2.3.2.资料审查
面对这么多的数据,制前设计工程师接下来所要进行的工作程序与重点,如下所述。 A.审查客户的产品规格,是否厂内制程能力可及,审查项目见承接料号制程能力检查表. B.原物料需求(BOM-BillofMaterial)
根据上述资料审查分析后,由BOM的展开,来决定原物料的厂牌、种类及规格。主要的原物料包括了:基板(Laminate)、胶片(Prepreg)、铜箔(Copperfoil)、防焊油墨(SolderMask)、文字油墨(Legend)等。另外客户对于Finish的规定,将影响流程的选择,当然会有不同的物料需求与规格,例如:软、硬金、喷钖、OSP等。 表归纳客户规范中,可能影响原物料选择的因素。
C.上述乃属新数据的审查,审查完毕进行样品的制作.若是旧资料,则须Check有无户ECO(EngineeringChangeOrder).再进行审查. D.排版
排版的尺寸选择将影响该料号的获利率。因为基板是主要原料成本(排版最佳化,可减少板材浪费);而适当排版可提高生产力并降低不良率。
有些工厂认为固定某些工作尺寸可以符合最大生产力,但原物料成本增加很多.下列是一些考虑的方向:
一般制作成本,直、间接原物料约占总成本30~60%,包含了基板、胶片、铜箔、防焊、干膜、钻头、重金属(铜、钖、铅),化学耗品等。而这些原物料的耗用,直接和排版尺寸恰当与否有关系。大部份电子厂做线路Layout时,会做连片设计,以使装配时能有最高的生产力。因此,PCB工厂之制前设计人员,应和客户密切沟通,以使连片Layout的尺
寸能在排版成工作PANEL时可有最佳的利用率。要计算最恰当的排版,须考虑以下几个因素。
a.基材裁切最少刀数与最大使用率(裁切方式与磨边处理须考虑进去)。 b.铜箔、胶片与干膜的使用尺寸与工作PANEL的尺寸须搭配良好,以免浪费。 c.连片时,piece间最小尺寸,以及板边留做工具或对位系统的最小尺寸。 d.各制程可能的最大尺寸限制或有效工作区尺寸.
e.不同产品结构有不同制作流程,及不同的排版限制,例如,金手指板,其排版间距须较大且有方向的考量,其测试治具或测试次序规定也不一样。较大工作尺寸,可以符合较大生产力,但原物料成本增加很多,而且设备制程能力亦需提升,如何取得一个平衡点,设计的准则与工程师的经验是相当重要的。 2.3.3着手设计
所有数据检核齐全后,开始分工设计:
A.流程的决定(FlowChart)由数据审查的分析确认后,设计工程师就要决定最适切的流程步骤。传统多层板的制作流程可分作两个部分:内层制作和外层制作.以下图标几种代表性流程供参考.见图2.3与图2.4 B.CAD/CAM作业
a.将GerberData输入所使用的CAM系统,此时须将apertures和shapes定义好。目前,己有很多PCBCAM系统可接受IPC-350的格式。部份CAM系统可产生外型NCRouting档,不过一般PCBLayout设计软件并不会产生此文件。有部份专业软件或独立或配合NCRouter,可设定参数直接输出程序.
Shapes种类有圆、正方、长方,亦有较复杂形状,如内层之thermalpad等。着手设计时,Aperturecode和shapes的关连要先定义清楚,否则无法进行后面一系列的设计。 b.设计时的Checklist
依据checklist审查后,当可知道该制作料号可能的良率以及成本的预估。 c.WorkingPanel排版注意事项:
-PCBLayout工程师在设计时,为协助提醒或注意某些事项,会做一些辅助的记号做参考,所以必须在进入排版前,将之去除。下表列举数个项目,及其影响。
-排版的尺寸选择将影响该料号的获利率。因为基板是主要原料成本(排版最佳化,可减少板材浪费);而适当排版可提高生产力并降低不良率。
有些工厂认为固定某些工作尺寸可以符合最大生产力,但原物料成本增加很多.下列是一些考虑的方向:
一般制作成本,直、间接原物料约占总成本30~60%,包含了基板、胶片、铜箔、防焊、干膜、钻头、重金属(铜、钖、铅、金),化学耗品等。而这些原物料的耗用,直接和排版尺寸恰当与否有关系。大部份电子厂做线路Layout时,会做连片设计,以使装配时能有最高的生产力。因此,PCB工厂之制前设计人员,应和客户密切沟通,以使连片Layout的尺寸能在排版成工作PANEL时可有最佳的利用率。要计算最恰当的排版,须考虑以下几个因素。
1.基材裁切最少刀数与最大使用率(裁切方式与磨边处理须考虑进去)。 2.铜箔、胶片与干膜的使用尺寸与工作PANEL的尺寸须搭配良好,以免浪费。 3.连片时,piece间最小尺寸,以及板边留做工具或对位系统的最小尺寸。
4.各制程可能的最大尺寸限制或有效工作区尺寸.
5不同产品结构有不同制作流程,及不同的排版限制,例如,金手指板,其排版间距须较大且有方向的考量,其测试治具或测试次序规定也不一样。
较大工作尺寸,可以符合较大生产力,但原物料成本增加很多,而且设备制程能力亦需提升,如何取得一个平衡点,设计的准则与工程师的经验是相当重要的。
-进行workingPanel的排版过程中,尚须考虑下列事项,以使制程顺畅,表排版注意事项。
d.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,而由雷射绘图机(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,容差要求越来越严谨,因此底片尺寸控制,是目前很多PCB厂的一大课题。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. 一般在保存以及使用传统底片应注意事项如下: 1.环境的温度与相对温度的控制 2.全新底片取出使用的前置适应时间 3.取用、传递以及保存方式 4.置放或操作区域的清洁度 -程序
含一,二次孔钻孔程序,以及外形Routing程序其中NCRouting程序一般须另行处理 e.DFM-Designformanufacturing.PCBlayout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,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。
但是制前工程师的修正,有时却会影响客户产品的特性甚或性能,所以不得不谨慎。PCB厂必须有一套针对厂内制程上的特性而编辑的规范除了改善产品良率以及提升生产力外,也可做为和PCB线路Lay-out人员的沟通语言,见图2.6. C.Tooling
指AOI与电测Netlist檔..AOI由CADreference文件产生AOI系统可接受的数据、且含容差,而电测Netlist档则用来制作电测治具Fixture。 2.4结语
颇多公司对于制前设计的工作重视的程度不若制程,这个观念一定要改,因为随着电子产品的演变,PCB制作的技术层次愈困难,也愈须要和上游客户做最密切的沟通,现在已不是任何一方把工作做好就表示组装好的产品没有问题,产品的使用环境,材料的物,化性,线路Lay-out的电性,PCB的信赖性等,都会影响产品的功能发挥.所以不管软件,硬件,功能设计上都有很好的进展,人的观念也要有所突破才行.
三.基板
印刷电路板是以铜箔基板(Copper-cladLaminate简称CCL)做为原料而制造的电器或电