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PCB入門(mén)教程(3)

2014/07/29

Greta

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二>、光繪數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。

1、拼版。

PCB設(shè)計(jì)完成因?yàn)镻CB板形太小，不能滿足生產(chǎn)工藝要求，或者一個(gè)產(chǎn)品由幾塊PCB組成，這樣就需要把若干小板拼成一個(gè)面積符合生產(chǎn)要求的大板，或者將一個(gè)產(chǎn)品所用的多個(gè)PCB拼在一起而便于生產(chǎn)電裝。前者類似于郵票板，它既能夠滿足PCB生產(chǎn)工藝條件也便于元器件電裝，在使用時(shí)再分開(kāi)，十分方便；后者是將一個(gè)產(chǎn)品的若干套PCB板拼裝在一起，這樣便于生產(chǎn)，也便于對(duì)一個(gè)產(chǎn)品齊套，清楚明了。

2、光繪圖數(shù)據(jù)的生成。

PCB板生產(chǎn)的基礎(chǔ)是菲林底版。早期制作菲林底版時(shí)，需要先制作出菲林底圖，然后再利用底圖進(jìn)行照相或翻版。底圖的精度必須與印制板所要求的一致，并且應(yīng)該考慮對(duì)生產(chǎn)工藝造成的偏差進(jìn)行補(bǔ)償。底圖可由客戶提供也可由生產(chǎn)廠家制作，但雙方應(yīng)密切合作和協(xié)商，使之既能滿足用戶要求，又能適應(yīng)生產(chǎn)條件。在用戶提供底圖的情況下，廠家應(yīng)檢驗(yàn)并認(rèn)可底圖，用戶可以評(píng)定并認(rèn)可原版或第一塊印制板產(chǎn)品。底圖制作方法有手工繪制、貼圖和CAD制圖。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，印制板CAD技術(shù)得到極大的進(jìn)步，印制板生產(chǎn)工藝水平也不斷向多層，細(xì)導(dǎo)線，小孔徑，高密度方向迅速提高，原有的菲林制版工藝已無(wú)法滿足印制板的設(shè)計(jì)需要，于是出現(xiàn)了光繪技術(shù)。使用光繪機(jī)可以直接將CAD設(shè)計(jì)的PCB圖形數(shù)據(jù)文件送入光繪機(jī)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，控制光繪機(jī)利用光線直接在底片上繪制圖形。然后經(jīng)過(guò)顯影、定影得到菲林底版。使用光繪技術(shù)制作的印制板菲林底版，速度快，精度高，質(zhì)量好，而且避免了在人工貼圖或繪制底圖時(shí)可能出現(xiàn)的人為錯(cuò)誤，大大提高了工作效率，縮短了印制板的生產(chǎn)周期。按照激光光繪機(jī)的結(jié)構(gòu)不同，可以分為平板式、內(nèi)滾桶式（Internal Drum）和外滾桶式（External Drum）。

光繪機(jī)使用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式是Gerber-RS274格式，也是印制板設(shè)計(jì)生產(chǎn)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式。Gerber格式的命名引用自光繪機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的先驅(qū)者---美國(guó)Gerber公司。

光繪圖數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，是將CAD軟件產(chǎn)生的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化稱為光繪數(shù)據(jù)（多為Gerber數(shù)據(jù)），經(jīng)過(guò)CAM系統(tǒng)進(jìn)行修改、編輯，完成光繪預(yù)處理（拼版、鏡像等），使之達(dá)到印制板生產(chǎn)工藝的要求。然后將處理完的數(shù)據(jù)送入光繪機(jī)，由光繪機(jī)的光柵（Raster）圖象數(shù)據(jù)處理器轉(zhuǎn)換成為光柵數(shù)據(jù)，此光柵數(shù)據(jù)通過(guò)高倍快速壓縮還原算法發(fā)送至激光光繪機(jī)，完成光繪。

3、光繪數(shù)據(jù)格式。

光繪數(shù)據(jù)格式是以向量式光繪機(jī)的數(shù)據(jù)格式Gerber數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的，并對(duì)向量式光繪機(jī)的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行了擴(kuò)展，并兼容了HPGL惠普繪圖儀格式，Autocad DXF、TIFF等專用和通用圖形數(shù)據(jù)格式。一些CAD和CAM開(kāi)發(fā)廠商還對(duì)Gerber數(shù)據(jù)作了擴(kuò)展。

以下對(duì)Gerber數(shù)據(jù)作一簡(jiǎn)單介紹。

Gerber數(shù)據(jù)的正式名稱為Gerber RS-274格式。向量式光繪機(jī)碼盤(pán)上的每一種符號(hào)，在Gerber數(shù)據(jù)中，均有一相應(yīng)的D碼（D-CODE）。這樣，光繪機(jī)就能夠通過(guò)D碼來(lái)控制、選擇碼盤(pán)，繪制出相應(yīng)的圖形。將D碼和D碼所對(duì)應(yīng)符號(hào)的形狀，尺寸大小進(jìn)行列表，即得到一D碼表。此D碼表就成為從CAD設(shè)計(jì)，到光繪機(jī)利用此數(shù)據(jù)進(jìn)行光繪的一個(gè)橋梁。用戶在提供Gerber光繪數(shù)據(jù)的同時(shí)，必須提供相應(yīng)的D碼表。這樣，光繪機(jī)就可以依據(jù)D碼表確定應(yīng)選用何種符號(hào)盤(pán)進(jìn)行曝光，從而繪制出正確的圖形。

在一個(gè)D碼表中，一般應(yīng)該包括D碼，每個(gè)D碼所對(duì)應(yīng)碼盤(pán)的形狀、尺寸、以及該碼盤(pán)的曝光方式。以國(guó)內(nèi)最常用的電子CAD軟件Protel的某D碼表為例，其擴(kuò)展名為.APT，為ACSII文件，可以用任意非文本編輯軟件進(jìn)行編輯。

D11 CIRCULAR 7.333 7.333 0.000 LINE

D12 CIRCULAR 7.874 7.874 0.000 MULTI

D13 SQUARE 7.934 7.934 0.000 LINE

D14 CIRCULAR 8.000 8.000 0.000 LINE

D15 CIRCULAR 10.000 10.000 0.000 LINE

D16 CIRCULAR 11.811 11.811 0.000 LINE

D17 CIRCULAR 12.000 12.000 0.000 MULTI

D18 CIRCULAR 16.000 16.000 0.000 MULTI

D19 CIRCULAR 19.685 19.685 0.000 MULTI

D20 ROUNDED 24.000 24.000 0.000 MULTI

D21 CIRCULAR 29.528 29.528 0.000 MULTI

D22 CIRCULAR 30.000 30.000 0.000 FLASH

D23 ROUNDED 31.000 31.000 0.000 MULTI

D24 ROUNDED 31.496 31.496 0.000 FLASH

D25 ROUNDED 39.000 39.000 0.000 MULTI

D26 ROUNDED 39.370 39.370 0.000 MULTI

D27 ROUNDED 47.000 47.000 0.000 MULTI

D28 ROUNDED 50.000 50.000 0.000 FLASH

D29 ROUNDED 51.496 51.496 0.000 FLASH

D30 ROUNDED 59.055 98.425 0.000 FLASH

D31 ROUNDED 62.992 98.000 0.000 FLASH

D32 ROUNDED 63.055 102.425 0.000 FLASH

在上表中，每行定義了一個(gè)D碼，包含了有6種參數(shù)。

第一列為D碼序號(hào)，由字母‘D’加一數(shù)字組成。

第二列為該D碼代表的符號(hào)的形狀說(shuō)明，如CIRCULAR表示該符號(hào)的形狀為圓形，SQUARE表示該符號(hào)的形狀為方型。

第三列和第四列分別定義了符號(hào)圖形的X方向和Y方向的尺寸，單位為mil；1mil=1/1000英寸，約等于0.0254毫米。

第五列為符號(hào)圖形中心孔的尺寸，單位也是mil。

第六列說(shuō)明了該符號(hào)盤(pán)的使用方式，如LINE表示這個(gè)符號(hào)用于劃線，F(xiàn)LASH表示用于焊盤(pán)曝光，MULTI表示既可以用于劃線又可以用于曝光焊盤(pán)。

在Gerber RS-274格式中除了使用D碼定義了符號(hào)盤(pán)以外，D碼還用于光繪機(jī)的曝光控制；另外還使用了一些其它命令用于光繪機(jī)的控制和運(yùn)行。不同的CAD軟件產(chǎn)生的Gerber數(shù)據(jù)格式可能有一些小的區(qū)別，但總體框架為Gerber-RS0274格式?jīng)]有變化。

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