光绘工艺的一般流程.docx
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光绘工艺的一般流程
光绘工艺的一般流程
（一）、检查用户的文件
用户拿来的文件，首先要进行例行的检查：
⒈检查磁盘文件是否完好；
⒉检查该文件是否带有病毒，有病毒则必须先杀病毒；
⒊如果是Gerber文件，则检查有无D码表或内含D码。
（二）、检查设计是否符合本厂的工艺水平
⒈检查客户文件中设计的各种间距是否符合本厂工艺：
线与线之间的间距、线与焊盘之间的间距、焊盘与焊盘之间的间距。
以上各种间距应大于本厂生产工艺所能达到的最小间距。
⒉检查导线的宽度，要求导线的宽度应大于本厂生产工艺所能达到的最小线宽。
⒊检查过孔大小，以保证本厂生产工艺的最小孔径。
⒋检查焊盘大小与其内部孔径，以保证钻孔后的焊盘边缘有一定的宽度。
（三）、确定工艺要求
根据用户要求确定各种工艺参数
工艺要求：
⒈根据后序工艺的不同要求，确定光绘菲林是否镜相。
菲林镜相的原则：
药面贴药面，以减小误差。
菲林镜相的决定因素：
工艺。
如果是丝印工艺或干膜工艺，则以菲林药面贴铜皮为准。
如果是用重氮片曝光，由于重氮片拷贝时镜相，所以其镜相应为菲林药面不贴铜皮。
如果光绘时为单元菲林，而不是在光绘菲林上拼片，则需多加一次镜相。
⒉根据板子的密度和本厂的工艺水平确定阻焊扩大的参数。
确定原则：
V
（1）大不能露出焊盘旁边的线路。
（2）小不能盖住焊盘。
由于操作时的误差，阻焊图对线路可能产生偏差。
如果阻焊太小，偏差的结果可能使焊盘边缘被掩盖。
因此要求阻焊应大些。
但如果阻焊扩大太多，由于偏差的影响可能露出旁边的线路。
由以上要求可知，阻焊扩大的决定因素为：
（1）本厂阻焊工艺位置的偏差值，阻焊图形的偏差值。
由于各种工艺所造成的偏差不一样，所以对应各种工艺的阻焊扩大值也不同。
偏差大的阻焊扩大值应选得大些。
（2）板子线条密度大，焊盘与线条之间的间距小，阻焊扩大值应选小些，板子线条密度小，阻焊扩大值可选得大些。
⒊根据板子上是否有金手指以确定是否要加工艺线。
⒋根据电镀工艺要求确定是否要加电镀用的导电边框。
⒌根据喷锡工艺的要求确定是否要加导电工艺线。
⒍根据钻孔工艺确定是否要加焊盘中心孔。
⒎根据后序工艺确定是否要加工艺定位孔。
⒏根据板子外型确定是否要加外形角线。
⒐当用户高精度板子要求线宽精度很高时，要根据本厂生产水平，确定是否进行线宽校正，以调整侧蚀的影响。
（四）、CAD文件转换为Gerber文件
为了在CAM工序进行统一管理，应该将所有的CAD文件转换为光绘机标准格式Gerber及相当的D码表。
在转换过程中，应注意所要求的工艺参数，因为有些要求是要在转换中完成的。
现在通用的各种CAD软件中，除了SmartWork和Tango软件外，都可以转换为Gerber,以上两种软件也可以通过工具软件先转为Protel格式，再转Gerber。
（五）、CAM处理
根据所定工艺进行各种工艺处理。
特别需要注意：
用户文件中是否有哪些地方间距过小，必须作出相应的处理。
（六）、光绘输出
经CAM处理完毕后的文件，就可交光绘输出。
拼版的工作可以在CAM中进行，也可在输出时进行。
好的光绘系统具有一定的CAM功能，有些工艺处理是必须在光绘机上进行的，例如线宽较正。
（七）、暗房处理
光绘的菲林，需经显影、定影处理方可供后道工序使用。
暗房处理时，要严格控制以下环节：
显影的时间：
影响菲林的黑度和反差；时间短，黑度和反差均不够；时间过长，底灰加重
定影的时间：
定影时间不够，则菲林底色不够透明。
水洗的时间：
如水洗时间不够，菲林易变黄。
特别注意：
不要划伤菲林药膜。
二、CAD文件转换成Gerber文件及D码表
（一）、Protel转Gerber时应注意的问题
⒈D码匹配的上下限不要设得太宽，这样容易造成偏差太大，致使最小间距无法保证。
⒉有时填充区（Fill）转换可能造成错乱。
此时应将D码表中的方型D码全部删除，再重新转换。
⒊在D码匹配不上要求手工匹配时，一定要选方式3。
⒋在圆弧（arc）转换时，步距（ArcQuality）不要设得太小，否则会造成数据量过大，而且圆弧边缘不光滑。
⒌阻焊扩大值可以是负值。
⒍圆弧转换可以选择圆弧描述还是直线描述。
SoftwareArcs:
on为直线描述：
转换用折线近似园弧。
SoftwareArcs:
off为圆弧描述：
真正的园弧描述方式。
对于能够接受圆弧描述的光绘机最好采用圆弧描述。
这样做Gerber文件数据量小，光绘圆弧边缘光滑。
⒎当所用D码超过24个时，应将G54选项打开。
⒏当单面焊盘需要打孔时，要将Options\SinglelayerPadHoles项目打开。
⒐有些工具软件可以由MAT文件产生完全配置的D码表。
（二）、Protelforwindows转Gerber时应注意的问题。
⒈用PFW可根据PCB文件自动生成D码表。
但该D码表中的D码可能多达数百个，此时应清楚知道你的光绘系统D码的容量是多少。
⒉如果采用的D码表不是由PFW自动生成的，以下情况可能导致错误：
（1）在PFW中可能有大小为0的焊盘或线条；
（2）有Relief型的焊盘时；
（3）D码不配置时。
在以上情况下在MAT文件中会出现很大的D码.
⒊PFW中有长八角型焊盘，在转换时D码表中不应有此种D码。
因为在现行的多数光绘系统中都没有这种定义，出现这种D码会导致错误。
遇到这种情况时应采用填充方式匹配该种D码。
⒋最好采用用户自定义的D码表，而不要用PFW自动生成的D码表。
（三）PADS转Gerber
⒈读入JOB文件
（1）进入PADS-PCB主菜单.
（2）按F1键选择（In/Out）项，进入输入/输出层菜单。
（3）按F1键选择（JobIn）项，进入输入层菜单。
（4）在屏幕下方提示栏提示：
Jobinputfilename（CR=*.job）：
要求用户输入文件名。
此时用户输入文件名（包含路径、目录），以回车结束。
输入正确，屏幕显示读入的文件。
⒉生成Gerber文件
（1）在输入层菜单中,按F10键或鼠标右键退回上层菜单.
（2）按F9键选择（CAM）项,屏幕下方提示栏提示
SpecifyCAMOutputSub-directory（CR=perform）
此时要求用户键入一个目录名.
注：
由于PADS-2000生成Gerber文件名是相同的,所以每个JOB文件生成的Gerber文件都放在独立的目录下,为此要求用户给出一个目录名。
系统将会在\PADS\CAM\下键立此目录，用来存放当前JOB文件的Gerber文档。
用户输入目录名后，屏幕进入CAM层菜单。
（3）在CAM层菜单中按F1键,选择（PhotoPlot）项,进入Plot菜单.
（4）选择输出类型和层
输出类型有10种
GeneralPlot使用者指定的资料图形
AntworkPlot电气走线Track、铜皮Copper、文字Text、二维线2D-Lines、焊盘Pad、过孔Via
Silkscreen-Topside顶层丝印文字
Silkscreen-Botmside底层丝印文字
AssyDwg-Topside顶层堆件阻放置图
AssyDwg-Botmside底层堆件阻放置图
Drilldrawing钻孔图
SolderMask阻焊图
Power/Groundplane电源层地线层
SMDPasteMask表面贴装阻焊
选择输出类型后，GeneralPlot和ArtworkPlot需从SelectLevel表中选择层次；其他类型会自动设置层次。
如无特殊设计通常不需更改。
如有特殊设计，则需用户自己选择相应的层次。
注：
电气特性层之外的其他层，称为引申层。
PADS所产生的每个GERBER文件，都可以由JOB文件中的几个层叠加而成。
而每一种输出类型所允许的叠加层数不同，其限制如下：
GerberPlot:
0~4个任意层；
ArtworkPlot:
1个电气特性层和0~3个引申层；
Silkscreen：
0~3个引申层；
AssyDrawing：
0~3个引申层；
DrillDrawing：
1个电气特性层和0~3个引申层；
SolderMask：
1个电气特性层和0~3个引申层；
Power/GroundPlane：
1个电气特性层和0~3个引申层；
（5）选择输出项目
下层菜单选择完输出类型和层次后,选NextMenu进入;屏幕显示两行选择项目,其含义为:
Board：
板框Pads：
焊盘
Connections：
鼠线Vias：
过孔
Parts-Top：
顶层零件Tracks：
电气走线
Parts-Botm：
底层零件Copper：
铜箔
PartRefs：
零件排序标注Lines：
二维线索2D-lin
PartTypes：
零件型号标注Text；字符
Outlines；零件外框线
用鼠标选择所需项目，选中项目转为白色。
（6）参数设定
项目选择完毕后，选择NextMenu项进入参数设定层菜单，其中各项参数如下：
a.PlotScalingRatio：
1to1
此项为输出比例设定，1to1为原大，1to2o缩小二倍，2to1为放大二倍。
b.PlotRotation（degrees）：
此项为输出图形旋转角度，可选择0°、90°、180°、270°。
c.MirrorPlot：
No
此项为输出时图形镜相选择，No为不镜相，Yes为镜相.
d.PlotLocation：
Centered
此项为直接输出时图形位置,通常只选系统预设值,列印在图纸中央。
e.Offsets:
X：
0Y：
0
此项为输出起始位置,通常选择（0,0）
f.PlotJobname：
No
此项选择是否将JOB文件名输出到图上.
g.On-LinePlot：
No
此项选择输出到文件（NO）,还是输出到设备（Yes）。
h.PlotOutputFile：
art01.pho
此项为输出光绘文件名,允许用户修改。
生成的光绘文件名其扩展名为.pho,光圈表的扩展名为.rep。
以上参数选择完毕，一个光绘文件的输出定义过程结束。
如果用户的一个JOB文件要输出多个光绘文件，则需选择NewPlot项进入下一个光绘文件输出定义过程。
几个输出文件全部定义完毕，可选择StartPlot项开始输出光绘文件。
当出现D码不匹配的情况时，输出停顿，此时按任意键继续输出。
全部输出完毕，返回CAM层菜单。
（7）生成的光绘文件和D码表放置在用户设定的目录下,通常文件名后缀为.PHO,D码表文件名后缀为.REP，而文件名则用所选类型英文单词字首加上对应层数字组合而成。
英文字首对应如下：
ADB-AssemblyDrawingBottomSide（底层零件图）
ADT-AssemblyDrawingTopSide（顶层零件图）
ART-ARTworkPlot（电气特性图）
DD-DrillDrawing（钻孔图）
GEN-GENeralPlot（通用图）
PGP-Power/GroundPlane（电源、地层）
SM-SolderMask（阻焊图）
SMD-SMDpastemask（SMD阻焊）
SSB-SilkscreenBottomSide（底层丝印字符图）
SST-SilkscreenTopSide（顶层丝印字符图）
例：
ART01.PHO为ARTworkplot-第1层
SST0128.PHO为SilkscreenTopSide-第1层和第28层
三、CAM（计算机辅助制造）
（一）、CAM的概念
大家已有CAD的概念，但在作光绘的时候必须要有CAM的概念。
因为每个厂的工艺流程和技术水平各不相同，要达到用户的最终要求，必须在制作工艺中做出必要的调整，以达到用户有关精度等各方面的要求。
因此CAM是光绘生产中心必不可少的工序。
前面所讲的各项工艺要求，都要在光绘之前做出必要的准备工作。
比如镜相、阻焊扩大、工艺线、工艺框、线宽调整、中心孔、外形线等问题都要在CAM这道工序来完成。
（二）、CAM所要作的工作
1、焊盘大小的修正，合拼D码；
2、线条宽度的修正，合拼D码；
3、最小间距的检查；焊盘与焊盘之间、焊盘与线之间、线条与线条之间；
4、孔径大小的检查，合拼；
5、最小线宽的检查；
6、确定阻焊扩大参数；
7、进行镜相；
8、添加各种工艺线，工艺框；
9、为修正侧蚀而进行线宽校正；
10、形成中心孔；
11、添加外形角线；
12、加定位孔；
13、拼版：
旋转、镜相；
14、拼片；
15、图形的叠加处理，切角切线处理；
16、添加用户商标；
（三）、CAM工序的组织
由于现在市面上流行的CAD软件品种繁多（多达几十种），因此对于CAD工序的管理必须首先从组织上着手，好的组织将达到事半功倍的效果。
由于Gerber数据格式已成为光绘行业的标准，所以在整个光绘工艺处理中都应以Gerber数据为处理对象。
如果以CAD数据作为对象会带来以下问题。
CAD软件种类太多，如果各种工艺要求都要在CAD软件中完成，就要求每个操作员都要熟练掌握每一种CAD软件的操作。
这将要求一个很长的培训期，才能使操作员成为一个熟练工，才能达到实际生产要求。
这从时间和经济角度都是不合算的。
由于工艺要求繁多，有些要求对于某些CAD软件来讲是无法实现的。
因为CAD软件是做设计用的，而没有考虑到工艺处理中的特殊要求，因而无法达到全部的要求。
而CAM软件是专门用于进行工艺处理的，做这些工作是最拿手的。
现流行的CAM软件功能强大，但全部是对Gerber文件进行操作，而无法对CAD文件操作。
如果用CAD来进行工艺处理，则要求每个操作员都要配备所有CAD软件，并对每一种CAD软件又有不同的工艺要求。
这将对管理造成不必要的混乱。
综上所述，CAM工序的组织应该是以下结构，尤其是大中型的企业：
所有的工艺处理统一以Gerber数据为处理对象。
每个操作员须掌握CAD数据转换为Gerber数据的技巧。
每个操作员须掌握一种或数种CAM软件的操作方法。
对Gerber数据文件制定统一的工艺规范。
CAM工序可以相对集中由几个操作员进行处理，以便于管理。
合理的组织结构将大大提高管理效率、生产效率，并有效地降低差错率，从而达到提高产品质量的效果。
（四）、CAM软件
现在常见的CAM软件有以下几种：
1、PCGerber（Ver5.62）
PCGerber在国内流行较早，得到了较为广泛的应用，尤其在北方较为流行。
由于其功能有限，无法满足日益多样化的要求，近年已被逐步淘汰。
其功能如下：
（1）可以同时操作32个文件.
（2）每个文件都可独立操作，打开、关闭。
（3）可以接受各种Gerber数据格式（基本格式）：
相对坐标，绝对坐标
公制，英制
前补零制式，后补零制式
（4）可以将多个Gerber拼于同一个文件中
（5）可以进行各种编辑操作：
增加、删除、修改。
（6）可以对以下对象进行操作：
Flash、Trace、Arc、Cirole、Vertex、Poly、Text。
（7）可以进行窗口操作（Window）、组操作（Group）
（8）可以修改D码
（9）D码有9种形状：
Round园型Square方型Rect矩型
Target靶型Thermal散热盘Donut环型
Octagon八角型OBlong椭圆型Custom自定义
（10）可以进行数据测量。
（11）可以进行单位变换
（12）可以进行旋转、镜相、拷贝等拼版拼片操作
（13）可以进行轮廓线填充
（14）可以接受1000个D码
其缺陷为：
（1）只能接收自身格式的D码表
（2）操作速度慢
（3）编辑功能不强
2、View2001（Ver3.04）
该软件功能强大，反应速度快，在南方一带较为流行。
它除了PCGerber所具备的功能外，还具有以下特点：
（1）编辑功能强大：
a.可以锁定某个元素，
b.可以独立关闭Pad或Trace，
c.可以将Trace切断，
d.焊盘可以选择单独的颜色,以区别于线条。
（2）显示时放大、缩小操作简单、速度快：
单击鼠标左键放大，
单击鼠标右键缩小。
（3）可以接受扩展Gerber格式（内含D码）
（4）可以对多达100个文件同时进行操作。
（5）可以接受以下多种CAD文件产生的D码表：
LavenirMentoroptrotechPADSCadenceInteractiveP-CADpRotelZukenOrCADCadStarEagleTangoEE-Designer
（6）可以将钻孔文件（TXT）转换成Gerber文件。
（7）可以将Gerber生成钻孔文件（TXT）
（8）可以读入HPGL格式文件，转换为Gerber文件。
（9）可以将扩展Gerber分解成基本Gerber和D码表。
（10）D码有15种
Circular圆形Square方型Rectargle矩型
Roundedrect圆角矩型Obround椭圆型Diamond菱型
Blank空白型3Heatrelief梅花型Target靶型
DrawObround椭圆型Polygon轮廓线Drawncross十字型
Nctool钻孔型Octagon八角型Custom自定义型
（11）可按受9990个D码
（12）可将DMPL文件转换为Gerber文件
3、ECAM
功能强大，但因价格昂贵，应用较少。
4、GCCAM
是目前国内流行的软件中，功能最强的CAM软件。
其突出之点是具有了负D码的概念,突破了传统的限制.
四、暗房处理
（一）、胶片
现常用的激光光绘机中，其光源多为HeNe气体激光器,这种光源配套使用的菲林分别有以下几种型号:
型号厚度规格生产厂家
LP-6328Ⅱ0.1mm400×290×50420×550×50化工部第二胶片厂
RSP-30.1mm400×290×100420×550×100日本
FH1000.1mm12"、16"、18"、卷装日本三菱
ERN70.17mm12"×18"×100P20"×24"×100P20"×26"×100P24"×30"×100P德国AGFA
HTR30.17mm12"×18"×100P20"×24"×100P20"×26"×100P24"×30"×100P美国Kodak
.0.17mm12"×18"×100P20"×24"×100P20"×26"×100P24"×30"×100P杜邦
（二）、安全灯
由于工作光源为红色激光，因此暗室不能采用红光作安全光,而要采用绿光为安全光。
由于这种激光片非常敏感，安全灯不能太亮。
安全的要求为3W绿色安全灯，距工作台面2米以上。
以上各种菲林对光的敏感性不同，其敏感度依次排列为：
LP-6328Ⅱ型、RSP-3型、FH100型、HTR3型、EKTALNE2000型。
其中以国产的LP-6328Ⅱ型最为敏感,因此对暗室的要求也最高.
（三）、显影、定影药水
现在常用药水有以下几种：
国产华光、国产爱比西、国产科艺、德国AGFA、美国Kodak。
以上的排列也是使用效果的排列顺序，以美国Kodak的药水为最佳。
而国产药水中以广州科艺生产的效果最好。
（四）、菲林效果的评定
菲林效果的评定有以下四个方面：
1、大面积黑色的密度（或称黑度）
2、反差对比度
3、线条边缘梯度（是否黑白分明）
4、有无沙眼
国产菲林由于反差系数小，所以反差对比不好,并且黑度不够,但当加长显影时间后,黑度够了,但底灰加强,反差不好,线条边缘也不好.也正是由于光晕大,所以没有沙眼.美国Kodak菲林反差好,黑度大,线条边缘黑白分明,但如果光强调节不好,会有沙眼.
其他品种的菲林效果介于国产华光和美国Kodak之间。
（五）、显影控制
显影的控制对菲林的效果是致关重要的。
其中以下几个因素是起决定作用的：
1、药水的浓度：
新药水的浓度较大，显影时间短，制作菲林效果好.旧药水要求显影时间长，当黑度达到要求后，底灰上升，反差不好.
2、药水温度：
药水温度高，显影时间短,反差效果好。
但温度太高会造成过显，线条边缘光晕大。
3、显影时间：
显影时间的控制对菲林效果有直接的影响，显影时间短，黑度不够；显影时间加长，底灰加重。
新药水的显影时间短，旧药水显影时间长。
用户必须根据药水的新旧程度调节显影时间。
注意：
如药水太旧，则无法通过改变显影时间来控制菲林效果。
新药水的情况下，各种菲林的显影时间如下：
国产华光LP-6328Ⅱ型：
60秒
各种进口菲林；15～60秒
（六）、定影的控制：
定影时间必须控制在60秒以上。
当药水浓度降低时，应适当加长定影时间。
当药水过于陈旧时，银粉沉淀会加重底灰，必须更换药水。
（七）、水洗
经定影处理后的菲林，需经大量流水冲洗，最好应在20分钟以上。
如果水洗不充分，菲林干了之后会变色。
（八）、暗房处理中应注意的问题
1、在各处理环节中，必须认真保护菲林药面不被划伤。
尤其当菲林未干之前，非常容易划伤。
2、工作菲林不要长时间暴露在安全灯光下，这样会加重底灰。
3、菲林应保持干燥，潮湿的菲林底灰加重。
4、定影药水不要滴入显影药水中。
5、AGFA菲林制作完毕后，略带蓝色，干燥后逐渐变透明，Kodak菲林制作完毕后，带微黄色。
五、特殊问题
（一）、Gerber文件生成焊盘中心孔：
在用普通方法处理Gerber文件生成中心孔的时候，存在着两种危险性：
1、当D码不匹配时，应该有孔的地方没有孔，造成丢孔。
2、一些不该有孔的Flash，产生中心孔，造成断线。
这些问题是由Gerber数据的特性所决定的。
除非光绘机所能容纳的D码是无限制的，否则根本无法达到D码完全匹配，只要D码不匹配，就存在第一种危险性。
而在某些CAD软件生成Gerber文件时，会在某种线条两端加上Flash，因此第二种危险性也是不可避免的。
因为这两种因素，要准确地生成中心孔必须根据钻孔文件来生成中心孔，而且用钻孔文件形成圆形中心孔，以此来擦除线路图形，方可生成完全正确的图形。
（二）、AutoCAD设计的PCB文件转换为Gerber文件
AutoCAD是一个通用的CAD软件,并不是专业的PCB-CAD软件,因此它无法生成Gerber文件。
而为了解决少数用户的特殊要求，某些CAM软件提供了过渡的桥梁。
在AutoCAD中可以将文件转换成绘图仪文件，而绘图仪文件为标准格式，可以被很多软件所接受。
1、通过View2001将AutoCAD文件转换为Gerber文件
View2001正是这样一个软件，它可以接受HPGL文件格式。
由此产生了以下的途径将AutoCAD文件转换Gerber文件：
在AutoCAD中将文件输出生成HPGL文件；
在View2001中读入HPG；
（1）在View2001中修改D码，使图形达到满意效果；
（2）在View2001中将文件存盘为Gerber格式并生成D码表。
2、通过PCBTools将AutoCAD文件转换为Protel文件：
（1）在AutoCAD中，将文件输出生成HPGL文件：
（2）用PCBTOOLS将HPGL文件转换为Protel的PCB文件。
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