/PCB工程資料的可制造性處理內容摘要摘要：隨著社會和科技的不斷發展，PCB的布線布局也更趨向于精密化，這就對生產有了更高的要求，對生產的牢靠性有了更高的要求。本文通過對涉及到PCB板可制造性方面的分析，來闡述設計對制造生產過程中的牢靠性的影響。關鍵詞：PCB;牢靠性;設計;生產印制電路板可制造性設計是指在現有設備和工藝制造實力范圍內設計印制電路板。其目的是保證終端產品的質量、性能及牢靠性的同季節約制造時間和成本。很多情形下這些要求在印制電路板設計中相互制約。文將解析可制造性設計的各個方面以及它們對印制電路板制造的影響。在設計過程中運用可制造性設計的好處包括：提高良率、縮短交貨期、降低成本、提高質量、牢靠性。本文提主要從產前審核、良率和成本、加工過程中重點項目等進行闡述。一、設計規則檢查(DRC)是CAM軟件中用以檢查整體設計是否符合制造實力的有用工具。但這時的檢查在設計過程中未免為時已晚。大多數涉及制造成本的因素在排版和生成GERBER文件前就已經被確定了。所以線路板公司工程處理時須要對可制造性問題進行產前考慮。檢查客戶設計中存在的問題及不符合可制造性的問題，和客戶進行溝通并進行調整。同時須要為生產供應鉆銑數據、生產用線路、阻焊、字符菲林，AOI數據，測試數據，圖形電鍍面積等。在工程處理過程中，涉及到工藝、設備、原材料等方面工作，從工程處理到生產到最終檢驗，都必需考慮到工藝質量和生產質量的監測和限制。為此，作為工程人員必需對工藝要求及生產加工的參數做到心中有數，做到對工藝的整體統籌，將問題及難點解決在生產以前。1.1資料審查工藝審查是針對客戶所供應的原始資料(包括圖紙、郵件、附件、光盤、樣板等)，依據有關的"設計規范"及有關標準，結合本司生產實際，進行工藝性審查。工藝審查的要點有以下幾個方面：

1設計資料是否完整（包括：原始版圖、執行的技術標準等）；是否存在明顯設計問題。例如：斷線、短路、孔徑錯誤等問題。對客戶問題和客戶進行溝通，必要時須要客戶重發版圖或發確認文件。2，客戶要求是否適合公司加工。詳細狀況見下表：類別工序點檢項目公司參數限制方法客供資料1.電子版圖資料是否齊全必需齊全詢問客戶或要求客戶供應2.是抄板生產還是參照樣板轉生產樣板轉生產要求客戶確認請客戶供應確認的數據3.有無傳真數據和說明文件數據字跡清晰,數據完整不清晰要問客戶4.客戶供應圖紙和數據電子版文件和資料一樣,不一樣提出問客戶板材1.板材類型FR-4﹑CEM3﹑CEM1等按客戶指定類型生產。如無指定詢問客戶，可否改用我公司現有類型板材代替運用2.有無指定板材供貨商國際、生益﹑南亞﹑建濤等如客戶無指定的廠家板材,詢問客戶可否用我公司認可的板材代替。3.有ROHS要求特別板材客戶指定要求,沒有向客戶確認4.板材厚度0.4﹑0.6﹑0.8﹑1.0、1.2﹑1.6﹑2.0﹑2.5、3.0mm詢問客戶可否改用我公司現有板材運用其它厚度板材需提前定制5.銅箔厚度0.5OZ﹑1OZ﹑2OZ問客戶確認,客戶有無銅厚要求客戶工藝要求1.板層數單面﹑雙面﹑三層﹑四層﹑六層﹑八層八層以上提交多功能小組評審,2.板厚要求最小0.4mm,最大3.0mm超出我公司生產實力和客戶溝通3.成品銅厚最小基體銅銅厚18um,最大70um超出我公司制能和客戶溝通4.孔銅要求最小孔銅厚:18um,最大25um孔銅厚＞25um提出5.阻焊顏色綠色(常用)﹑黑色﹑藍色﹑白色、紅色沒有,則提出通知市場部和技術部,經理確認6.阻焊油墨型號一般板用兩種或兩種以上的顏色油提出經理確認7.阻焊厚度基材上30-40um，線條和拐角處≧10um綠油厚度＞提出,經理確認,或知會客戶8.客戶指定阻焊型號通知物控部,流程部,無則通知客戶和客戶確認,.9.字符顏色白色﹑黑色特定色沒有,則通知物控部和流程部,經理確認10.字符油墨型號兩種或兩種以上提出經理主管確認11.字符油厚度要求要求的提出,通知品質部3.客戶詳細要求須要滿意可制造性要求，假如不符合，提出并進行多部門小組評審。詳細要求見下表：項目參數正常加工說明需評審不能加工內/外層最小線寬(Mil)5/6允許各別器件內有4.5Mil的線。（如BGA器件和插件內走線）極限4.5mil低于4mil內/外層最小間距(Mil)5/6允許少數線和線、盤和盤有5Mil的間距。極限4.5mil低于4mil內/外層器件孔最小焊環(Mil)7Mil以上余環是指孔邊到焊環最外邊的單邊距離。極限5mil低于5mil8Mil以上內層隔離環最小12mil孔邊和隔離環邊的單邊距離(如不能達到10MIL間距但削銅后可達到亦可接受.)極限8mil低于8mil不能調整內層無焊盤孔/線距離最小7mil5mil5mil以下最小孔徑板厚<2.0mm0.2mm厚徑比是指，板厚:鉆孔孔徑≤80.2mm厚徑比＞80.2mm以下厚徑比＞10板厚≥2.0mm厚徑比≤10超過6：1特別規評審(厚徑比:板厚:鉆孔孔徑超過6：1特別規評審2.0mm下厚徑比＞10最大板厚單、雙面板3.0mm詳細考慮當時所備物料狀況板厚＞3.0mm評審多層板5.0mm詳細考慮當時所備物料狀況超過4mm應做評審評審最小板厚單、雙面板0.2mm詳細考慮當時所備物料狀況≤0.6mm應做評審≤0.2mm多層板4層:0.６mm；6層:0.8mm；8層:1.２mm；10層:1.5mm；8層≥應做評審超過正常加工值最大尺寸單、雙面板480x590mm超過此尺寸應做評審評審多層板410x560mm超過此尺寸應做評審超過457*610mm二、良品率和成本良品率可說是生產成本中最高的一項。良品率低導致成品板價格抬高用以彌補不良板造成的損失。電路板精密困難程度和良品率成反比，一旦跌破可制造性底線，良品率將直線下滑(參圖表4)。圖表4良品率和電路板困難程度曲線設計規格體現應用要求。假如線路分布在標準限度內，則具有可制造性。假如設計規格(要求)超出制造實力范圍，其結果就是良率低下。

另一個方面可制造性設計可通過限制那些接近制造實力邊緣的線路板特征數量宋保tiE,總體良晶率。總體良品率等于各部分良晶率的乘積。例如：100個制程或線路板特征良率分別為99％，那么總體良品率只有36.6％(0.99100=0.366)。因此，在達到設計目的的前提下應盡可能把線路板特征限制在標準制造實力氛圍內。和設計溝通是平衡應用要求和先進尖端技術成本限制的關鍵。三、加工成本加工成本指在精密困難程度和數量上投入的成本。設計困難程度越高，生產所需的設備和工藝就越貴；線路板特征量越多，成本就越高。加工最主要的成本和鉆孔相關。依次層壓工藝可增加密度，但因工序和加工次數繁多使成本明顯上升。鐳射微孔設計也會進一步增加成本，然而據不同的設計和封裝，它也能削減肯定線路板層數。標準多層板通孔鉆孔成本綜合孔數、孔徑、孔徑種類、每次鉆孔板數幾個因素。孔數多則占用機臺時間長，損耗鉆頭多。孔小則鉆孔難度和鍍孔難度加大。孔徑種類多則機臺換鉆頭時間加長。最具降低成本潛力的生產步驟之一就是增加每次鉆孔板數。表面處理也是另一影響成本的因素。當2種不同的表面處理同時應用時，成本最高。應用哪些表面處理的組合也影響到成本構成。最經濟的有OSP、浸銀、HASL：浸金和鍍金價格比較適中；鎳金混合價格最貴。浸錫常用于背板，但不適用系統或子板。四、線路板特征制造實力可制造性設計最重要的組成部分為：在制造實力范圍內設計線路板特征。以下將談到幾個線路板的主要特征和系統板技術水準生產商的制造實力。本文提及的系統板主要指12層以上，每片原材料切割板可用面積僅夠排1到2個板，各制程的良品率要求特別高才能達到總體良品率要求，在可用面積內只要出現一個小小失誤就會導致整個報廢。鍍層厚徑比為板厚和孔徑之比(參圖表5)。導孔孔徑大約比孔墊少0.254mm。據不同的表面處理和厚徑比，通孔元件孔孔徑約比成品板孔(FHS)大0.127-0.152mm。某些壓插件孔徑比一般FHS大0.102mm。圖表5厚徑比定義厚徑比越高，鍍孔越難度越大。北美領先系統板廠商制造實力見圖表6。環寬制造實力取決于材料以及能否保持制程一貫性。有些材料伸縮性較大，較薄的核心材料伸縮性明顯大于較厚的。多層板層數越多，各層間孔位重合越困難(參圖表7)。圖表7內層孔環寬定義定位實力和成品環寬規格確定鍍孔環寬大小。下列數據(參圖表8)假設為成品環寬尺寸，IPC2級標準允許破壞不大于90度，3級標準要求內層環寬大于0.025mm。90度破壞大約破壞0.025-0.05mm，因此按2級標準下列數據減去0.025mm，按3級標準則加上0.0251mm。圖表8系統板內層孔不寬制造實力比較設計過程中權衡厚徑比、環寬、板厚和阻抗要求時有必要聯系制造廠商，運用可制造性設計技巧來規范這些線路板特征將對良品率起到確定性作用。

設計者應了解內、外層導線寬和導線間距制造實力。內層的細小導線比外層或鍍層上的簡單制造些。銅箔越薄，線路板精度越高(參圖表9)。圖表9系統板線寬/線距制造實力比較外層制造精密度大部分取決于厚徑比。盲孔板依次層壓要求線寬和線距稍大于圖表9中所列。應在鍍層無銅區域預留分流陰極從而使鍍層勻稱，這樣可削減鍍層厚度誤差和導線偏移。五、表面處理浸銀、OSP、化學鍍鎳／浸金(ENIG)、HASL、鍍鎳／鍍金是幾種主流表面處理類型。也有浸錫，絕大部分用于背板。其他表面處理方式運用不普遍，供應實力薄弱，價格較高。最經濟的印制線路板表面處理方式通常是OSP、浸銀、HASL。HASL的運用量在過去幾年中漸漸削減。六、阻焊膜阻焊膜幾乎是制板最終一道工序。之前全部的制程以經局限定位實力，外層定位孔確定阻焊膜是否能和孔和導體對準，目的是不讓阻焊膜接觸到孔和可焊導體(參圖表10)。圖表10LPI阻焊膜對外層表面組裝導體定位實力阻焊膜定位實力確定導線和外層可焊部分的距離遠近，通常阻焊膜覆蓋的導線和外露可焊導體距離大于0.13mm。機械要素要求位置和尺寸有肯定公差。要保證在設計出的線路板上元件組裝正確無誤，必需理解制造實力范圍有多大。制板過程中，鉆孔分兩次。鍍覆孔在第一次鉆，一般孔在其次次鉆。假如鍍覆孔定位要求嚴格，一些小的一般孔也可在第一次鉆。機械實力依靠設備，不更換新設備的話一般很難提高。并且系統板一般較大，孔位分布整個版面(而不是局部)，標準機械實力如下(假設是整版，不是局部)：

一次孔到一次孔：0.15mmDTP一次孔到二次孔：0.36mmDTP二次孔到二次孔：0.15mmDTP非鍍邊到非鍍邊(銑切后)：+/-0.13mm一次孔到非鍍邊：+/-0.10mm非鍍邊到內外層銅：+/-0.25mm

成品板孔徑公差：一般孔(標準)：+/-0.051mm一般孔(先進)：+/-0.038mm接近鉆頭直徑

鍍覆孔(壓插件孔)：+/-0.05mm鍍覆孔(標準)：+/-0.076mm

其他機械工序包括磨邊、開V槽、擴孔、鉆埋頭孔、削邊等。設計以上各線路板要素前須聯系制造商。孔徑大于6.35mm的應以銑割代替鉆孔，直徑公差可能增加至+/-0.13mm。

導電性大多經連通性測試(斷路和短路測