PCB設計人員與PCB制造商之間的合作至關重要。一階交付階段準備得越好，收到符合客戶規(guī)格的PCB的時間就越短。模糊或不清楚的生產文檔將延長生產啟動時間。要解決所有疑慮，就需要制造商與設計師之間進行更多的交流。

本文介紹了向PCB制造商交付生產文檔的標準，良好設計開發(fā)的規(guī)則，并介紹了在生產文檔中發(fā)現(xiàn)的最常見的錯誤。該信息基于華秋DFM對PCB設計文件的分析經驗。它肯定會在PCB質量和DFM（可制造性）方面幫助設計工程師，也可能降低PCB生產成本。

檔案格式

Gerber是PCB生產文檔的通用標準。該標準允許保存設計層的矢量圖像：馬賽克，蒙版，文本等。當前存在兩個版本：較舊的Standard Gerber RS-274D和較新的Extended Gerber RS-274X。

RS-274D已過時，現(xiàn)在很少使用。該格式的文件僅包含圖層圖像分量的坐標，而沒有定義所應用的光圈。PCB制造商需要一個清單，列出適當?shù)目讖揭哉_處理RS-274D設計。RS-274X是最新，最受歡迎的版本，沒有RS-274D的缺點。這種格式的圖層文件包含處理PCB設計所需的完整數(shù)據，即帶有孔徑定義的坐標。

加工參數(shù)（即鉆孔和銑削/銑削）通常以Excelon格式版本2保存。完整的CNC鉆孔和銑削/銑削程序應在割臺中定義所應用的刀具直徑。它還可以保留有關坐標和度量單位的符號格式的信息。這可以加快PCB制造商的設計過程。

最受歡迎的PCB CAD軟件產品（例如Altium Designer，Eagle和Protel）支持以上述格式導出設計文檔。大多數(shù)PCB制造商都喜歡Gerber RS-274X和Excellon2，但可以接受其他數(shù)據集格式：RS-274D，動態(tài)過程格式* .dpf，GraphiCode GWK，ODB ++和BRD（Eagle）。

好的設計文檔的功能

從PCB制造商的角度來看，完善的設計包含明確的數(shù)據，這些數(shù)據毫無疑問且滿足處理能力。以下列出了針對PCB設計人員的一組建議，分為五個總體主題。

DCR

圖1.不符合DRC參數(shù)的區(qū)域。

超過DRC（設計規(guī)則檢查）參數(shù)會導致偶爾出現(xiàn)的設計錯誤，可能會妨礙或阻止PCB的生產。DRC參數(shù)確定PCB制造商的處理能力，即鑲嵌組件（即路徑和文字）的最小允許寬度，其間距和孔環(huán)尺寸。大多數(shù)流行的PCB CAD程序都具有可配置的DRC，以控制設計是否符合制造商的預定義容量。

PCB馬賽克的設計必須考慮到馬賽克表面上的所有窄切口都是極其危險的（見圖1）。這些區(qū)域必須填充，因為最小允許間隙規(guī)則也適用于同一互連網絡中的鑲嵌零件。DRC參數(shù)適用于沉積在銅層上的文本。太小的字符可能會被蝕刻消化而變得難以辨認。

輪廓

PCB輪廓必須位于單獨的層上，并形成為相對于其他層沒有偏移的封閉外殼。輪廓還必須包含所有需要處理的切口和槽的形式和位置。輪廓層可以標記PCB尺寸，包括公差規(guī)格（如果與特定PCB制造商應用的默認值不同）。

輪廓和切口通常位于文本，阻焊層或馬賽克層上。這樣一來，CAM工程師就有可能忽略切割，并且其生產將失敗。當PCB形式顯示在多層上并且彼此矛盾時，也會出現(xiàn)問題。

圖2.鑲嵌層的視圖：（a）組件側面；（b）焊接面。

PCB輪廓必須位于單獨的層上，并形成為相對于其他層沒有偏移的封閉外殼。輪廓還必須包含所有需要處理的切口和槽的形式和位置。輪廓層可以標記PCB尺寸，包括公差規(guī)格（如果與特定PCB制造商應用的默認值不同）。

輪廓和切口通常位于文本，阻焊層或馬賽克層上。這樣一來，CAM工程師就有可能忽略切割，并且其生產將失敗。當PCB形式顯示在多層上并且彼此矛盾時，也會出現(xiàn)問題。

文字層

圖3.文本行粗細與文本質量的關系：（a）0.25毫米行文本；（b）0.1密耳的文字行；（c）由SMD墊切割的文本。

一個常見的錯誤是文本層的錯誤開發(fā)，導致標記難以辨認和不完整。文本清晰易讀，需要適當?shù)淖址叨群臀谋揪€粗。最佳字符高度為1毫米以上。文字行的最小厚度為0.1毫米。如果相對于字符高度而言，文本行非常粗，則可以通過減小文本行的粗度來提高文本的可讀性和清晰度（請參見圖3a和3b）。該解決方案提高了PCB的美學價值并促進了組件的組裝。設計工程師切勿在PCB設計的焊接點或孔上找到任何標記。PCB制造商默認情況下，請從焊盤和其他未掩蓋的電路區(qū)域中去除文本（請參見圖3c），因為焊接組件上的墨水會妨礙正確組裝?？梢酝ㄟ^與焊料掩膜和孔中暴露的焊盤之間的最小間距為0.1 mm來減少因修剪而造成的文字損失。

加工

圖4.在PCB中切割的準備：（a）標準直徑2 mm。磨坊;（二）切徑減小。

正確準備和標記PCB板上的孔和插槽至關重要。一種CNC鉆孔程序可以采用PTH（鍍通孔）和NPTH（非鍍通孔）開口和槽的鏜孔。標記孔的類型也很重要。這可以通過在單個鉆探程序或其他信息文件中添加注釋來完成。PTH可以與NPTH分離為兩個單獨的鉆孔程序，并具有適當?shù)拿Q。通常的做法是在單獨的設計層上交付鉆孔圖。如果未指定其他信息，則PCB制造商將跟蹤該層以正確定義PTH或NPTH是什么孔。所有單面孔均視為NPTH。

除非訂單中另有規(guī)定，否則始終將指定的直徑理解為目標。這意味著成品PCB中的PTH和NPTH直徑將等于鉆孔程序標題中指定的直徑值。

盲孔和埋孔的鉆孔程序必須放在單獨的文件中，即不要放在通孔中，并針對每個加工深度單獨進行。還必須通過鉆孔深度標記盲孔，例如通過指定要連接的層。

銑削/銑削形式必須考慮到有限的切割精度，并且該參數(shù)取決于銑削直徑。這導致了圖4中所示的問題，即銑削后的角上的倒圓角?？梢酝ㄟ^在那些角上設置小直徑的加工孔來消除這種情況。這些孔可能會稍微干擾PCB表面，但也會大大減?。ɑ蛲耆┿娤鞯赖牡箞A半徑（圖4b）。

設計工程師應在鑲嵌圖與PCB邊緣和切口之間保持適當?shù)拈g距，因為PCB的加工具有確定的公差。銑削，布線和刻痕（v切割）可能會損壞鑲嵌細節(jié)，而鑲嵌細節(jié)太靠近PCB邊緣。所產生的撕裂的銅零件不僅會降低PCB的美學價值，而且還可能由于意外接觸金屬外殼而導致組裝設備短路。

圖5.插槽：（a）在PCB輪廓層上標記不正確，（b）標記正確。

z布線的PCB的盲孔必須在單獨的圖上，PCB輪廓層或完全單獨的層上清楚地說明。還需要指定PCB的側面和Z布線的深度。類似地，還必須顯示鍍覆邊緣的存在。在設計中顯示鍍覆邊緣的一種非常常見且正確的方法是定位銅區(qū)域，該區(qū)域超出鑲嵌層上的PCB輪廓。

在設計文檔開發(fā)過程中，顯示為兩個相鄰孔的PTH插槽（參見圖5）也可能令人懷疑。每個設計人員都應該意識到，準備將設計投入生產的CAM工程師通常不知道在特定PCB上組裝了哪些組件。不能期望將圖5a中所示的2個相鄰的孔解釋為PTH槽。在這種情況下，必須在PCB輪廓層上正確標記插槽（請參見圖5b）。

圖層文件開發(fā)和名稱

各個圖層的圖像必須以相同的比例生成且沒有偏移?？讓涌梢韵鄬τ谄渌麑悠疲钦堊⒁?，并非總是可以使該層與其他層正確對齊。常見的標準是從PCB頂視圖的角度排列這些層。這意味著當將設計加載到PCB CAM軟件中時，層組件側的所有文本都清晰可見（請參見圖2a），而馬賽克，阻焊層或焊接側的文本將被鏡像顯示（請參見圖2a）。圖2b）。

最好使用易于理解的圖層文件名和/或擴展名。文件命名法通常在PCB CAD軟件中定義。除了生成Gerber和Excellon文件之外，大多數(shù)此類應用程序還可以輸出導出的輸出文件列表以及所應用的坐標和單位表示法的規(guī)范以及其他文本文件（即報告語句）。

多層PCB要求提供有關內層順序的規(guī)范?？梢酝ㄟ^直接對層編號或適當?shù)奈募ǎɡ?/span>* .L1，*。L2，*。L3，*。L4等）來指定序列。該信息也可以在PCB處理表中提供。

將多個處理組件放在單個層上會使文檔解釋變得非常困難。這里最常見的錯誤是在阻焊劑上設置可剝離的掩膜。每個掩模存放在不同的生產階段，因此每個掩模都需要單獨的生產文檔。

總結

設計師對細節(jié)的關注，對正確文檔開發(fā)原則的了解以及對特定PCB制造商的處理限制的了解直接影響設計交付的質量和工作量。可靠的PCB文件可以滿足設計人員的期望，而且交貨周期短。