PCB生產(chǎn)工藝流程圖有很多種,根據(jù)電路板的層數(shù)及線路板的制作工藝分為：雙面電路板工藝流程、多層線路板工藝流程、PCB電鍍銅工藝、CNC數(shù)控車床加工流程、PCB線路圖形轉(zhuǎn)移及外形加工幾個主要的生產(chǎn)工藝流程。下文對各生產(chǎn)工藝流程圖及CAM輔助設(shè)計做詳細介紹。

工廠生產(chǎn)PCB線路板的基本制造工藝流程

印制板按照導(dǎo)體圖形的層數(shù)可以分為單面、雙面和多層印制板。單面板的基本制造工藝流程如下：
覆箔板-->下料-->烘板（防止變形）-->制模-->洗凈、烘干-->貼膜(或網(wǎng)印) —>曝光顯影(或抗腐蝕油墨) -->蝕刻-->去膜--->電氣通斷檢測-->清潔處理-->網(wǎng)印阻焊圖形（印綠油）-->固化-->網(wǎng)印標(biāo)記符號-->固化-->鉆孔-->外形加工-->清洗干燥-->檢驗-->包裝-->成品。

雙面板的基本制造工藝流程如下：
 

近年來制造雙面孔金屬化印制板的典型工藝是SMOBC法和圖形電鍍法。在某些特定場合也有使用工藝導(dǎo)線法。
 

1、圖形電鍍工藝流程
 

覆箔板-->下料-->沖鉆基準(zhǔn)孔-->數(shù)控鉆孔-->檢驗-->去毛刺-->化學(xué)鍍薄銅-->電鍍薄銅-->檢驗-->刷板-->貼膜(或網(wǎng)印)-->曝光顯影(或固化)-->檢驗修板---->圖形電鍍(Cn十Sn／Pb)-->去膜-->蝕刻-->檢驗修板-->插頭鍍鎳鍍金-->熱熔清洗-->電氣通斷檢測-->清潔處理-->網(wǎng)印阻焊圖形-->固化-->網(wǎng)印標(biāo)記符號-->固化-->外形加工 -->清洗干燥-->檢驗-->包裝-->成品。
 

流程中“化學(xué)鍍薄銅 --> 電鍍薄銅”這兩道工序可用“化學(xué)鍍厚銅”一道工序替代，兩者各有優(yōu)缺點。圖形電鍍--蝕刻法制雙面孔金屬化板是六、七十年代的典型工藝。八十年代中裸銅覆阻焊膜工藝(SMOBC）逐漸發(fā)展起來，特別在精密雙面板制造中已成為主流工藝。
 

2、裸銅覆阻焊膜（SMOBC）工藝
 

SMOBC板的主要優(yōu)點是解決了細線條之間的焊料橋接短路現(xiàn)象，同時由于鉛錫比例恒定，比熱熔板有更好的可焊性和儲藏性。
 

制造SMOBC板的方法很多，有標(biāo)準(zhǔn)圖形電鍍減去法再退鉛錫的SMOBC工藝；用鍍錫或浸錫等代替電鍍鉛錫的減去法圖形電鍍SMOBC工藝；堵孔或掩蔽孔法SMOBC工藝；加成法SMOBC工藝等。下面主要介紹圖形電鍍法再退鉛錫的SMOBC工藝和堵孔法SMOBC工藝流程。
 

圖形電鍍法再退鉛錫的SMOBC工藝法相似于圖形電鍍法工藝。只在蝕刻后發(fā)生變化。
 

雙面覆銅箔板-->按圖形電鍍法工藝到蝕刻工序-->退鉛錫-->檢查---->清洗--->阻焊圖形-->插頭鍍鎳鍍金-->插頭貼膠帶-->熱風(fēng)整平---->清洗--->網(wǎng)印標(biāo)記符號--->外形加工--->清洗干燥--->成品檢驗-->包裝-->成品。

PCB工藝

菲林底板是印制電路板生產(chǎn)的前導(dǎo)工序，菲林底板的質(zhì)量直接影響到印制板生產(chǎn)質(zhì)量。在生產(chǎn)某一種印制線路板時，必須有至少一套相應(yīng)的菲林底版印制板的每種導(dǎo)電圖形（信號層電路圖形和地、電源層圖形）和非導(dǎo)電圖形（阻焊圖形和字符）至少都應(yīng)有一張菲林底片。通過光化學(xué)轉(zhuǎn)移工藝，將各種圖形轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)板材上去。

菲林底版在印制板生產(chǎn)中的用途如下：

圖形轉(zhuǎn)移中的感光掩膜圖形，包括線路圖形和光致阻焊圖形。

網(wǎng)印工藝中的絲網(wǎng)模板的制作，包括阻焊圖形和字符。

機加工（鉆孔和外型銑）數(shù)控機床編程依據(jù)及鉆孔參考。
 

隨著電子工業(yè)的發(fā)展，對印制板的要求也越來越高。印制板設(shè)計的高密度，細導(dǎo)線，小孔徑趨向越來越快，印制板的生產(chǎn)工藝也越來越完善。在這種情況下，如果沒有高質(zhì)量的菲林底版，能夠生產(chǎn)出高質(zhì)量的印制電路板?，F(xiàn)代印制板生產(chǎn)要求菲林底版需要滿足以下條件：
 

菲林底版的尺寸精度必須與印制板所要求的精度一致，并應(yīng)考慮到生產(chǎn)工藝所造成的偏差而進行補償。

菲林底版的圖形應(yīng)符合設(shè)計要求，圖形符號完整。

菲林底版的圖形邊緣平直整齊，邊緣不發(fā)虛；黑白反差大，滿足感光工藝要求。

菲林底版的材料應(yīng)具有良好的尺寸穩(wěn)定性，即由于環(huán)境溫度和濕度變化而產(chǎn)生的尺寸變化小。

雙面板和多層板的菲林底版，要求焊盤及公共圖形的重合精度好。

菲林底版各層應(yīng)有明確標(biāo)志或命名。

菲林底版片基能透過所要求的光波波長，一般感光需要的波長范圍是3000--4000A。

以前制作菲林底版時，一般都需要先制出照相底圖，再利用照相或翻版完成菲林底版的制作。今年來，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，菲林底版的制作工藝也有了很大發(fā)展。利用先進的激光光繪技術(shù)，極大提高了制作速度和底版的質(zhì)量，并且能夠制作出過去無法完成的高精度、細導(dǎo)線圖形，使得印制板生產(chǎn)的CAM技術(shù)趨于完善

覆銅箔層壓板（Copper Clad Laminates，簡寫為CCL），簡稱覆銅箔板或覆銅板，是制造印制電路板（以下簡稱PCB）的基板材料。目前最廣泛應(yīng)用的蝕刻法制成的PCB，就是在覆銅箔板上有選擇的進行的蝕刻，得到所需的線路的圖形。覆銅箔板在整個印制電路板上，主要擔(dān)負著導(dǎo)電、絕緣和支撐三個方面的功能。印制板的性能、質(zhì)量和制造成本，在很大程度上取決于覆銅箔板。
 

堵孔法主要工藝流程如下：
 

雙面覆箔板-->鉆孔-->化學(xué)鍍銅-->整板電鍍銅-->堵孔-->網(wǎng)印成像(正像)-->蝕刻-->去網(wǎng)印料、去堵孔料-->清洗-->阻焊圖形-->插頭鍍鎳、鍍金-->插頭貼膠帶-->熱風(fēng)整平-->下面工序與上相同至成品。
 

此工藝的工藝步驟較簡單、關(guān)鍵是堵孔和洗凈堵孔的油墨。
 

在堵孔法工藝中如果不采用堵孔油墨堵孔和網(wǎng)印成像，而使用一種特殊的掩蔽型干膜來掩蓋孔，再曝光制成正像圖形，這就是掩蔽孔工藝。它與堵孔法相比，不再存在洗凈孔內(nèi)油墨的難題，但對掩蔽干膜有較高的要求。
 

SMOBC工藝的基礎(chǔ)是先制出裸銅孔金屬化雙面板，再應(yīng)用熱風(fēng)整平工藝。

PCB工程制作
 

對于PCB印制板的生產(chǎn)來說，因為許多設(shè)計者并不了解線路板的生產(chǎn)工藝，所以其設(shè)計的線路圖只是最基本的線路圖，并無法直接用于生產(chǎn)。因此在實際生產(chǎn)前需要對線路文件進行修改和編輯，不僅需要制作出可以適合本廠生產(chǎn)工藝的菲林圖，而且需要制作出相應(yīng)的打孔數(shù)據(jù)、開模數(shù)據(jù)，以及對生產(chǎn)有用的其它數(shù)據(jù)。它直接關(guān)系到以后的各項生產(chǎn)工程。這些都要求工程技術(shù)人員要了解必要的生產(chǎn)工藝，同時掌握相關(guān)的軟件制作，包括常見的線路設(shè)計軟件如：Protel、Pads2000、Autocad等等，更應(yīng)熟悉必要的CAM軟件如：View2001、CAM350；GCCAM等等，CAM應(yīng)包括有PCB設(shè)計輸入，可以對電路圖形進行編輯、校正、修理和拼版，以磁盤為介質(zhì)材料，并輸出光繪、鉆孔和檢測的自動化數(shù)據(jù)。

PCB工程制作的基本要求
 

PCB工程制作的水平，可以體現(xiàn)出設(shè)計者的設(shè)計水準(zhǔn)，也可以反映出印制板生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)工藝能力和技術(shù)水平。同時由于PCB工程制作融計算機輔助設(shè)計和輔助制造于一體，要求極高的精度和準(zhǔn)確性，否則將影響到最終板載電子品的電氣性能，嚴(yán)重時可能引起差錯，進而導(dǎo)致整批印制板產(chǎn)品報廢而延誤生產(chǎn)廠家合同交貨時間，并且蒙受經(jīng)濟損失。因此作為PCB工程制作者，必須時刻謹記自身的責(zé)任重大，切勿掉以輕心，務(wù)必仔細、認真、再仔細、再認真。在處理PCB設(shè)計文件時，應(yīng)該仔細檢查：
 

接收文件是否符合設(shè)計者所制定的規(guī)則？能否符合PCB制造工藝要求？有無定位標(biāo)記？
 

線路布局是否合理？線與線，線與元件焊盤，線與貫通孔，元件焊盤與貫通孔，貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，能否滿足生產(chǎn)要求。元件在二維、三維空間上有無沖突？
 

PCB板尺寸是否與加工圖紙相符？后加在PCB圖形中的圖形（如圖標(biāo)、注標(biāo)）是否會造成信號短路。

對一些不理想的線形進行編輯、修改。
 

在PCB上是否加有工藝線？阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求，阻焊尺寸是否合適，字符標(biāo)志是否壓在器件焊盤上，以免影響電裝質(zhì)量。等等…
光繪數(shù)據(jù)的產(chǎn)生
 

1、拼版
 

PCB設(shè)計完成因為PCB板形太小，不能滿足生產(chǎn)工藝要求，或者一個產(chǎn)品由幾塊PCB組成，這樣就需要把若干小板拼成一個面積符合生產(chǎn)要求的大板，或者將一個產(chǎn)品所用的多個PCB拼在一起而便于生產(chǎn)電裝。前者類似于郵票板，它既能夠滿足PCB生產(chǎn)工藝條件也便于元器件電裝，在使用時再分開，十分方便；后者是將一個產(chǎn)品的若干套PCB板拼裝在一起，這樣便于生產(chǎn)，也便于對一個產(chǎn)品齊套，清楚明了。
 

2、光繪圖數(shù)據(jù)的生成
 

PCB板生產(chǎn)的基礎(chǔ)是菲林底版。早期制作菲林底版時，需要先制作出菲林底圖，然后再利用底圖進行照相或翻版。底圖的精度必須與印制板所要求的一致，并且應(yīng)該考慮對生產(chǎn)工藝造成的偏差進行補償。底圖可由客戶提供也可由生產(chǎn)廠家制作，但雙方應(yīng)密切合作和協(xié)商，使之既能滿足用戶要求，又能適應(yīng)生產(chǎn)條件。在用戶提供底圖的情況下，廠家應(yīng)檢驗并認可底圖，用戶可以評定并認可原版或第一塊印制板產(chǎn)品。底圖制作方法有手工繪制、貼圖和CAD制圖。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，印制板CAD技術(shù)得到極大的進步，印制板生產(chǎn)工藝水平也不斷向多層，細導(dǎo)線，小孔徑，高密度方向迅速提高，原有的菲林制版工藝已無法滿足印制板的設(shè)計需要，于是出現(xiàn)了光繪技術(shù)。使用光繪機可以直接將CAD設(shè)計的PCB圖形數(shù)
 

據(jù)文件送入光繪機的計算機系統(tǒng)，控制光繪機利用光線直接在底片上繪制圖形。然后經(jīng)過顯影、定影得到菲林底版。使用光繪技術(shù)制作的印制板菲林底版，速度快，精度高，質(zhì)量好，而且避免了在人工貼圖或繪制底圖時可能出現(xiàn)的人為錯誤，大大提高了工作效率，縮短了印制板的生產(chǎn)周期。使用我公司的激光光繪機，在很短的時間內(nèi)就能完成過去多人長時間才能完成的工作，而且其繪制的細導(dǎo)線、高密度底版也是人工操作無法比擬的。按照激光光繪機的結(jié)構(gòu)不同，可以分為平板式、內(nèi)滾桶式（Internal Drum）和外滾桶式（External Drum）。宇之光公司的系列光繪機產(chǎn)品均為國際流行的外滾筒式。
 
光繪機使用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式是Gerber-RS274格式，也是印制板設(shè)計生產(chǎn)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式。Gerber格式的命名引用自光繪機設(shè)計生產(chǎn)的先驅(qū)者---美國Gerber公司。
 
光繪圖數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，是將CAD軟件產(chǎn)生的設(shè)計數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化稱為光繪數(shù)據(jù)（多為Gerber數(shù)據(jù)），經(jīng)過CAM系統(tǒng)進行修改、編輯，完成光繪預(yù)處理（拼版、鏡像等），使之達到印制板生產(chǎn)工藝的要求。然后將處理完的數(shù)據(jù)送入光繪機，由光繪機的光柵（Raster）圖象數(shù)據(jù)處理器轉(zhuǎn)換成為光柵數(shù)據(jù)，此光柵數(shù)據(jù)通過高倍快速壓縮還原算法發(fā)送至激光光繪機，完成光繪。
 
3、光繪數(shù)據(jù)格式
 
光繪數(shù)據(jù)格式是以向量式光繪機的數(shù)據(jù)格式Gerber數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，并對向量式光繪機的數(shù)據(jù)格式進行了擴展，并兼容了HPGL惠普繪圖儀格式，Autocad DXF、TIFF等專用和通用圖形數(shù)據(jù)格式。一些CAD和CAM開發(fā)廠商還對Gerber數(shù)據(jù)作了擴展。
 
以下對Gerber數(shù)據(jù)作一簡單介紹：
 
Gerber數(shù)據(jù)的正式名稱為Gerber RS-274格式。向量式光繪機碼盤上的每一種符號，在Gerber數(shù)據(jù)中，均有一相應(yīng)的D碼（D-CODE）。這樣，光繪機就能夠通過D碼來控制、選擇碼盤，繪制出相應(yīng)的圖形。將D碼和D碼所對應(yīng)符號的形狀，尺寸大小進行列表，即得到一D碼表。此D碼表就成為從CAD設(shè)計，到光繪機利用此數(shù)據(jù)進行光繪的一個橋梁。用戶在提供Gerber光繪數(shù)據(jù)的同時，必須提供相應(yīng)的D碼表。這樣，光繪機就可以依據(jù)D碼表確定應(yīng)選用何種符號盤進行曝光，從而繪制出正確的圖形。
 
在一個D碼表中，一般應(yīng)該包括D碼，每個D碼所對應(yīng)碼盤的形狀、尺寸、以及該碼盤的曝光方式。以國內(nèi)最常用的電子CAD軟件Protel的某D碼表為例，其擴展名為.APT，為ACSII文件，可以用任意非文本編輯軟件進行編輯。
在Gerber RS-274格式中除了使用D碼定義了符號盤以外，D碼還用于光繪機的曝光控制；另外還使用了一些其它命令用于光繪機的控制和運行。不同的CAD軟件產(chǎn)生的Gerber數(shù)據(jù)格式可能有一些小的區(qū)別，但總體框架為Gerber-RS0274格式?jīng)]有變化。
 
4、 計算機輔助制造（CAM）
計算機輔助制造技術(shù)，英文名稱為Computer Aided Manufacturing，簡稱CAM，是一種由計算機控制完成生產(chǎn)的先進技術(shù)。計算機技術(shù)的發(fā)展和激光繪圖機的出現(xiàn)，使得PCB的計算機輔助制造技術(shù)走向了使用。CAM技術(shù)使印制板的設(shè)計生產(chǎn)上了一個新的臺階，一些過去無法實現(xiàn)的功能得以實現(xiàn)。各種CAM系統(tǒng)一般都能對光繪數(shù)據(jù)（Gerber數(shù)據(jù)）進行處理，排除設(shè)計中的各種缺陷，使設(shè)計更易于生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)質(zhì)量。
 
CAM系統(tǒng)的主要功能如下：
 
1、編輯功能：
 
1）添加焊盤、線條、圓弧、字符等元素，生成水滴焊盤。
 
2）修改焊盤、線條尺寸。
 
3）移動焊盤、線條、尺寸等。
 
4）刪除各種圖形，自動刪除沒有電氣聯(lián)接的焊盤和過氣孔。
 
5）阻焊漏線自動處理。
 
6）網(wǎng)印字符蓋焊盤自動處理。
2、拼版、旋轉(zhuǎn)和鏡像
 
3、添加各種定位孔
 
4、生成數(shù)控鉆床鉆孔數(shù)據(jù)和銑外形數(shù)據(jù)
 
5、計算導(dǎo)體銅箔面積
 
6、其它相關(guān)的各類數(shù)據(jù)
 
在微機CAM系統(tǒng)中，具有代表性的是LAVENIR公司開發(fā)的View2001軟件。View2001是由一系列實用光繪數(shù)據(jù)處理程序組成的微機CAM系統(tǒng)，可在DOS平臺以及WINDOWS’9X的DOS窗口下運行。其中包含多個主要程序，這里簡單介紹其中的V2001.EXE。
 
V2001.EXE是一個功能比較完善的Gerber數(shù)據(jù)編輯軟件，能夠讀取各種類型的Gerber數(shù)據(jù)文件，包括Gerber基本格式和各種Gerber的擴展格式，支持多種CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的Gerber數(shù)據(jù)及D碼表，并對之進行編輯、修改，最多可以同時處理99層數(shù)據(jù)。V2001可以識別Lavenir，PADS，P-CAD，ORCAD，Tango，Protel，Mentor等10余種CAD和CAM系統(tǒng)所產(chǎn)生的D碼表，易于操作。
 
V2001的主要功能有：
 
1）刪除、移動、添加線條、焊盤、圓弧、字符等圖形。
 
2）簡單拼版。
 
3）各層之間圖形、數(shù)據(jù)的傳遞轉(zhuǎn)換。
 
4）字符處理，自動清除字符絲網(wǎng)印網(wǎng)層上與焊盤重疊部分的字符。
 
5）阻焊處理、自動處理漏線條的阻焊。
 
6）焊膏網(wǎng)版處理，自動生成表面貼裝元件的焊膏網(wǎng)版圖形。
 
V2001能夠很好地完成對光繪數(shù)據(jù)的處理，有較強的應(yīng)變能力，可以處理各種CAD軟件生成的Gerber數(shù)據(jù)，只是用戶界面不太友善，軟件操作采用命令方式，需要記憶的命令較多，而且比較復(fù)雜，初學(xué)比較困難。但一旦掌握，即可自如應(yīng)付目前絕大多數(shù)的印制板工程制作的需要。
 
學(xué)員在培訓(xùn)期間，應(yīng)該了解對客戶提供的文件在V2001中所要進行的具體修改和編輯工作主要有：
 
1）從源文件轉(zhuǎn)換出Gerber數(shù)據(jù)文件，關(guān)于Gerber文件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，詳見宇之光公司的《學(xué)員手冊》。
 
2）首先檢查各層有無板層邊框（圍邊）。
 
若有，應(yīng)檢查邊框的粗細程度是否滿足生產(chǎn)工藝的需求。通常情況下，目前雙面板至少應(yīng)保證0.15mm（6mil）；單面板至少應(yīng)保證0.2mm（8mil）；或者依據(jù)客戶提供的資料來進行編輯修改。
 
若無，檢查是否漏轉(zhuǎn)，漏轉(zhuǎn)需要重新轉(zhuǎn)換，也可從其它有邊框?qū)由峡截愡吙颉?br/> 
3）將所有能夠轉(zhuǎn)化成FLASH焊盤的元素盡量轉(zhuǎn)換成為焊盤（可選）。
 
4）檢查線路層的線路線寬、間距是否滿足生產(chǎn)工藝要求。通常情況下，目前雙面板的線路層的線路線寬、間距至少應(yīng)保證0.15mm（6mil）；單面板的線路層的線路線寬、間距至少應(yīng)保證0.2mm（8mil）；或者依據(jù)客戶提供的資料來進行編輯修改。
 
5）檢查比較線路層焊盤與綠油阻焊層焊盤的校準(zhǔn)性和大小差異。通常情況下，目前雙面板的綠油阻焊層焊盤的外圍應(yīng)大于線路層焊盤至少保證0.15mm（6mil）~0.2mm（8mil）；單面板的綠油阻焊層焊盤的外圍應(yīng)大于線路層焊盤至少保證0.2mm（8mil）~0.3mm（12mil）；或者依據(jù)客戶提供的資料來進行編輯修改。注意不要漏轉(zhuǎn)，需要有綠油層焊盤的部位如果源文件沒有設(shè)計，則應(yīng)手動補充上。
 
6）檢查線路層與鉆孔層的校準(zhǔn)性，比較線路焊盤與鉆孔大小。通常情況下，目前雙面板的鉆孔直徑至少應(yīng)保證0.2mm（8mil）；單面板的鉆孔直徑至少應(yīng)保證0.5mm（20mil）；或者依據(jù)客戶提供的資料來進行編輯修改。一般情況下，由于生產(chǎn)工藝的要求，只需要將單面板文件的數(shù)控鉆鉆孔文件從源文件轉(zhuǎn)換出來并調(diào)入V2001中進行處理，雙面板由于鉆孔工作是在制版前期完成，因此作為光繪操作通常無須處理鉆孔文件。
 
7）檢查字符層上的絲網(wǎng)印字符和標(biāo)識是否與設(shè)計文件一致，字符標(biāo)識是否符合生產(chǎn)工藝要求。通常情況下，目前雙面板的絲網(wǎng)印字符的線寬應(yīng)保證至少0.15mm（6mil）；單面板的絲網(wǎng)印字符的線寬應(yīng)保證至少0.2mm（8mil）；或者依據(jù)客戶提供的資料來進行編輯修改。
 
8）清除字符絲網(wǎng)印層上與焊盤重疊部分的字符。
 
9）根據(jù)客戶要求修改線路層銅箔的邊緣到板層邊框的寬度，通常情況下，目前雙面板應(yīng)保證至少0.15mm（6mil）；單面板應(yīng)保證至少0.2mm（8mil）；或者依據(jù)客戶提供的資料來進行編輯修改。
 
10）按照生產(chǎn)工藝要求或客戶資料各層疊加拼版或者分層拼版。
 
11）各層分別加上角標(biāo)（可選）、生產(chǎn)編號、日期、各種孔位和標(biāo)識等。
 
12）進入光繪軟件排版輸出。
 
通常，在V2001中處理Gerber數(shù)據(jù)文件時，主要處理的應(yīng)該是：
 
1、單面板：線路層（1層）、綠油阻焊層（1層）、絲網(wǎng)印白字層（1或2層）。
 
2、雙面板：線路層（2層）、綠油阻焊層（2層）、絲網(wǎng)印白字層（1或2層）。
 
3、特殊工藝要求的印制板，根據(jù)具體情況保留處理相應(yīng)的層。
 
4、其余層都應(yīng)在V2001中處理掉，將保留的文件存盤、輸出。

PCB線路板輔助設(shè)計之底片光繪系統(tǒng)
 
線路板廠家用于生產(chǎn)底征的設(shè)備一般都是采用宇之光激光光繪系統(tǒng),該設(shè)備是由主控計算機、圖形處理卡、激光光繪機和軟件組成。它是對計算機圖像、文字和數(shù)據(jù)等信息進行處理，最終由激光光繪機輸出制版菲林，屬于計算機輔助制版系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)配置的軟件不同，它可以制作PCB光繪菲林、標(biāo)牌面板菲林、絲網(wǎng)印刷菲林和彩色膠印分色菲林等多種菲林底版。流程如下圖所示：
（PCB/LCD設(shè)計圖）-->（CAM系統(tǒng)）-->（Gerber文件）-->（宇之光光繪軟件）-->（光柵圖像處理器（RIP））-->（激光光繪機）-->（菲林沖片機）-->（菲林）
 
其中光繪軟件、光柵圖像處理器和激光光繪機3部分是宇之光的核心產(chǎn)品。
 
一、光繪軟件
 
宇之光光繪軟件支持Gerber RS-274d、RS-274X等數(shù)據(jù)格式，能夠直接處理現(xiàn)行所有的PCB CAD軟件的Gerber或者Plot文件格式。界面友好，工藝參數(shù)處理詳盡，所見即所得的排版處理，支持多種分辨率和光繪設(shè)備的選擇，模擬打印及光繪預(yù)演功能，易學(xué)易用，適用性高，為用戶提供了很大便利。軟件安裝后只要不是誤刪除或其它非人為因素（如感染計算機病毒等）破壞，可穩(wěn)定的長期使用。在作好備份的前提下，軟件使用時注意以下幾點：
 
1、光繪軟件使用過程中，注意光繪文件的有序保存，最好不要將Gerber文件、光柵文件、臨時文件等非程序文件置于軟件安裝目錄中，以免刪除時誤刪掉程序文件，破壞軟件的運行。
 
2、軟件可以運行在DOS操作系統(tǒng)，也可以運行在WINDWOS’9X的DOS窗口模式下。讀取文件時，應(yīng)輸入完整的路徑和文件名稱。軟件的設(shè)置參數(shù)一旦設(shè)定好以后不要輕易更改，以免影響光柵文件精度和繪制出的菲林精度。
 
3、進行文件的排版操作以前，應(yīng)加載鼠標(biāo)驅(qū)動程序，以便利用鼠標(biāo)進行排版操作。當(dāng)排版圖層過少，不夠排滿整幅菲林時，可以先將已處理好的文件存盤，以備下次調(diào)入和其它文件共同排版。排版、存盤時盡量選擇在WINDWOS’9X的DOS窗口模式下進行，以免在DOS環(huán)境下排版存盤時因DOS內(nèi)存管理序的不足而引起死機。排版時盡量遵循先左后右，先上后下的順序，便于不滿整幅菲林時方便對菲林底片進行剪裁。
 
4、光柵化的完成，則應(yīng)在DOS環(huán)境下完成，充分利用DOS的單一任務(wù)進程，盡量避免選擇在WINDWOS’9X 的DOS窗口模式下進行。
 
5、存儲光柵文件的分區(qū)應(yīng)保證盡可能大的硬盤剩余空間，并且經(jīng)常利用磁盤碎片整理程序?qū)τ脖P進行整理，減少文件碎片的產(chǎn)生。光柵化完成以后，應(yīng)反復(fù)預(yù)演多次，確保光柵文件無破裂，無缺口等情況出現(xiàn)，然后再發(fā)排輸出。
 
6、進入光繪系統(tǒng)前的光繪Gerber文件處理，充分利用光繪輔助軟件處理掉多余的元素，減小文件數(shù)據(jù)量。需要填充的部位，盡量采用水平橫方向軟件填充對于復(fù)雜的元素（如圓弧、自定義焊盤等），要在光繪輔助軟件中仔細修改、編輯。經(jīng)過上述步驟的處理，可以降低光柵文件的出錯率，大大減少光柵化所需要的時間。
 
7、老版本光繪軟件V2.0---V2.8，光柵化時只支持英制（English）、前導(dǎo)零（Leading）、整數(shù)小數(shù)位（2、3）、絕對坐標(biāo)（Absolute）這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的Gerber格式，通常以V2001的擴展Gerber（Extend Gerber）格式（常在數(shù)據(jù)量較大時采用）和MDA（MDA Auto plot）格式（常在數(shù)據(jù)量較小時采用）為主。新版本的光繪軟件則無此問題。
 
8、軟件安裝采用加密手段，因此不要輕易變更電腦主機的硬件設(shè)備，以免軟件校驗出錯無法運行。軟件安裝盤請妥善保存，便于在軟件被破壞時加以恢復(fù)。
 
有關(guān)光繪軟件的具體內(nèi)容詳見《宇之光光繪軟件用戶手冊》。
 
二、光繪機
 
激光光繪機是集激光光學(xué)技術(shù)、微電子技術(shù)和超精密機械于一體的的照排產(chǎn)品，用于在感光菲林膠片上繪制各種圖形，圖像，文字或符號。下面以宇之光公司的激光光繪機（簡稱光繪機）產(chǎn)品為例進行簡單介紹。
 
工作原理：宇之光光繪機采用He-Ne激光作為光源，聲光調(diào)制器作激光掃描的控制開關(guān)。圖形信息經(jīng)驅(qū)動電路控制聲光調(diào)制器來偏轉(zhuǎn)，被調(diào)制的I級四路衍射激光經(jīng)過物鏡聚焦在滾筒表面，滾筒高速旋轉(zhuǎn)作縱向主掃描，激光掃描平臺橫移作橫向副掃描，兩方向的掃描合成實現(xiàn)將計算機內(nèi)部處理的圖文信息以點陣形式還原，在底片上感光成像。激光光繪機采用激光作光源，有容易聚焦、能量集中等優(yōu)點，對瞬間快速的底片曝光非常有利，繪制的菲林底版導(dǎo)線圖形邊緣整齊，反差大，不虛光。曝光采用掃描方式，繪片時間短。
 
宇之光光繪機采用世界上流行的外滾筒激光掃描式，菲林采用真空吸附方式固定于滾筒上。由于外滾筒式激光掃描光繪機具有精度高、速度快、操作方便、加工精度容易保證、可靠性好等特點，因此是當(dāng)今光繪行業(yè)的主流。
 
1、光繪機的環(huán)境要求
 
 
光繪機屬于精密儀器類產(chǎn)品，對環(huán)境條件有較嚴(yán)的要求，應(yīng)安放在清潔、有安全綠燈的暗室機房內(nèi)固定使用。通常機房暗室要求與沖洗底片的暗室分開，以減少沖片藥水氣體對光繪機的侵蝕。具體要求如下：
 
電源：220V+5%，50Hz（配備穩(wěn)壓凈化電源）；
 
溫度：20OC+10%；
 
濕度：40~80%（+20OC）；
 
工作現(xiàn)場應(yīng)無強烈震動、強磁場、強電場干擾及腐蝕性物體。
 
應(yīng)有良好的接地系統(tǒng)，外殼必須與大地相聯(lián)，接地電阻不大于4歐姆。
 
使用帶真空氣泵的機器時，真空氣泵的電源不允許與機房電源共享，氣泵應(yīng)安裝在室外。
 
發(fā)排系統(tǒng)應(yīng)共享同一電源及地線。
 
2、光繪機的使用注意事項
 
1、小心搬運，耐心開箱，切忌重砸猛摔。
 
2、光繪機外殼必須接地，接地電阻小于4歐姆。
 
3、必須在關(guān)機狀態(tài)下才允許插拔光繪機和計算機之間的接口電纜線和接口控 制卡。
 
4、光繪機應(yīng)遠離強電場、強磁場和腐蝕性氣體。
 
5、激光點亮?xí)r，千萬不要將眼睛直接對視激光光束。切記！切記！
 
6、在電源開啟情況下，切勿觸摸激光管電極和電源盤中的高壓部分，不允許帶電插拔各線路插頭。
 
7、注意在上下片操作過程中防止插傷軟片（菲林）。光繪菲林時記得先開啟真空氣泵，并將菲林吸附牢固，防止打片。如果為非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格菲林膠片或者未連接真空氣泵，則應(yīng)該在對應(yīng)前后氣槽的軟片2端粘貼膠帶，以便使菲林與滾筒緊密包合。
 
3、光繪機的發(fā)排操作
 
光繪機的發(fā)排操作應(yīng)按照正確順序進行，流程如下：
 
1>進入暗房,開啟安全綠燈-->2>啟動沖片機（沖片機的使用方法參見其使用說明或詢問廠家）-->3>開啟真空氣泵-->4>裝片-->5>啟動滾筒（此前光繪機運行指示燈應(yīng)常亮）-->6>導(dǎo)進掃描（此時光繪機運行指示燈應(yīng)閃亮）-->7>掃描結(jié)束（此時光繪機起始燈亮）-->8>自動換向（時間因機型不同而略有差異，在此期間無法啟動光繪機）-->9>取片并且沖洗-->10>重復(fù)上述4>至9>的各項步驟-->11>工作完畢關(guān)閉光繪機電源、真空氣泵電源。
 
具體操作如下：
 
1、首先開啟計算機主機電源，在開啟光繪機電源；
 
2、在計算機主機上鍵入正確發(fā)排指令，但不要按回車鍵確認（暫時不向光繪機發(fā)送信號），主機置于待命狀態(tài)。發(fā)排指令因接口控制卡的不同而略有差異：
 
A．直接利用光繪軟件發(fā)排，如SLECAD V2.0、SLECAD V2.2、SLECAD V2.5。
 
B．利用專用發(fā)排程序，如RIDOUT，WD96等。
 
進入暗房，關(guān)閉一切強光源，只開啟安全綠燈, 開啟氣泵。
 
3、從底片盒中取出菲林，打開光繪機上蓋，將菲林平置于滾筒上方，注意不要將菲林的藥膜面劃傷，也不要將安全綠燈近距離直射菲林。用手轉(zhuǎn)動滾筒使菲林的一端對準(zhǔn)滾筒上的起始槽，輕輕將菲林壓下（此時手應(yīng)該感覺到氣槽吸力），檢查片頭是否與滾筒邊緣平齊（不可超出，以免滾筒高速旋轉(zhuǎn)過程中將菲林掛掉），膠片位置是否適中；而后緩緩將滾筒轉(zhuǎn)動同時用手背輕壓菲林直到菲林膠片另一端被后氣槽完全緊密吸合為止（注意勿將膠片裝斜或使前后氣槽勿軟片粘貼而漏氣），否則易發(fā)生打片現(xiàn)象。如果為非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格菲林膠片或者未連接、開啟真空氣泵，則應(yīng)該在對應(yīng)前后氣槽的軟片2端粘貼膠帶，以便使菲林與滾筒緊密包合。如果光繪過程中出現(xiàn)“打片”，應(yīng)該立即切斷光繪機電源，防止殘片損壞光繪機的內(nèi)部硬件。如果殘片落入機內(nèi)，應(yīng)依照光繪機的使用注意事項，在確認斷電的情況下開啟機殼取出殘片，并馬上將機殼還原，擰緊固定螺釘。
 
4、合上光繪機上蓋，按照操作面板上的“運行”鍵啟動光繪機。“運行”燈常亮表示光繪機已經(jīng)啟動并等待計算機主機發(fā)送信號。
 
5、出暗房，帶緊暗房門，避免暗房外部強光源照射到暗房內(nèi)引起菲林曝光。
 
6、在計算機主機上按回車鍵確認發(fā)排指令，向光繪機發(fā)出發(fā)排信號。此時光繪的“運行”燈應(yīng)開始閃爍，表明計算機發(fā)出的發(fā)排信號已經(jīng)被導(dǎo)進，光繪機開始掃描成像。計算機監(jiān)視器上同步顯示發(fā)排進程百分比。發(fā)排過程中嚴(yán)禁打開光繪機上蓋，以免菲林曝光，同時禁止接觸滾筒，防止?jié)L筒在高速旋轉(zhuǎn)時夾傷手或損壞光繪機內(nèi)部硬件。
 
7、當(dāng)計算機監(jiān)視器上同步顯示發(fā)排進程百分比結(jié)束時，光繪機主電機自動停止，同時掃描平臺繼續(xù)運動直至停在起始位，光繪機“左起始”燈或者“右起始”燈亮，指示此時的激光掃描平臺的起始位置。主電機停止時，滾筒因慣性作用還將繼續(xù)旋轉(zhuǎn)一段時間后方完全停止，此過程中也不要觸摸滾筒，更忌強制使?jié)L筒停止旋轉(zhuǎn)。
 
8、待滾筒停穩(wěn)后打開光繪機上蓋，以上片時的逆方向轉(zhuǎn)動滾筒取下菲林膠片并送入沖片機沖洗或進入沖片暗室沖片。下片時注意如果上片使用了膠帶粘貼菲林的應(yīng)完全將膠帶清除干凈，避免因膠帶碎片黏附在菲林表面而影響沖片效果，甚至影響沖片機的正常運轉(zhuǎn)。
 
4、光繪機的維護與保養(yǎng)清潔工作
 
根據(jù)光繪機的使用頻率，每隔一個季度或者半年時間應(yīng)該進行一次維護和檢查，方法如下：
 
1、斷電情況下去掉電源線，擰去外殼固定螺釘，將光繪機外罩由上方取出。
 
2、檢查機內(nèi)各固定螺釘是否松動。
 
3、用吸塵器小心清潔機內(nèi)灰塵等臟物。
 
4、檢查絲杠和圓形導(dǎo)軌潤滑油是否干凈。若油已污染，請用潔凈泡沫海綿擦除（注意不允許使用帶纖維的棉織物），然后用干凈汽油清洗晾干后均勻加上高級潤滑油脂。
 
5、滾筒上附著的臟物（包括使用的殘余膠帶紙），應(yīng)定期用酒精擦洗，注意擦洗時勿將酒精流入機內(nèi)。
 
6、通光繪機電源，通過在本機脫機狀態(tài)下的自檢掃描來回橫移掃描平臺數(shù)次。同時檢查主、副掃描運行是否正常，有無異常噪音。
 
7、清潔維護完畢，光繪機自檢正常后斷電，將機殼還原，擰緊固定螺釘，將外殼擦拭干凈。
 
如果長期沒有使用光繪機，則應(yīng)在貯存時注意：
 
1、存放環(huán)境溫度為0~40 OC，相對濕度小于80%；
 
2、存放環(huán)境應(yīng)干燥通風(fēng)，忌酸堿及腐蝕性氣體，以免鏡片、元器件、傳動部分等被腐蝕和生銹。
 
3、已經(jīng)開箱的設(shè)備需要長期貯存時，傳動部分要用航空潤滑油封存，機內(nèi)放置干燥劑，外部用干燥塑料袋密閉封罩。
 
 
菲林膠片
 
菲林膠片由保護膜，乳劑層，結(jié)合膜，片基和防光暈層組成，主要成分是銀鹽類感光物質(zhì)、明膠和色素等。在光的作用下銀鹽可以還原出銀核中心，但又不溶解于水，因此可以使用明膠使之成懸浮狀態(tài)，并涂布在片基上，乳劑中同時含有色素起增感作用。而后通過光化作用得到曝光底片。
 
一、菲林沖洗
 
底片曝光后即可進行沖洗。不同底片有不同沖洗條件，在使用前，應(yīng)仔細閱讀底片的使用說明，以確定正確的顯影和定影液配方。底片的沖洗過程如下：
 
1、曝光成像：即底片曝光后，銀鹽還原出銀中心，但這時在底片上還看不到
 
圖形，稱為潛象。
 
2、顯影：即將經(jīng)光照后的銀鹽還原成黑色銀粒。
 
手工沖片顯影時將經(jīng)過曝光的銀鹽底片均勻浸入顯影液中，由于用于印制板生產(chǎn)的銀鹽底片的感光速度較低，因此可以在安全燈下監(jiān)視顯影過程，但燈光不宜過亮，避免造成底片跑光。當(dāng)?shù)灼磧擅婧谏跋竦念伾疃纫恢聲r，就應(yīng)當(dāng)停止顯影了。將底片從顯影液中取出，用水沖洗或用酸性停影液沖洗后即可放入定影液中定影了。顯影液的溫度對顯影速度的影響非常大，溫度越高，顯影速度越快。較為合適的顯影溫度在18~25OC。
 
機器沖片顯影過程則由自動沖片機自動完成，注意藥水的濃度配合比。通常機器沖片的顯影藥水的濃度比為1：4，即1量杯容積的顯影藥水用4量杯容積的清水勾兌均勻。
 
3、定影：即是將底片上沒有還原成銀的銀鹽溶解掉，以防止這部分銀鹽再曝光后影響底片圖像。
 
手工沖片定影時間以底片上沒有感光部分透明以后，再加一倍的時間。
 
機器沖片定影過程也由自動沖片機自動完成，藥水濃度配合比可略濃于顯影藥水，即1量杯容積的定影藥水用3量杯半左右容積的清水勾兌均勻。
 
4、水洗：定影后的底片粘有硫代硫酸鈉等化學(xué)藥品，如果不沖洗干凈，底片會變黃失效。
 
手工沖片通常用流水沖洗15~20分鐘為宜。
 
機器沖片水洗烘干過程由自動沖片機自動完成。
 
5、風(fēng)干：手工沖片后的底片還應(yīng)置于陰涼干燥處風(fēng)干后妥善保存。
 
6、上述過程，注意不要劃傷底片，同時不要將顯影、定影液這類化學(xué)藥水濺到人體及衣物上。
 
二、菲林檢驗
 
菲林的檢測一般采用目檢。
 
1、外觀檢驗
 
菲林的外觀檢驗一般不用放大，目檢應(yīng)定性檢查菲林的標(biāo)記、外觀、工藝質(zhì)量和圖形等。目檢應(yīng)用肉眼（標(biāo)準(zhǔn)視力、正常色感）在最有利的觀察距離和合適的照明下，不用放大進行檢驗。合格的底片應(yīng)是經(jīng)過精細加工和處理的，外觀平整、無折皺、破裂和劃痕，且清潔、無灰塵和指紋。
 
2、細節(jié)和細節(jié)的尺寸檢驗
 
細節(jié)檢驗時一般使用線形放大約10倍或者100倍以上、帶有測量刻度并可以進行讀數(shù)的專用光學(xué)儀器，檢查是否有導(dǎo)線缺陷（如針孔和邊緣缺口等）和導(dǎo)線間是否有臟點，并且儀器的測量誤差不應(yīng)大于5%，在檢驗大于25mm距離的尺寸時，可以使用帶有精密刻度的網(wǎng)格玻璃板。
 
3、光密度的檢驗
 
光密度指透射光密度，檢驗時可用普通光密度計測量透明部分和不透明部分，測量面積為1mm直徑。要求不高時可用目測比較法檢驗，檢驗時將透明與不透明部分與一張標(biāo)準(zhǔn)中灰色復(fù)制底版或灰色定標(biāo)復(fù)制底板進行比較。
 
4、菲林的簡單檢驗
可以通過同一PCB設(shè)計文件的線路、阻焊和字符菲林的吻合度觀察比較來進行，吻合程度應(yīng)與文件觀察基本一致。注意在此過程中不要用手直接觸摸菲林，以免指甲劃傷菲林，并在菲林上留下灰塵和指紋。
 
三、菲林的保存
長期以來，菲林的尺寸穩(wěn)定性一直是困擾PCB生產(chǎn)的難題。環(huán)境溫度和相對濕度是影響菲林尺寸變化的兩個主要因素，菲林尺寸偏差的變化大部分是由環(huán)境溫度和相對濕度決定的?？偲钪虚g受環(huán)境溫度和相對濕度影響的偏差與底片的尺寸成正比，尺寸越大，偏差越大。
 
通過對環(huán)境溫度和相對濕度的控制，就能夠起到控制菲林變形的作用。保證環(huán)境溫度和相對濕度的穩(wěn)定，就在很大程度上保證了菲林尺寸的穩(wěn)定。厚膠片（0.175mm~0.25mm）對環(huán)境變化的敏感程度比薄膠片（0.1mm）要小一些。
 
另外，菲林的的保存和運輸對菲林底片尺寸的影響也非常大。未開封的原裝菲林底片，應(yīng)保持在相對濕度50%，溫度20攝氏度的條件下儲存和運輸。使用菲林以前，將密閉封口打開，去除內(nèi)層包裝，使之與環(huán)境溫度接觸一段時間。菲林光繪、沖片后，也應(yīng)盡快用特殊薄膜紙包裹后置于干燥的特制尺寸塑料袋中保存和運輸。絕對禁止將菲林直接置于高溫潮濕環(huán)境，更不允許對菲林進行彎曲、折疊和拉伸等破壞性操作。
 
隨著現(xiàn)在對印刷電路板制作的精度要求越來越高，密度越來越大，菲林底片稍有變形，就可能在生產(chǎn)時導(dǎo)致PCB板焊盤錯位、線路缺口等嚴(yán)重的品質(zhì)問題。光繪底片菲林是PCB線路板制作產(chǎn)前的第一個環(huán)節(jié)，也是很關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，好的菲林底片能有效保證PCB板的質(zhì)量及生產(chǎn)效率。

責(zé)任編輯：雅鑫達，PCBA一站式服務(wù)商！