PCB行业入门基础知识大全 - 图文(2)

光绘机的数据格式进行了扩展，并兼容了HPGL惠普绘图仪格式，Autocad DXF、TIFF等专用和通用图形数据格式。一些CAD和CAM开发厂商还对Gerber数据作了扩展。 以下对Gerber数据作一简单介绍。 Gerber数据的正式名称为Gerber RS-274格式。向量式光绘机码盘上的每一种符号，在Gerber数据中，均有一相应的D码（D-CODE）。这样，光绘机就能够通过D码来控制、选择码盘，绘制出相应的图形。将D码和D码所对应符号的形状，尺寸大小进行列表，即得到一D码表。此D码表就成为从CAD设计，到光绘机利用此数据进行光绘的一个桥梁。用户在提供Gerber光绘数据的同时，必须提供相应的D码表。这样，光绘机就可以依据D码表确定应选用何种符号盘进行曝光，从而绘制出正确的图形。 在一个D码表中，一般应该包括D码，每个D码所对应码盘的形状、尺寸、以及该码盘的曝光方式。以国内最常用的电子CAD软件Protel的某D码表为例，其扩展名为.APT，为ACSII文件，可以用任意非文本编辑软件进行编辑。 每行定义了一个D码，包含了有6种参数。 第一列为D码序号，由字母‘D’加一数字组成。 第二列为该D码代表的符号的形状说明，如CIRCULAR表示该符号的形状为圆形，SQUARE表示该符号的形状为方型。 第三列和第四列分别定义了符号图形的X方向和Y方向的尺寸，单位为mil；1mil=1/1000英寸，约等于0.0254毫米。 第五列为符号图形中心孔的尺寸，单位也是mil。 第六列说明了该符号盘的使用方式，如LINE表示这个符号用于划线，FLASH表示用于焊盘曝光，MULTI表示既可以用于划线又可以用于曝光焊盘。 在Gerber RS-274格式中除了使用D码定义了符号盘以外，D码还用于光绘机的曝光控制；另外还使用了一些其它命令用于光绘机的控制和运行。不同的CAD软件产生的Gerber数据格式可能有一些小的区别，但总体框架为Gerber-RS0274格式没有变化。 3、 计算机辅助制造（CAM） 计算机辅助制造技术，英文名称为Computer Aided Manufacturing，简称CAM，是一种由计算机控制完成生产的先进技术。计算机技术的发展和激光绘图机的出现，使得PCB的计算机辅助制造技术走向了使用。CAM技术使印制板的设计生产上了一个新的台阶，一些过去无法实现的功能得以实现。各种CAM系统一般都能对光绘数据（Gerber数据）进行处理，排除设计中的各种缺陷，使设计更易于生产，大大提高了生产质量。 CAM系统的主要功能如下： 1、编辑功能： 1）添加焊盘、线条、圆弧、字符等元素，生成水滴焊盘。 2）修改焊盘、线条尺寸。 3）移动焊盘、线条、尺寸等。 4）删除各种图形，自动删除没有电气联接的焊盘和过气孔。 5）阻焊漏线自动处理。 6）网印字符盖焊盘自动处理。 2、拼版、旋转和镜像。 3、添加各种定位孔。 4、生成数控钻床钻孔数据和铣外形数据。 5、计算导体铜箔面积。 6、其它相关的各类数据。 在微机CAM系统中，具有代表性的是LAVENIR公司开发的View2001软件。 View2001是由一系列实用光绘数据处理程序组成的微机CAM系统，可在DOS平台以及WINDOWS’9X的DOS窗口下运行。其中包含多个主要程序，这里简单介绍其中的V2001.EXE。 V2001.EXE是一个功能比较完善的Gerber数据编辑软件，能够读取各种类型的Gerber数据文件，包括Gerber基本格式和各种Gerber的扩展格式，支持多种CAD系统产生的Gerber数据及D码表，并对之进行编辑、修改，最多可以同时处理99层数据。 V2001可以识别Lavenir，PADS，P-CAD，ORCAD，Tango，Protel，Mentor等10余种CAD和CAM系统所产生的D码表，易于操作。 V2001的主要功能有： 1） 删除、移动、添加线条、焊盘、圆弧、字符等图形。 2） 简单拼版。 3） 各层之间图形、数据的传递转换。 4） 字符处理，自动清除字符丝网印网层上与焊盘重叠部分的字符。 5） 阻焊处理、自动处理漏线条的阻焊。 6）焊膏网版处理，自动生成表面贴装元件的焊膏网版图形。 V2001能够很好地完成对光绘数据的处理，有较强的应变能力，可以处理各种CAD软件生成的Gerber数据，只是用户界面不太友善，软件操作采用命令方式，需要记忆的命令较多，而且比较复杂，初学比较困难。但一旦掌握，即可自如应付目前绝大多数的印制板工程制作的需要。 学员在培训期间，应该了解对客户提供的文件在V2001中所要进行的具体修改和编辑工作主要有： 1）从源文件转换出Gerber数据文件，关于Gerber文件的数据转换，详见宇之光公司的《学员手册》。 2）首先检查各层有无板层边框（围边）。 若有，应检查边框的粗细程度是否满足生产工艺的需求。通常情况下，目前双面板至少应保证0.15mm（6mil）；单面板至少应保证0.2mm（8mil）；或者依据客户提供的资料来进行编辑修改。 若无，检查是否漏转，漏转需要重新转换，也可从其它有边框层上拷贝边框。 3）将所有能够转化成FLASH焊盘的元素尽量转换成为焊盘（可选）。 4）检查线路层的线路线宽、间距是否满足生产工艺要求。通常情况下，目前双面板的线路层的线路线宽、间距至少应保证0.15mm（6mil）；单面板的线路层的线路线宽、间距至少应保证0.2mm（8mil）；或者依据客户提供的资料来进行编辑修改。 5）检查比较线路层焊盘与绿油阻焊层焊盘的校准性和大小差异。通常情况下，目前双面板的绿油阻焊层焊盘的外围应大于线路层焊盘至少保证0.15mm（6mil）~0.2mm（8mil）；单面板的绿油阻焊层焊盘的外围应大于线路层焊盘至少保证0.2mm（8mil）~0.3mm（12mil）；或者依据客户提供的资料来进行编辑修改。注意不要漏转，需要有绿油层焊盘的部位如果源文件没有设计，则应手动补充上。 6）检查线路层与钻孔层的校准性，比较线路焊盘与钻孔大小。通常情况下，目前双面板的钻孔直径至少应保证0.2mm（8mil）；单面板的钻孔直径至少应保证0.5mm（20mil）；或者依据客户提供的资料来进行编辑修改。一般情况下，由于生产工艺的要求，只需要将单面板文件的数控钻钻孔文件从源文件转换出来并调入V2001中进行处理，双面板由于钻孔工作是在制版前期完成，因此作为光绘操作通常无须处理钻孔文件。 7）检查字符层上的丝网印字符和标识是否与设计文件一致，字符标识是否符合生产工艺要求。通常情况下，目前双面板的丝网印字符的线宽应保证至少0.15mm（6mil）；单面板的丝网印字符的线宽应保证至少0.2mm（8mil）；或者依据客户提供的资料来进行编辑修改。 8）清除字符丝网印层上与焊盘重叠部分的字符。 9） 根据客户要求修改线路层铜箔的边缘到板层边框的宽度，通常情况下，目前双面板应保证至少0.15mm（6mil）；单面板应保证至少0.2mm（8mil）；或者依据客户提供的资料来进行编辑修改。 10）按照生产工艺要求或客户资料各层叠加拼版或者分层拼版。 11） 各层分别加上角标（可选）、生产编号、日期、各种孔位和标识等。 12）进入光绘软件排版输出。 通常，在V2001中处理Gerber数据文件时，主要处理的应该是： 1、 单面板：线路层（1层）、绿油阻焊层（1层）、丝网印白字层（1或2层）。 2、 双面板：线路层（2层）、绿油阻焊层（2层）、丝网印白字层（1或2层）。 3、 特殊工艺要求的印制板，根据具体情况保留处理相应的层。 4、其余层都应在V2001中处理掉，将保留的文件存盘、输出。 有关V2001软件的具体内容，详见宇之光公司编译的《LavenirV2001使用手册》。 4、 光绘操作 一、 光绘系统。 宇之光激光光绘系统由主控计算机、图形处理卡、激光光绘机和软件组成。它是对计算机图像、文字和数据等信息进行处理，最终由激光光绘机输出制版菲林，属于计算机辅助制版系统。根据系统配置的软件不同，它可以制作PCB光绘菲林、标牌面板菲林、丝网印刷菲林和彩色胶印分色菲林等多种菲林底版。 流程如下图所示： （PCB/LCD设计图）-->（CAM系统）-->（Gerber文件） -->（宇之光光绘软件）-->（光栅图像处理器（RIP））-->（激光光绘机） -->（菲林冲片机）-->（菲林） 其中光绘软件、光栅图像处理器和激光光绘机3部分是宇之光的核心产品。 一、光绘软件。 宇之光光绘软件支持Gerber RS-274d、RS-274X等数据格式，能够直接处理现行所有的PCB CAD软件的Gerber或者Plot文件格式。界面友好，工艺参数处理详尽，所见即所得的排版处理，支持多种分辨率和光绘设备的选择，模拟打印及光绘预演功能，易学易用，适用性高，为用户提供了很大便利。软件安装后只要不是误删除或其它非人为因素（如感染计算机病毒等）破坏，可稳定的长期使用。在作好备份的前提下，软件使用时注意以下几点： 1、光绘软件使用过程中，注意光绘文件的有序保存，最好不要将Gerber文件、光栅文件、临时文件等非程序文件置于软件安装目录中，以免删除时误删掉程序文件，破坏软件的运行。 2、软件可以运行在DOS操作系统，也可以运行在WINDWOS’9X的DOS窗口模式下。读取文件时，应输入完整的路径和文件名称。软件的设置参数一旦设定好以后不要轻易更改，以免影响光栅文件精度和绘制出的菲林精度。 3、进行文件的排版操作以前，应加载鼠标驱动程序，以便利用鼠标进行排版操作。当排版图层过少，不够排满整幅菲林时，可以先将已处理好的文件存盘，以备下次调入和其它文件共同排版。排版、存盘时尽量选择在WINDWOS’9X的DOS窗口模式下进行，以免在DOS环境下排版存盘时因DOS内存管理序的不足而引起死机。排版时尽量遵循先左后右，先上后下的顺序，便于不满整幅菲林时方便对菲林底片进行剪裁。 4、光栅化的完成，则应在DOS环境下完成，充分利用DOS的单一任务进程，尽量避免选择在WINDWOS’9X 的DOS窗口模式下进行。 5、存储光栅文件的分区应保证尽可能大的硬盘剩余空间，并且经常利用磁盘碎片整理程序对硬盘进行整理，减少文件碎片的产生。光栅化完成以后，应反复预演多次，确保光栅文件无破裂，无缺口等情况出现，然后再发排输出。 6、进入光绘系统前的光绘Gerber文件处理，充分利用光绘辅助软件处理掉多余的元素，减小文件数据量。需要填充的部位，尽量采用水平横方向软件填充对于复杂的元素（如圆弧、自定义焊盘等），要在光绘辅助软件中仔细修改、编辑。经过上述步骤的处理，可以降低光栅文件的出错率，大大减少光栅化所需要的时间。 7、老版本光绘软件V2.0---V2.8，光栅化时只支持英制（English）、前导零（Leading）、整数小数位（2、3）、绝对坐标（Absolute）这种数据结构的Gerber格式，通常以V2001的扩展Gerber（Extend Gerber）格式（常在数据量较大时采用）和MDA（MDA Auto plot）格式（常在数据量较小时采用）为主。 新版本的光绘软件则无此问题。 8、软件安装采用加密手段，因此不要轻易变更电脑主机的硬件设备，以免软件 校验出错无法运行。软件安装盘请妥善保存，便于在软件被破坏时加以恢复。 有关光绘软件的具体内容详见《宇之光光绘软件用户手册》。 二、光绘机。 激光光绘机是集激光光学技术、微电子技术和超精密机械于一体的的照排产品，用于在感光菲林胶片上绘制各种图形，图像，文字或符号。下面以宇之光公司的激光光绘机（简称光绘机）产品为例进行简单介绍。 工作原理：宇之光光绘机采用He-Ne激光作为光源，声光调制器作激光扫描的控制开关。图形信息经驱动电路控制声光调制器来偏转，被调制的I级四路衍射激光经过物镜聚焦在滚筒表面，滚筒高速旋转作纵向主扫描，激光扫描平台横移作横向副扫描，两方向的扫描合成实现将计算机内部处理的图文信息以点阵形式还原，在底片上感光成像。激光光绘机采用激光作光源，有容易聚焦、能量集中等优点，对瞬间快速的底片曝光非常有利，绘制的菲林底版导线图形边缘整齐，反差大，不虚光。曝光采用扫描方式，绘片时间短。 宇之光光绘机采用世界上流行的外滚筒激光扫描式，菲林采用真空吸附方式固定于滚筒上。由于外滚筒式激光扫描光绘机具有精度高、速度快、操作方便、加工精度容易保证、可靠性好等特点，因此是当今光绘行业的主流。 1、光绘机的环境要求。 光绘机属于精密仪器类产品，对环境条件有较严的要求，应安放