CADCAM培训教材(ppt66)(1)

Edition:CKH/2002_1023课堂守则•请将手机、BP机等通讯工具调到震动状态。•请勿在上课期间，随意进出，以免影响其他同事。•请勿交头接耳、大声喧哗。•如有特殊事情，在征得培训导师的同意的情况下，方可离场。以上守则，各位学员共同遵守。以往以灯桌、笔刀、贴图及照相机做为制前工具，现在己被计算机、工作软件及激光绘图机所取代。过去，以手工排版，或者还需要Micro-Modifier来修正尺寸等费时耗工的作业，今天只要在CAM(ComputerAidedManufacturing)工作人员取得客户的设计资料，可能几小时内，就可以依设计规则或DFM(DesignForManufacturing)自动排版并变化不同的生产条件。同时可以output如钻孔、成型、测试夹具等资料。这就是CAD/CAM的过程。首先来了解一下本公司PE部对客户资料是如何处理的。制前准备TableofContentsPartI:PCBCAD/CAMIntroduction(40minutes)CustomerDataCAD文件格式CAD/CAM名词的定义与解说LaserPlotter&Developer&ArtworkDFMNetlistDRCPartII:CAD/CAMProcess(20minutes)ToolingFabricationFlowchartInputPCB&PanelEditingDrillEditingOL&ILEditingPartI:PCBCAD/CAMIntroduction客户必须提供的资料：电子厂或装配工厂，委托PCBSHOP生产空板（BareBoard）时，必须提供下列资料以供制作。见表料号资料表-供制前设计使用.客户资料项目内容格式1.资料P/N包含此P/N的版别、更改历史、日期以及发行资讯。和Drawing一起或另有一Text档。2.工程图A.P/N工程图：包括一些特殊要求，如原物料需求，特性阻抗控制、防焊油墨、文字种类、颜色、尺寸公差、层次等。HPGL及PostScriptB.钻孔图此图通常标示孔位,孔径及孔符HPGL及PostScriptC.成品外围图包含每一小片的位置、尺寸、折断边、工具孔相关规格、特殊符号以及特定制作流程和容差。HPGL及PostScriptD.压板结构图包含各导体层，绝缘层厚度，阻抗厚度等。HPGL及PostScript3.菲林资料(ArtworkDataA.线路层B.防焊层C.文字层Gerber(RS-274)4.ApertureList定义：各种pad的形状，一些特别的如thermalpads并须特别定义constructionTextfile文字档CustomerData客户资料项目内容格式5.钻孔资料定义：A.孔位置B.孔径及孔符C.孔类型(PTH&NPH)D.埋孔及盲孔层ExcellonFormat6.钻孔工具档定义：A.孔径B.电镀状态C.盲埋孔D.档名Textfile文字档7.Netlist资料定义线路的运通IPC-356or其它从CAD输出之各种格式8.制作规范1.指明依据之国际规格，如IPC，MIL2.客户自己PCB进料规范3.特殊产品必须meet的规范如PCMCIATextfile文字档客户资料上表资料是必备项目，有时客户会提供一片样品,一份零件图，一份保证书（保证制程中使用之原物料、耗料等不含某些有毒物质）等。这些额外资料，厂商须自行判断其重要性，以免误了商机。CustomerDataArtworkFilmDrillDrawingNetlistCAMFormatGerberRS274DExcellonIHPGL1IPC-D-356ODB++GerberRS274XExcellonIIHPGL2IPC-D-356AImageBarcoDPFTrudrilAutoCADDXFMentorNetlistPADS2000SM1000ATISM3000HitachiCAD/CAM文件格式相关CAD/CAM名词的定义与解说AGerberfile这是一个从PCBCAD软件输出的资料文件做为光绘图语言。1960年代一家名叫GerberScientific（现在叫GerberSystem）专业做绘图机的美国公司所发展出的格式，尔后40年，行销于世界多个国家。几乎所有CAD系统的发展，也都依此格式作其OutputData，直接输入绘图机就可绘出Drawing或Film，因此GerberFormat成了电子业界的公认标准。CAD/CAM名词的定义与解说B.RS-274DGerberFormat的正式名称，正确称呼是EIASTANDARDRS-274D(ElectronicIndustriesAssociation)主要两大组成：1.FunctionCode：如Gcodes,Dcodes,Mcodes等。2.Coordinatedata：定义图像（imaging）RS-274D&RS-274XC.RS-274X是RS-274D的延伸版本，除RS-274D之Code以外，包括RS-274XParameters，或称整个extendedGerberformat它以两个字母为组合，定义了Aperture及XYCoordinate.D.ODB++ODB++是Orbotech/Frontline发展出来的一套CADCAMformat,可以很容易由PCBCAD/CAM产生,然后依此系统,PCBSHOP再产生ArtworkFilm﹐NCDrillProgram,Netlist,并可直接输入LaserPlotter绘制底片.ODB++Aperture镜头孔径Gerber资料代表意义X002Y002D02*移至(0.2,0.2)快门开关D11*选择Aperture2D03*闪现所选择ApertureD10*选择Aperture1X002Y0084D01*移至(0.2,0.84)快门开关D11*选择Aperture2D03*闪现所选择ApertureD10*选择Aperture1X0104Y0084D01*移至(1.04,0.48)快门开关D11*选择Aperture2D03*闪现所选择ApertureD12*选择Aperture3X0104Y0048D02*移至(1.04,0.48)快门开关D03*闪现所选择ApertureX0064Y0048D02*移至(0.64,0.48)快门开关D03*闪现所选择ApertureApertureTableDcodeShapeSizeD10Round5D11SMD50x100D12Donut100-70Gerber+Aperture将PCB文件转换为GERBER文件和钻孔数据后交PCB厂制板的原因大多数工程师都习惯于将PCB文件设计好件转换为GERBER文件和钻孔数据后交PCB厂，为何不直接把文件设计好后直接送PCB厂加工呢？因为电子工程师和PCB工程师对PCB的理解不一样，由PCB工厂转换出来的GERBER文件可能不是您所要的，如您在设计时将元件的参数都定义在PCB文件中，您又不想让这些参数显示在PCB成品上，您未作说明，PCB厂依葫芦画瓢将这些参数都留在了PCB成品上。这只是一个例子。若您自己将PCB文件转换成GERBER文件就可避免此类事件发生。GERBER文件是一种国际标准的光绘格式文件，它包含RS-274-D和RS-274-X两种格式，其中RS-274-D称为基本GERBER格式，并要同时附带D码文件才能完整描述一张图形；RS-274-X称为扩展GERBER格式，它本身包含有D码信息。常用的CAD软件都能生成此二种格式文件。底片与程序：底片Artwork在CAM系统编辑排版完成后，配合D-Code档案，而由镭射绘图机（LaserPlotter）绘出底片。所须绘制的底片有内外层之线路，外层之防焊，以及文字底片。由于线路密度愈来愈高，公差要求越来越严谨，因此底片尺寸控制，是目前很多PCB厂的一大课题。下表是传统底片与玻璃底片的比较表。玻璃底片使用比例已有提高趋势。而底片制造商亦积极研究替代材料，以使尺寸之安定性更好。例如干式做法的铋金属底片.Artwork传统工作底片玻璃底片尺寸安定性最易受温度和相对湿度影响几乎不受相对湿度影响，且温度效应为传统底片的一半。耐用性基材易起趋纹且封位孔易受磨损易破碎，但不易起趋纹操作/储存/运送较轻且具柔软性容易运送及储存较重，需小心防碎，要注意储存运送空间，并注意其重量。使用于一般的曝光适用于所有曝光设备需调整设备或特殊设备。绘图机适于一般自动化处理机碟式或特殊平板处理机。价格便宜贵Artwork显影定影水洗烘干菲林冲片机一般在保存以及使用传统底片应注意事项如下：1).环境的温度(223C)与相对湿度(555%)的控制2).全新底片取出使用的前置适应时间(min.24hrs)3).取用、传递以及保存方式4).置放或操作区域的清洁度底片环境控制FutureTrend:LDILaserDirectImagingDRCDesignRuleCheck(DRC):设计规则检查主要检查客户设计是否符合设计者所制定的规则，同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求，一般检查有如下几个方面：线与线，线与元件焊盘，线与贯通孔，元件焊盘与贯通孔，贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理，是否满足生产要求。电源线和地线的宽度是否合适，电源与地线之间是否紧耦合（低的波阻抗）？在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。在PCB上是否加有工艺线？阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影响电装质量。多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小，如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。ManufacturingAnalysisDFM－Designformanufacturing(加工设计/为制造着想的设计)Pcblay-out工程师大半不太了解，PCB制作流程以及各制程需要注意的事项，所以在Lay-out线路时，仅考虑电性、逻辑、尺寸等，而甚少顾及其它。PCB制前设计工程师因此必须从生产力，优良率等考量而修正一些线路特性，如圆形接线PAD修正成泪滴状，见图2.5,为的是制程中PAD一孔对位不准时，尚能维持最小的垫环宽度DFMDFMMinimumPadSize=a+2b+cWhere:a=Maximumfinishedholediameterb=Minimumannularringrequirementsc=AstandardfabricationallowanceIPC-2221-9.1.1)MaximizedLandKeyHolingFilletingCornerEntryNotPreferablePreferable(IPC-2221-9-1)LevelAGeneralDesignComplexity–Preferred0.4mm16milLevelBModerateDesignComplexity–Standard0.25mm10milLevelCHighDesignComplexity–Reduced0.2mm8milMinimumStandardFabricationAllowanceNotPreferablePreferableLand(Pad)RequirementsInordertomeetannularringrequirementparticularlywhilebreakoutisnotdesirable,thepadsizerequirementshallbedeterminedbythefollowingequation:Exampleoflandsizecalculation:Given:4layer,1ozbaseCu,LevelBFinishedholesize=13±3milMax.finishedholesize=16milMin.annularring=2milFabricationallowance=10milMinim