电路板(PCB)制造出现各种问题及改善方法

.电路板 (PCB) 制造出现各种问题及改善方法(一)一、电路板工程设计制作1.1CAM 制作的基本步骤每一个 PCB 板基本上都是由孔径孔位层、 DRILL层、线路层、阻焊层、字符层所组成的，在 CAM350中，每载入一层都会以不同的颜色区分开，以便于我们操作。1.1. 导入文件首 先 自 动 导 入 文 件 （ File->Import->Autoimport） ， 检 查 资 料 是 否 齐 全 ， 对 齐 各 层（Edit->Layers->Align ）并设定原点位置（ Edit->Change->Origin->Datum Coordinate），按一定的顺序进行层排列（ Edit->Layers->Reorder），将没用的层删除（ Edit->Layers->Reorder）。1.2. 处理钻孔Flash （Utilities->Draw->Custom当客户没有提供钻孔文件时，可以用孔径孔位转成，Utilities->Draw->Flash->Interactive ）后再转成钻孔（钻孔编辑状态下， Utilities->Gerber to Drill ）；如果有提供钻孔文件则直接按制作要求加大。接着检查最小钻孔孔径规格、孔边与孔边（或槽孔）最小间距（Analysis->Check Drill）、孔边与成型边最小距离（ Info->Measure->Object-Object）是否满足制程能力。1.3. 线路处理首先测量最小线径、线距（ Analysis->DRC ），看其是否满足制程能力。接着根据PC 板类型和基板的铜箔厚度进行线径补偿（Edit->Change->Dcode），检查线路PAD 相对于钻孔有无偏移（如果PAD 有偏，用 Edit->Layers->Snap Pad to Drill命令；如果钻孔有偏，则用 Edit->Layers->Snap Drillto Pad 命令），线路 PAD 的 Ring 是否够大（ Analysis->DRC ），线路与 NPTH 孔边、槽边、成型边距离是否满足制作要求。 NPTH 孔的线路 PAD 是否取消（Edit->Delete ）。以上完成后再用 DRC 检查线路与线路、线路与 PAD 、PAD 与 PAD 间距是否满足制作要求。1.4. 防焊处理查看防焊与线路PAD 匹配情况（Analysis->DRC ）、防焊与线路间距、 防焊与线路 PAD 间距（将线路与防焊拷贝到一层，然后用Analysis->DRC命令检查此层）、防焊条最小宽度、NPTH 处是否有规格大小的防焊挡点（ Add->Flash ）。1.5. 文字处理检查文字线宽（ Info->Report->Dcode）、高度（ Info->Measure->Point-point）、空心直径、文字与线路 PAD 间距、文字与成型边距离、文字与捞孔或槽的间距、文字与不吃锡的PTH 间距是否满足制作要求。然后按客户要求添加UL MARK和 DATE CODE标记。注：a：UL MARK 和 DATE CODE 一般加在文字层，但不可加在零件区域和文字框内（除非有特殊说明）、也不可加在被钻到、冲到或成型的区域。b：客户有特殊要求或 PCB 无文字层时， UL MARK 和 DATE CODE 标记可用铜箔蚀刻方式蚀刻于 PCB 上（在不导致线路短路或影响安规的情况下）或直接用镂空字加在防焊层上。1.6. 连片与工作边处理按所指定的连片方式进行连片 （Edit->Copy ）、加工作边。接着加 AI 孔（钻孔编辑状态下， Add->Drill Hit）、定位孔、光学点、客户料号（ Add->Text ）、扬宣料号。需过 V-CUT 的要导 V-CUT 角（Edit->LineChange->Fillet ，如果需导圆角则用下述命令： Edit->Line Change->Chamfer ）。有些还要求加 ET 章、 V-CUT 测试点、钻断孔、二此钻孔防呆测试线和 PAD 、识别标记等。1.7. 排版与工艺边的制作按剪料表上的排版方式进行排版后，依制作规范制作工艺边。1.8. 压合操作：Tables->Composites 。按 Add 增加一个 Composites Name,Bkg 为设置屏幕背影的极性（正、负）， Dark 为正片属性（加层）， Clear 为负片属性（减层）。.在做以上检查合处理工作的同时，应对客户原始资料做审查并记录 D/S&MLB 原始资料 CHECK LIST 呈主管审核。以上各项检查结果如与制程能力不符，应按规范作适当修改或知会主管处理。1.9. 输出钻孔和光绘资料CAM 资料制作完毕需记录原始片、 工作片的最小线径、线距和铜箔面积（Analysis->Copper Area ）。经专人检查后，打印孔径孔位和钻孔报告表， 等资料确认合格后即可输出钻孔 （File->Export->DrillData ）和光绘资料（ File->Export->Composites ）。钻孔输出格式： Leading 3,3 公制（发给铭旺的多层板为 Trailing 3,3 公制）。光绘资料输出格式： Gerber Rs-274-X, Leading 2,4英制。1.10. 高分辨率 ADC 的板布线随着 14 位或更高分辨率 ADC 的采样率继续提高到百兆采样范围， 随之而来的是系统设计人员必须成为时钟设计和分配及板布线方面的专家。本文描述的是系统设计方面的一些关键性问题， 特别关注印制电路板 (PCB) 地和电源平面布线技术。现代化的 ADC 需要现代化的板设计。没有精确的时钟源或仔细设计的板布线，则高性能变换器将达不到其性能指标。单 IF 外差接收机结构和高级的功率放大器线性化算法，正在对ADC 性能提出要求。这样的系统正在把变换器的固有抖动性能推向低于 1/2 PS 。同样，测试仪器工程师需要在宽带内有非常低的噪声性能，以便高级频谱分析仪开发。因此，高速数据变换系统中最重要的子电路是时钟源。这是因为时钟信号的定时精度会直接影响 ADC 的动态性能。为了使这种影响最小， ADC 时钟源必须具有非常低的定时抖动或相位噪声。 若在选择时钟电路时不考虑这种因数，则系统动态性能不会好。这与前端模拟输入电路的质量或变换器的固有抖动性能无关。精确的时钟在精确的时间间隔总能提供沿转换。实际上，时钟沿在连续变化的时间间隔到达。因此，这种定时的不确定性，可以借助数据变换过程综合评估采样波形的信噪比。最大时钟抖动由下式确定：Tj(rms)=(VIN(p-p) /VINFSR） (1/(2(N+1) fin)假若输入电压 (VIN) 等于 ADC 的满标范围 (VINFSR) ，则抖动要求变为 ADC 分辨率 (N 位 )和被采样输入频率 (fin) 的因数。对于 70MHz 输入频率，总抖动要求是：Tj(rms)=1 (1/215 70 106)Tj(rms)=140fs由于很多系统通过背板或另外连接分配参考时钟， 这会降低信号质量， 所以，通常用本机振荡器 (低相位噪声的 VCXD) 做为 ADC 的定时源。图 1 示出用 NS 公司的 LMX2531 时钟合成实现定时产生。连接到定时产生器的 LMX2531 由可编程分频器合成器输出，给出小于 100 毫微微秒的抖动性能。布线考虑适当的接地和选定所有信号路线是保证精确信号转换的关键。用分离地平板对于 10 位 ADC 的 50MSPS 和 12 位 ADC 的 3035MSPS 工作良好。超出此范围，额外的电路噪声是明显的，而且分离的地平板也可引起信号辐射。当线承载电流信号时，会在跨越平板间分离处发生问题。模拟元件集中在板的模拟区域，数字元件集成在板的数字区域。这样可保持模拟和数字返回电流彼此远离。这是为了隔离模拟和数字地电流，而且可使 ADC 噪声最小，但忽视了 EMI 效应。另模拟元件集中在板的模拟区域，数字元件集成在板的数字区域。这样可保持模拟和数字返回电流彼此远离。这是为了隔离模拟和数字地电流，而且可使 ADC 噪声最小，但忽视了 EMI 效应。另外，当用电源迹线控制模拟和数字电源通路时，返回 ADC 电流必脱离输出电流通路。这会产生可辐射的电流环路区域。用分离的地平板和电源板可以消除环路区域问题，使辐射问题最小。这允许输出和返回电流彼此靠近流动，而使 RFI/EMI 问题最小。然而，元件的相互放置是非常重要的，共同的模拟和数字返回电流通.路在模拟电路可能引起数字噪声。我们知道，高频或高沿率信号留心高电阻，甚至在地平板中需要保持模拟和数字返回电流彼此分离开。注意，邻近效应导致输出和返回电流尽可能彼此靠近流动。靠精细的元件放置和所有线迹(包括电源线 )考虑周到的选定路线， 可以控制地平板中的返回电流通路。 地返回电流将流经各自的输出线迹， 因此，保持模拟和数字返回电流彼此远离是可能的。单个地平板消除环路区域，信号和电源线迹控制电流流动。模拟和数字元件应放置在它们自己的专门 PCB 区域。电源应放置在板边沿或者角落和模拟与数字区域之间。电源布线对噪声性能也是关键。数字元件 (特别是高速大功率数字元件 )不能放置、也不能靠近模拟返回电流流回电源的通路。 这就是数字元件不应放置在靠近承载模拟电流的线或到模拟和混合信号元件的电源线。注意，电源承载信号电流，因为它们重新充电板上的旁路电容器。返回电流必须通过分离地平板的公共节，远离输出线迹/通路流动。此将形成有辐射的环路区域。有时模拟电路会拾取这种辐射。上述所建议的布线会使ADC 能提供最好的性能。归纳其要求如下：用一个整体单一化的地平板。不要分开地平板。若多板层中有多个地平板，则应在 2cm 或更短距离内，用一个通孔栅条把它们连接在一起。分开电源平板， 每个电源平板保持在相同板层中。 应该分离模拟电路电源平板、 数字电路电源平板和 ADC 数字输出驱动器的电源平板。ADC 数字芯核电源用模拟电源，但ADC 数字驱动器不能用模拟电源。ADC 数字输出驱动器电源可以是ADC 输出驱动元件的相同电源。把所有模拟元件和连线放置在模拟电源平板之上，把所有数字元件和连线放置在数字电源平板之上。每个平板用分离的电源。 ADC 数字输出电源，可以来自任何一个电源，但应该用串联扼流圈去耦。ADC 模拟电源最好采用线性电压稳压器。假若任何数字电路供电电源和 ADC 输出驱动器电源是同一电源，并有信号线到板的另外区域，则这两个电源平板之间用电容器。把这些电容器放置在紧靠信号线处。1.12.PCB 光绘 (CAM) 的操作流程1.12.1 ，检查用户的文件用户拿来的文件，首先要进行例行的检查：1，检查磁盘文件是否完好；2，检查该文件是否带有病毒，有病毒则必须先杀病毒；3，如果是 G