PCB制板加工文件拆解

制造说明、钻孔文件、尺寸文件、叠层图纸和拼板文件都是PCB加工要求的组成部分。但是，什么是加工要求？为什么需要加工要求？这篇技术博客拆解关于这个课题的所有要点，并提供最佳实践案例。

与焊接到PCB上的元器件不同，PCB是定制品，需要花费时间和精力根据特定的产品进行设计和制造。PCB越复杂，需要的加工要求也就越多。无论PCB的复杂程度如何，这些文件都能为PCB供应商进行解惑，从而加快制造过程。供应商会将加工要求与实际的PCB生产数据结合使用，来验证生产的准确性。

钻孔检查

加工要求 – 目的

加工要求的目的很简单：它定义了一款PCB。PCB没有所谓的“标准品“解决方案，因为其是根据所需服务的产品而进行设计的。每款PCB都有其独特的制造和质量要求，这些要求是由使用方来制定的。此外，加工要求还被用于验证，因为CAD系统有时会生成错误的数据，而这些错误在工厂进行制造设计分析之前，是不容易被发现的。同时，加工要求还被用于后续的质检，质检人员需要在最终检验时确保PCB符合所有的IPC规范。

加工说明

加工说明是PCB设计工程师定义成品的规格、外型和功能的文件，还可以作为PCB设计人员与制造商质检的沟通工具。工程师可以利用加工说明来管控PCB的品质。PCB加工说明应准确定义成品PCB的规格。为了最大限度发挥加工说明的作用，PCB设计工程师应熟悉IPC规范。IPC-6012中的《刚性PCB板质量和性能规范》为设计工程师提供了许多可用于定义成品PCB的选项。

明确PCB的质量等级

例如，在指定表面处理工艺时，工程师还可以指定表面处理的耐用性。这样，可以确保PCB能够经受长期存放，以及足够支持组装所需的热循环。这个例子还说明了IPC规范的全面性，因为IPC-6012参考了J-STD-003。另一种控制品质和成本的方法是指定PCB的品质等级。例如，高可靠性PCB可能需要参考IPC-6012 III级标准，因为IPC I级和II级标准中有关质量的管控点较少。此外I级和II级标准的总体制造成本较低。在PCB行业中，常规情况下PCB需要满足IPC II级标准，但某些工艺有需要满足III级标准，比如电镀。

指定板材的一个好方法，是查看IPC-4101和IPC-4202，其使用了“/编号“来明确基于材料等级的PCB材料分类。

编写加工说明时，尽量简洁明了，含糊其辞容易产生歧义或错误，从而造成不必要的成本和时间损失。

制板加工文件还被用于质检，质检人员通过该文件确保PCB符合所有IPC规范。

钻孔表

钻孔表，是用于设计验证的加工要求之一。它列出了与钻孔图纸匹配的所有钻孔，包括孔的尺寸、数量、公差以及标识符。这些标注，标明了PCB上每个孔的位置，设计人员还可以添加额外的信息，例如盲孔和埋孔信息，尽量减少误解。有时，CAD系统会产生一些未知错误，因此在这方面需要多花些时间来确保其准确性。

比例图

加工要求的一部分，是按比例绘制的PCB外型图。该图纸应提供准确的PCB外型要求。简单的按比例绘制的PCB外型图，适用于许多设计领域，但要绘制出最准确的制造图纸，还需要更多的细节。除了外型之外，还应该添加按比例绘制的尺寸线，一张好的制造图纸还应包括一个原点，供制造商参考。

在工厂工作期间，我意识到了先检查比例尺的重要性。通常，客户的CAD系统配置输出的Gerber文件不正确，导致物理层的缩放比例与钻孔文件不同。如果包含PCB尺寸，我很快就能找出问题所在。虽然这只是一个很小的参考点，但却非常有用。

需要注意的是，添加过多的尺寸线，会扰乱视线，无法阅读图纸。我曾见过一张圆形PCB的图纸，上面添加了太多的尺寸和角度，以至于我们的工程师都看不懂。所以，最好只包含整体尺寸和关键尺寸。

叠层文件

叠层文件（或简称“叠层”）是PCB的详细横截面图像。并非每个PCB都需要叠层文件，但有些设计需要特定的信息。对于双层PCB，设计人员可以在制造说明中列出成品板厚度和公差，但有些设计需要包含具体细节的叠层图。

PCB设计工程师可以指定叠层结构，但根据我的经验，在实际操作中还是会受到限制。

PCB设计工程师可以指定每层的成品铜厚，只要数据准确，这将是很好的加工说明。然而，我曾见过指定内层铜厚的叠层，其厚度要求与标准制造厚度不符。如果客户与供应商达成共识，这种情况是可以接受的。在没有说明理由的情况下，要求非常规的叠层结构，可能会引起问题，并且造成EQ时间的延长，因为非常规制造会增加PCB的交期和成本。

包含材料类型的叠层图纸

有盲孔、埋孔和/或背钻孔的PCB设计可能具有复杂的钻孔顺序。标明所有钻孔顺序的图纸，可以让PCB供应商明确了解压合和钻孔循环次数。虽然供应商可以基于PCB图纸确定，但还是会存在有误解的风险。

叠层图纸还应包括PCB材料的材料类型和成品介电厚度。通常只有需要进行阻抗控制的PCB才需要这些信息。材料类型和介电厚度有助于阻抗控制。通过精心的布局，工程师可以通过参考平面最大限度减少电磁干扰（EMI）和串扰。

叠层结构图纸，是记录阻抗控制规范的好方式。正确的阻抗线被标注出来，来确定每一层上的阻抗走线。表格中还应包括走线宽度、位置、目标阻抗值以及每条阻抗线的参考层。

有些PCB有热管理规范，如绝缘金属基板（IMS）或埋铜块技术。铜块和金属基板有各种形状和尺寸。叠层图纸是显示铜块厚度、形状以及IMS技术细节（如热介质和金属基板厚度）的好方式。

什么是阻抗控制？

NCAB的详细叠层图纸规定了层排列顺序、铜厚度和钻孔顺序，确保PCB符合阻抗控制要求。了解有关阻抗控制的更多信息，并下载我们的PCB叠层&阻抗设计指南，确保您的设计准确无误。

拼板文件

拼板文件是按比例绘制的图纸，说明每个工作板中的PCB数量。拼板文件应标明尺寸，每块PCB之间应有准确的间距。拼板板边应至少有3个可用的夹具孔，以便确保组装过程中的精准对位。如果需要对整板进行更均匀的电镀，板边是添加电镀铜的好地方，且不会影响电路板。

拼板，有助于控制成本和质量，在确保整个批次一致性的同时，还更具有单元成本效益。优化拼板方式，可以提高材料利用率、减少废料降低成本，但仍需谨慎对待，因为单个工作板上的PCB过多或过少，都会使整个工作板不稳定，容易在组装前散开。优化拼板方式可以实现高效组装的同时，降低成本减少浪费。如果您并不精于此，也不必担心，NCAB可以为您提供有效的建议。

用于不同应用的电路板也有其版本更新的需求，更新加工要求可以减少前端EQ时间。许多工程师和采购人员都反映，PCB在前期EQ时间太长。除了更新加工要求，在指定不同图纸时的冗余信息时也要谨慎。冗余信息过多会增加更新资料时，遗漏信息的风险，从而导致更多的问题和更长的交期。

当完成PCB加工要求制作时，感觉非常棒。文件图纸应简洁明了，同时包含所有相关信息。如果有对加工说明或者图纸产生干扰的细节，最好对其进行进一步澄清。PCB是定制品，PCB供应商知道如何生产PCB，但他们可能没有生产过你的PCB。因此，为了确保生产的准确性，他们会就你的文件提出各种问题，PCB加工要求的目的就是尽量减少这些问题。优化设计的这一部分非常耗时，但为了获得更好的质量、成本和交期，这样的花费都是值得的。

审核编辑 黄宇