GERBER 文件调入CAM350软件中,同时将客户原始资料调入,对照相应各层,查看是否在满足客户要求的前提下,根据公司工艺标准对线路和SMD贴片进行了补偿(补偿标准参见生产工程准备作业指导书);若CAM资料改动较大,需经过客户的许可。3.2:将CAM做好的钻带调入CAM350软件中,与客户原始钻带进行对比,查看孔的类型、数量是否一致;是否有漏槽孔及其它异形孔。3.3:查看所有CAM资料,是否客户所有要求均已满足、是否有漏V-CUT、生产板拼板其利用率是否达到公司要求(多层板=74%,双面板=80%)。4.工艺卡片及图纸的检查: 4.1检查工艺卡片是否反映出了客户的所有要求,工艺流程是否正确,生产线上所需工具在工艺卡片上是否均有所体现、一致。4.2检查图纸是否与CAM资料完全一致;特别是最终检验的相关数据(如外形尺寸、线宽、线距、孔径、孔位、板厚等)是否正确,并且正确标出公差范围。4.3质量审核工程师在接到以上所指内容齐全的资料和工程准备人员编写的菲林检查表后才可进行审核,审核结束后将审核结果记录于菲林检查表内,并反馈给工艺部及质量部相关人员。 所有资料齐全并合格后,方可投入试样,试样结束后,将样板质量情况整理汇总,以便于直接了解试样质量情况,保证以后批量生产的质量。 用PROTEL99设计电路板的基本流程用PROTEL99设计电路板的基本流程 一、电路板设计的先期工作1、利用原理图设计工具绘制原理图,并且生成对应的网络表。当然,有些特殊情况下,如电路板比较简单,已经有了网络表等情况下也可以不进行原理图的设计,直接进入PCB设计系统,在PCB设计系统中,可以直接取用零件封装,人工生成网络表。2、手工更改网络表 将一些元件的固定用脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上,没任何物理连接的可定义到地或保护地等。将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改成和PCB封装库中的一致,特别是二、三极管等。二、画出自己定义的非标准器件的封装库建议将自己所画的器件都放入一个自己建立的PCB 库专用设计文件。三、设置PCB设计环境和绘制印刷电路的板框含中间的镂空等1、进入PCB系统后的第一步就是设置PCB设计环境,包括设置格点大小和类型,光标类型,板层参数,布线参数等等。大多数参数都可以用系统默认值,而且这些参数经过设置之后,符合个人的习惯,以后无须再去修改。2、规划电路板,主要是确定电路板的边框,包括电路板的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘。对于3mm 的螺丝可用6.58mm 的外径和3.23.5mm 内径的焊盘对于标准板可从其它板或PCB izard 中调入。注意:在绘制电路板地边框前,一定要将当前层设置成Keep Out层,即禁止布线层。四、打开所有要用到的PCB 库文件后,调入网络表文件和修改零件封装这一步是非常重要的一个环节,网络表是PCB自动布线的灵魂,也是原理图设计与印象电路板设计的接口,只有将网络表装入后,才能进行电路板的布线。在原理图设计的过程中,ERC检查不会涉及到零件的封装问题。因此,原理图设计时,零件的封装可能被遗忘,在引进网络表时可以根据设计情况来修改或补充零件的封装。当然,可以直接在PCB内人工生成网络表,并且指定零件封装。五、布置零件封装的位置,也称零件布局Protel99可以进行自动布局,也可以进行手动布局。如果进行自动布局,运行Tools下面的Auto Place,用这个命令,你需要有足够的耐心。布线的关键是布局,多数设计者采用手动布局的形式。用鼠标选中一个元件,按住鼠标左键不放,拖住这个元件到达目的地,放开左键,将该元件固定。Protel99在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局选项包含自动选择和自动对齐。使用自动选择方式可以很快地收集相似封装的元件,然后旋转、展开和整理成组,就可以移动到板上所需位置上了。当简易的布局完成后,使用自动对齐方式整齐地展开或缩紧一组封装相似的元件。 提示:在自动选择时,使用Shift+X或Y和Ctrl+X或Y可展开和缩紧选定组件的X、Y方向。 注意:零件布局,应当从机械结构散热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面综合考虑。先布置与机械尺寸有关的器件,并锁定这些器件,然后是大的占位置的器件和电路的核心元件,再是外围的小元件。六、根据情况再作适当调整然后将全部器件锁定假如板上空间允许则可在板上放上一些类似于实验板的布线区。对于大板子,应在中间多加固定螺丝孔。板上有重的器件或较大的接插件等受力器件边上也应加固定螺丝孔,有需要的话可在适当位置放上一些测试用焊盘,最好在原理图中就加上。将过小的焊盘过孔改大,将所有固定螺丝孔焊盘的网络定义到地或保护地等。放好后用VIEW3D 功能察看一下实际效果,存盘。七、布线规则设置布线规则是设置布线的各个规范(象使用层面、各组线宽、过孔间距、布线的拓朴结构等部分规则,可通过Design-Rules 的Menu 处从其它板导出后,再导入这块板)这个步骤不必每次都要设置,按个人的习惯,设定一次就可以。选Design-Rules 一般需要重新设置以下几点:1、安全间距(Routing标签的Clearance Constraint) 它规定了板上不同网络的走线焊盘过孔等之间必须保持的距离。一般板子可设为0.254mm,较空的板子可设为0.3mm,较密的贴片板子可设为0.2-0.22mm,极少数印板加工厂家的生产能力在0.1-0.15mm,假如能征得他们同意你就能设成此值。0.1mm 以下是绝对禁止的。2、走线层面和方向(Routing标签的Routing Layers)此处可设置使用的走线层和每层的主要走线方向。请注意贴片的单面板只用顶层,直插型的单面板只用底层,但是多层板的电源层不是在这里设置的(可以在Design-Layer Stack Manager中,点顶层或底层后,用Add Plane 添加,用鼠标左键双击后设置,点中本层后用Delete 删除),机械层也不是在这里设置的(可以在Design-Mechanical Layer 中选择所要用到的机械层,并选择是否可视和是否同时在单层显示模式下显示)。机械层1一般用于画板子的边框;机械层3一般用于画板子上的挡条等机械结构件;机械层4一般用于画标尺和注释等,具体可自己用PCB Wizard 中导出一个PCAT结构的板子看一下3、过孔形状(Routing标签的Routing Via Style)它规定了手工和自动布线时自动产生的过孔的内、外径,均分为最小、最大和首选值,其中首选值是最重要的,下同。4、走线线宽(Routing标签的Width Constraint)它规定了手工和自动布线时走线的宽度。整个板范围的首选项一般取0.2-0.6mm,另添加一些网络或网络组(Net Class)的线宽设置,如地线、+5 伏电源线、交流电源输入线、功率输出线和电源组等。网络组可以事先在Design-Netlist Manager中定义好,地线一般可选1mm 宽度,各种电源线一般可选0.5-1mm 宽度,印板上线宽和电流的关系大约是每毫米线宽允许通过1安培的电流,具体可参看有关资料。当线径首选值太大使得SMD 焊盘在自动布线无法走通时,它会在进入到SMD 焊盘处自动缩小成最小宽度和焊盘的宽度之间的一段走线,其中Board 为对整个板的线宽约束,它的优先级最低,即布线时首先满足网络和网络组等的线宽约束条件。 5、敷铜连接形状的设置(Manufacturing标签的Polygon Connect Style)建议用Relief Connect 方式导线宽度Conductor Width 取0.3-0.5mm 4 根导线45 或90 度。其余各项一般可用它原先的缺省值,而象布线的拓朴结构、电源层的间距和连接形状匹配的网络长度等项可根据需要设置。选Tools-Preferences,其中Options 栏的Interactive Routing 处选Push Obstacle (遇到不同网络的走线时推挤其它的走线,Ignore Obstacle为穿过,Avoid Obstacle 为拦断)模式并选中Automatically Remove (自动删除多余的走线)。Defaults 栏的Track 和Via 等也可改一下,一般不必去动它们。在不希望有走线的区域内放置FILL 填充层,如散热器和卧放的两脚晶振下方所在布线层,要上锡的在Top 或Bottom Solder 相应处放FILL。布线规则设置也是印刷电路板设计的关键之一,需要丰富的实践经验。八、自动布线和手工调整1、点击菜单命令Auto Route/Setup 对自动布线功能进行设置选中除了Add Testpoints 以外的所有项,特别是选中其中的Lock All Pre-Route 选项,Routing Grid 可选1mil 等。自动布线开始前PROTEL 会给你一个推荐值可不去理它或改为它的推荐值,此值越小板越容易100%布通,但布线难度和所花时间越大。2、点击菜单命令Auto Route/All 开始自动布线假如不能完全布通则可手工继续完成或UNDO 一次(千万不要用撤消全部布线功能,它会删除所有的预布线和自由焊盘、过孔)后调整一下布局或布线规则,再重新布线。完成后做一次DRC,有错则改正。布局和布线过程中,若发现原理图有错则应及时更新原理图和网络表,手工更改网络表(同第一步),并重装网络表后再布。3、对布线进行手工初步调整需加粗的地线、电源线、功率输出线等加粗,某几根绕得太多的线重布一下,消除部分不必要的过孔,再次用VIEW3D 功能察看实际效果。手工调整中可选Tools-Density Map 查看布线密度,红色为最密,黄色次之,绿色为较松,看完后可按键盘上的End 键刷新屏幕。红色部分一般应将走线调整得松一些,直到变成黄色或绿色。九、切换到单层显示模式下(点击菜单命令Tools/Preferences,选中对话框中Display栏的Single Layer Mode)将每个布线层的线拉整齐和美观。手工调整时应经常做DRC,因为有时候有些线会断开而你可能会从它断开处中间走上好几根线,快完成时可将每个布线层单独打印出来,以方便改线时参考,其间也要经常用3D显示和密度图功能查看。最后取消单层显示模式,存盘。十、如果器件需要重新标注可点击菜单命令Tools/Re-Annotate 并选择好方向后,按OK钮。并回原理图中选Tools-Back Annotate 并选择好新生成的那个*.WAS 文件后,按OK 钮。原理图中有些标号应重新拖放以求美观,全部调完并DRC 通过后,拖放所有丝印层的字符到合适位置。注意字符尽量不要放在元件下面或过孔焊盘上面。对于过大的字符可适当缩小,DrillDrawing 层可按需放上一些坐标(Place-Coordinate)和尺寸(Place-Dimension)。最后再放上印板名称、设计板本号、公司名称、文件首次加工日期、印板文件名、文件加工编号等信息(请参见第五步图中所示)。并可用第三方提供的程序来加上图形和中文注释如BMP2PCB.EXE 和宏势公司ROTEL99 和PROTEL99SE 专用PCB 汉字输入程序包中的FONT.EXE 等。十一、对所有过孔和焊盘补泪滴补泪滴可增加它们的牢度,但会使板上的线变得较难看。顺序按下键盘的S 和A 键(全选),再选择Tools-Teardrops,选中General 栏的前三个,并选Add 和Track 模式,如果你不需要把最终文件转为PROTEL 的DOS 板格式文件的话也可用其它模式,后按OK 钮。完成后顺序按下键盘的X 和A 键(全部不选中)。对于贴片和单面板一定要加。十二、放置覆铜区将设计规则里的安全间距暂时改为0.5-1mm 并清除错误标记,选Place-Polygon Plane 在各布线层放置地线网络的覆铜(尽量用八角形,而不是用圆弧来包裹焊盘。最终要转成DOS 格式文件的话,一定要选择用八角形)。设置完成后,再按OK 扭,画出需覆铜区域的边框,最后一条边可不画,直接按鼠标右键就可开始覆铜。它缺省认为你的起点和终点之间始终用一条直线相连,电路频率较高时可选Grid Size 比Track Width 大,覆出网格线。相应放置其余几个布线层的覆铜,观察某一层上较大面积没有覆铜的地方,在其它层有覆铜处放一个过孔,双击覆铜区域内任一点并选择一个覆铜后,直接点OK,再点Yes 便可更新这个覆铜。几个覆铜多次反复几次直到每个覆铜层都较满为止。将设计规则里的安全间距改回原值。十三、最后再做一次DRC选择其中Clearance Constraints Max/MinWidth Constraints Short Circuit Constraints 和Un-Routed NetsConstraints 这几项,按Run DRC 钮,有错则改正。全部正确后存盘。十四、对于支持PROTEL99SE 格式(PCB4.0)加工的厂家可在观看文档目录情况下,将这个文件导出为一个*.PCB 文件;对于支持PROTEL99 格式(PCB3.0)加工的厂家,可将文件另存为PCB 3.0 二进制文件,做DRC。通过后不存盘退出。在观看文档目录情况下,将这个文件导出为一个*.PCB 文件。由于目前很大一部分厂家只能做DOS 下的PROTEL AUTOTRAX 画的板子,所以以下这几步是产生一个DOS 板PCB 文件必不可少的:1、将所有机械层内容改到机械层1,在观看文档目录情况下,将网络表导出为*.NET 文件,在打开本PCB 文件观看的情况下,将PCB 导出为PROTEL PCB 2.8 ASCII FILE 格式的*.PCB 文件。2 、用PROTEL FOR WINDOWS PCB 2.8 打开PCB 文件,选择文件菜单中的另存为,并选择Autotrax 格式存成一个DOS 下可打开的文件。3、用DOS 下的PROTEL AUTOTRAX 打开这个文件。个别字符串可能要重新拖放或调整大小。上下放的全部两脚贴片元件可能会产生焊盘X-Y大小互换的情况,一个一个调整它们。大的四列贴片IC 也会全部焊盘X-Y 互换,只能自动调整一半后,手工一个一个改,请随时存盘,这个过程中很容易产生人为错误。PROTEL DOS 板可是没有UNDO 功能的。假如你先前布了覆铜并选择了用圆弧来包裹焊盘,那么现在所有的网络基本上都已相连了,手工一个一个删除和修改这些圆弧是非常累的,所以前面推荐大家一定要用八角形来包裹焊盘。这些都完成后,用前面导出的网络表作DRC Route 中的Separation Setup ,各项值应比WINDOWS 板下小一些,有错则改正,直到DRC 全部通过为止。也可直接生成GERBER 和钻孔文件交给厂家选File-CAM Manager 按Next钮出来六个选项,Bom 为元器件清单表,DRC 为设计规则检查报告,Gerber 为光绘文件,NC Drill 为钻孔文件,Pick Place 为自动拾放文件,Test Points 为测试点报告。选择Gerber 后按提示一步步往下做。其中有些与生产工艺能力有关的参数需印板生产厂家提供。直到按下Finish 为止。在生成的Gerber Output 1 上按鼠标右键,选Insert NC Drill 加入钻孔文件,再按鼠标右键选Generate CAM Files 生成真正的输出文件,光绘文件可导出后用CAM350 打开并校验。注意电源层是负片输出的。十五、发Email 或拷盘给加工厂家,注明板材料和厚度(做一般板子时,厚度为1.6mm,特大型板可用2mm,射频用微带板等一般在0.8-1mm 左右,并应该给出板子的介电常数等指标)、数量、加工时需特别注意之处等。Email发出后两小时内打电话给厂家确认收到与否。十六、产生BOM 文件并导出后编辑成符合公司内部规定的格式。十七、将边框螺丝孔接插件等与机箱机械加工有关的部分(即先把其它不相关的部分选中后删除),导出为公制尺寸的AutoCAD R14 的DWG 格式文件给机械设计人员。二十一、整理和打印各种文档。如元器件清单、器件装配图(并应注上打印比例)、安装和接线说明等。用CAM350制作CAM资料的基本步骤每一个PCB 板基本上都是由孔径孔位层、DRILL 层、线路层、阻焊层、字符层所组成的,在CAM350 中,每载入一层都会以不同的颜色区分开,以便于我们操作。1.导入文件首先自动导入文件(File-Import-Autoimport),检查资料是否齐全,对齐各层(Edit-Layers-Align)并设定原点位置(Edit-Change-Origin-Datum Coordinate),按一定的顺序进行层排列(Edit-Layers-Reorder),将没用的层删除(Edit-Layers-Reorder)。2.处理钻孔当客户没有提供钻孔文件时,可以用孔径孔位转成Flash(Utilities-Draw-Custom,Utilities-Draw-Flash-Interactive)后再转成钻孔(钻孔编辑状态下,Utilities-Gerber to Drill);如果有提供钻孔文件则直接按制作要求加大。接着检查最小钻孔孔径规格、孔边与孔边(或槽孔)最小间距(Analysis-Check Drill)、孔边与成型边最小距离(Info-Measure-Object-Object)是否满足制程能力。3.线路处理首先测量最小线径、线距(Analysis-DRC),看其是否满足制程能力。接着根据PC 板类型和基板的铜箔厚度进行线径补偿(Edit-Change-Dcode),检查线路PAD 相对于钻孔有无偏移(如果PAD 有偏,用Edit-Layers-Snap Pad to Drill 命令;如果钻孔有偏,则用Edit-Layers-Snap Drill to Pad 命令),线路PAD 的Ring 是否够大(Analysis-DRC),线路与NPTH 孔边、槽边、成型边距离是否满足制作要求。NPTH 孔的线路PAD 是否取消(Edit-Delete)。以上完成后再用DRC 检查线路与线路、线路与PAD、PAD 与PAD 间距是否满足制作要求。4.防焊处理查看防焊与线路PAD 匹配情况(Analysis-DRC)、防焊与线路间距、防焊与线路PAD 间距(将线路与防焊拷贝到一层,然后用Analysis-DRC 命令检查此层)、防焊条最小宽度、NPTH 处是否有规格大小的防焊挡点(Add-Flash)。5.文字处理检查文字线宽(Info-Report-Dcode)、高度(Info-Measure-Point-point)、空心直径、文字与线路PAD 间距、文字与成型边距离、文字与捞孔或槽的间距、文字与不吃锡的PTH 间距是否满足制作要求。然后按客户要求添加UL MARK 和DATE CODE 标记。注:a:UL MARK 和DATE CODE 一般加在文字层,但不可加在零件区域和文字框内(除非有特殊说明)、也不可加在被钻到、冲到或成型的区域。b:客户有特殊要求或PCB 无文字层时,UL MARK 和DATE CODE 标记可用铜箔蚀刻方式蚀刻于PCB 上(在不导致线路短路或影响安规的情况下)或直接用镂空字加在防焊层上。6.连片与工作边处理按所指定的连片方式进行连片(Edit-Copy)、加工作边。接着加AI 孔(钻孔编辑状态下,Add-Drill Hit)、定位孔、光学点、客户料号(Add-Text)、扬宣料号。需过V-CUT 的要导V-CUT 角(Edit-Line Change-Fillet,如果需导圆角则用下述命令:Edit-Line Change-Chamfer)。有些还要求加ET章、V-CUT 测试点、钻断孔、二此钻孔防呆测试线和PAD、识别标记等。7.排版与工艺边的制作按剪料表上的排版方式进行排版后,依制作规范制作工艺边。8.合层操作:Tables-Composites。按Add 增加一个Composites Name,Bkg 为设置屏幕背影的极性(正、负),Dark 为正片属性(加层),Clear 为负片属性(减层)。在做以上检查合处理工作的同时,应对客户原始资料做审查并记录D/S&MLB原始资料CHECK LIST呈主管审核。以上各项检查结果如与制程能力不符,应按规范作适当修改或知会主管处理。9.输出钻孔和光绘资料CAM 资料制作完毕需记录原始片、工作片的最小线径、线距和铜箔面积(Analysis-Copper Area)。经专人检查后,打印孔径孔位和钻孔报告表,等资料确认合格后即可输出钻孔(File-Export-Drill Data)和光绘资料(File-Export-Composites)。钻孔输出格式:Leading 3,3 公制(发给铭旺的多层板为Trailing 3,3 公制)。光绘资料输出格式:Gerber Rs-274-X, Leading 2,4 英制。PCB厂CAM工程师应注意的事项 根据不同的设备状况,本文只适用部分PCB厂商 一焊盘重叠焊盘(除表面贴装焊盘外)的重叠,也就是孔的重叠放置,在钻孔时会因为在一处多钻孔导致断钻头、导线损伤。二图形层的滥用1. 违反常规设计,如元件面设计在BOTTOM层,焊接面设计在TOP,造成文件编辑时正反面错误导致产品报废。2. PCB板内若有需铣的槽,要用KEEPOUT LAYER 或BOARD LAYER层画出,不应用其它层面或用焊盘填充,避免误铣或漏铣3.双面板如有不需金属化的孔,应另外说明。三异型孔若板内有异型孔,用KEEPOUT 层画出一个与孔大小一样的填充区即可。异形孔的长/宽比例应2:3:1,宽度应1mm,否则,钻床在加工异型孔时极易断刀,造成加工困难。四字符的放置1.字符遮盖焊盘SMD焊片,给印制板的通断测试及元件的焊接带来不便。2.字符设计的太小,造成丝网印刷的困难,使字符不够清楚。字符高度30mil,宽度6mil。五单面焊盘孔径的设置1.单面焊盘一般不钻孔,若钻孔需标注,其孔径应设计为零。如果设计了数值,这样在产生钻孔数据时,其位就会钻出孔,轻则会影响板面美观,重则板子报废。2.单面焊盘若要钻孔就要做出特殊标注。六用填充区块画焊盘用填充块画焊盘在设计线路时能够通过DRC检查,但对于加工是不行的,因此类焊盘不能直接生成阻焊数据,上阻焊剂时,该填充块区域将被阻焊剂覆盖,导致器件焊接困难。 七设计中的填充块太多或填充块用极细的线填充 1 产生光绘数据有丢失的现象,光绘数据不完全,光绘变形。2 因填充块在光绘数据处理时是用线一条一条去画的,因此产生的光绘数据量相当大,增加了数据处理难度。八表面贴装器件焊盘太短这是对于通断测试而言,对于太密的表面贴装器件,其两脚之间的间距相当小,焊盘也相当细,安装测试须上下(左右)交错位置,如焊盘设计的太短,虽然不影响器件贴装,但会使测试针错不开位。九大面积网格的间距太小组成大面积网格线同线之间的边缘太小(小于0.30mm),在印制过程中会造成短路。十大面积铜箔距外框的距离太近大面积铜箔外框应至少保证0.20mm以上的间距,因在铣外形时如铣到铜箔上容易造成铜箔翘及由其引起焊剂脱落问题。十一外形边框设计的不明确有的客户在KEEP LAYER 、BOARD LAYER、TOP OVER LAYER等都设计了外形线且这些外形线不重合,造成成型时很难判断哪一条是外型线。十二线条的放置两个焊盘之间的连线,不要断断续续的画,如果想加粗线条不要用线条来重复放置,直接改变线条WIDTH即可,这样的话在修改线路的时候易修改。十三拼版自动焊接设备的轨道系统有一个夹持PCB板的尺寸范围,一般生产线的夹持范围为:50mm*50mm-460mm*460mm。而小的50mm*50mm的PCB板需设计成拼版形式。.PCB须有自己的基准点(Mark)有利于焊接设备自动寻位。.如果采用V割加工方式其拼版间距应保持在0.3mm,工艺边单条为5mm。.对于外形复杂的PCB,拼好后的PCB应尽量保证外形的规则,以便轨道夹持。.相同的PCB可以拼在一块,不同的PCB也可拼在一块。.拼版可采用平排、对排、鸳鸯板的形式。PCB电路板设计指引1. 目的和作用1.1 规范设计作业,提高生产效率和改善产品的质量。2. 适用范围1.1 XXX公司开发部的VCD、超级VCD、DVD、音响等产品。3. 责任3.1 XXX开发部的所有电子工程师、技术员及电脑绘图

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