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光绘工艺的一般流程
 
来源:江苏电子网  作者:
暗房处理

(一)、胶片


现常用的激光光绘机中,其光源多为HeNe气体激光器,这种光源配套使用的菲林分别有以下几种型号:
型号 厚度 规格 生产厂家
LP-6328Ⅱ 0.1mm 400×290×50 420×550×50 化工部第二胶片厂
RSP-3 0.1mm 400×290×100 420×550×100 日本
FH100 0.1mm 12"、16"、18"、卷装 日本三菱
ERN7 0.17mm 12"×18"×100P 20"×24"×100P20"×26"×100P24"×30"×100P 德国AGFA
HTR3 0.17mm 12"×18"×100P 20"×24"×100P20"×26"×100P24"×30"×100P 美国Kodak
. 0.17mm 12"×18"×100P 20"×24"×100P20"×26"×100P24"×30"×100P 杜邦

(二)、安全灯

  由于工作光源为红色激光,因此暗室不能采用红光作安全光,而要采用绿光为安全光。由于这种激光片非常敏感,安全灯不能太亮。安全的要求为3W绿色安全灯,距工作台面2米以上。
  以上各种菲林对光的敏感性不同,其敏感度依次排列为:LP-6328Ⅱ型、RSP-3型、FH100型、HTR3型、EKTALNE2000型。其中以国产的LP-6328Ⅱ型最为敏感,因此对暗室的要求也最高.

(三)、显影、定影药水


现在常用药水有以下几种:
  国产华光、国产爱比西、国产科艺、德国AGFA、美国Kodak。以上的排列也是使用效果的排列顺序,以美国Kodak的药水为最佳。而国产药水中以广州科艺生产的效果最好。

(四)、菲林效果的评定

菲林效果的评定有以下四个方面:
1、大面积黑色的密度(或称黑度)
2、反差对比度
3、线条边缘梯度(是否黑白分明)
4、有无沙眼
  国产菲林由于反差系数小,所以反差对比不好,并且黑度不够,但当加长显影时间后,黑度够了,但底灰加强,反差不好,线条边缘也不好.也正是由于光晕大,所以没有沙眼.美国Kodak菲林反差好,黑度大,线条边缘黑白分明,但如果光强调节不好,会有沙眼.
  其他品种的菲林效果介于国产华光和美国Kodak之间。

(五)、显影控制


显影的控制对菲林的效果是致关重要的。
其中以下几个因素是起决定作用的:
1、药水的浓度:新药水的浓度较大,显影时间短,制作菲林效果好.旧药水要求显影时间长,当黑度达到要求后,底灰上升,反差不好.
2、药水温度:药水温度高,显影时间短,反差效果好。但温度太高会造成过显,线 条边缘光晕大。
3、显影时间:显影时间的控制对菲林效果有直接的影响,显影时间短,黑度不够; 显影时间加长,底灰加重。新药水的显影时间短,旧药水显影时间长。用户必须根据药水的新旧程度调节显影时间。
注意:如药水太旧,则无法通过改变显影时间来控制菲林效果。新药水的情况下,各种菲林的显影时间如下:
国产华光LP-6328Ⅱ型:60秒
各种进口菲林;15~60秒

(六)、定影的控制:

  定影时间必须控制在60秒以上。当药水浓度降低时,应适当加长定影时间。当药水过于陈旧时,银粉沉淀会加重底灰,必须更换药水。

(七)、水洗

  经定影处理后的菲林,需经大量流水冲洗,最好应在20分钟以上。如果水洗不充分,菲林干了之后会变色。

(八)、暗房处理中应注意的问题

1、在各处理环节中,必须认真保护菲林药面不被划伤。尤其当菲林未干之前,非常容易划伤。
2、工作菲林不要长时间暴露在安全灯光下,这样会加重底灰。
3、菲林应保持干燥,潮湿的菲林底灰加重。
4、定影药水不要滴入显影药水中。
5、AGFA菲林制作完毕后,略带蓝色,干燥后逐渐变透明,Kodak菲林制作完毕后,带微黄色。


特殊问题

(一)、Gerber文件生成焊盘中心孔:

在用普通方法处理Gerber文件生成中心孔的时候,存在着两种危险性:
1、当D码不匹配时,应该有孔的地方没有孔,造成丢孔。
2、一些不该有孔的Flash,产生中心孔,造成断线。
  这些问题是由Gerber数据的特性所决定的。除非光绘机所能容纳的D 码是无限制的,否则根本无法达到D码完全匹配,只要D码不匹配,就存在第一种危险性。
  而在某些CAD软件生成Gerber文件时,会在某种线条两端加上Flash,因此第二种危险性也是不可避免的。
  因为这两种因素,要准确地生成中心孔必须根据钻孔文件来生成中心孔,而且用钻孔文件形成圆形中心孔,以此来擦除线路图形,方可生成完全正确的图形。

(二)、AutoCAD设计的PCB文件转换为Gerber文件

  AutoCAD是一个通用的CAD软件,并不是专业的PCB-CAD软件,因此它无法生成Gerber文件。 而为了解决少数用户的特殊要求,某些CAM软件提供了过渡的桥梁。 在AutoCAD中可以将文件转换成绘图仪文件,而绘图仪文件为标准格式,可以被很多软件所接受。

1、通过View2001将AutoCAD文件转换为Gerber文件

  View2001正是这样一个软件,它可以接受HPGL文件格式。由此产生了以下的途径将AutoCAD文件转换Gerber文件:
在AutoCAD中将文件输出生成HPGL文件;
在View2001中读入HPG;
(1)在View2001中修改D码,使图形达到满意效果;
(2)在View2001中将文件存盘为Gerber格式并生成D码表。

2、通过PCB Tools将AutoCAD文件转换为Protel文件:

(1)在AutoCAD中,将文件输出生成HPGL文件:
(2)用PCB TOOLS将HPGL文件转换为Protel的PCB文件。

3、通过CAM350将AutoCAD文件转换为Gerber文件

(1)在A utoCAD中将文件输出为DXF格式;
(2)在CAM350中读入DXF格式;
(3)在CAM350中修改有关参数;
(4)在CAM350中将文件输出为Gerber格式。


光绘系统的技术指标

(一)、硬件指标:


1、定位精度:

定位精度分为相对对位精度和绝对对位精度。
  相对对位精度也就是重复对位精度,这是光绘机的关键指标。目前国内最高水平可以达到0.005mm。它将影响光绘菲林的重合度。
  绝对对位精度是指光绘机所绘菲林的尺寸与绝对尺寸间的误差。如果该误差是线性的,则可通过软件进行调整,这是光绘机决定性的指标。所谓"决定性指标"指的是:如果这一指标无法达到要求,则该光绘机根本无法使用。它直接影响光绘菲林与数控钻的重合度。

2、分辨率

  分辨率的单位一般采用过dpi,即在一英寸长度内可以排放多少个点。例如2540dpi,就是在一英寸长度内可以排放2540个点。
  分辨率指标影响线条边缘的光滑程度和最小线宽及最小线间距。
  分辨率越高线条边缘越光滑。
  分辨率越高所能达到的最小线宽及最小线间距则越小。
  例如1016dpi的光绘机,其最小线宽和最小线间距为0.08mm。 而2540dpi的光绘机,其最小线宽和最小线间距为0.03mm。

3、光学系统的好坏

  光学系统的好坏直接影响光绘菲林的光学效果。
其影响以下几个方面:
  a.光绘菲林大面积黑色板的黑度
  b.光绘菲林的反差效果
  c.线条边缘的黑白变化的锋利度
  d.最小线间距中间是否清晰

其检验方法为:

  制作一排线条,使其间距为最小线间距。
  用放大镜观察线间是否有光晕。
  特别注意:关于光绘机的硬件指标,用户中普遍存在着误区:认为分辩率是最重要的指标,而定位精度是次要指标。这种理解是极端错误的。
  正确的认识为:分辩率不影响定位精度,只影响线条边缘的美观性,是锦上添花。而定位精度影响线路精度与数控钻的对准度,这是光绘机的生命。如果定位精度不高,无法与数控钻对准,则光绘菲林的分辩再高,线条边缘再光滑,该菲林仍是无法使用。目前国产光绘机的分辩率可以达到5080dpi,甚至8000dpi,但定位精度最高只能达到0.015mm。由于解决这问题存在相当的技术难度,所以有些国产光绘机尚不能达到0.02mm的基本要求。

(二)、软件指标

1、系统可以接受哪些数据格式:

  由于Gerber数据是光绘机的标准数据格式,因此作为一个光绘机必须能接受Gerber数据。
  由于目前Protel软件应用相当广泛,很多光绘系统都可以直接接受Protel的PCB文件,直接输出。因此是否能直接输出PCB文件也是软件的一项指标。
  由于AutoCAD文件不能直接转换为Gerber,因此如何有效地处理AutoCAD文件也是软件的一项指标。
  目前在光绘机所能接受的文件格式上,广大用户的认识进入了一个误区:很多用户认为光绘机能够直接输出Protel的PCB文件是最重要的,而能否输出Gerber文件则是一种辅助的功能。这是一种完全错误的观点。
  目前所用的PCB-CAD软件种类多达数十种,由于Gerber格式是光绘文件的标准,所以所有的PCB-CAD软件都具有转换为Gerber文件的功能。所以光绘机如果可以输出Gerber文件,就是可以输出所有的PCB-CAD软件所设计的文件,这是与国际标准接轨的。
  至于Protel的PCB文件直接输出功能,这是近年来系统供应商针对国内操作员的技术水平,提高软件的操作简便性而开发的一项功能,目前国内所有的光绘系统供商都只针对Protel软件开发了这一功能,而并未对其他软件进行开发。由于这项工作要逐一对每一种PCB-CAD软件进行单独的开发,其工作量是相当庞大的。估计将来都不会再进行。

这里存在着一个以谁为主的问题:

  应该以Gerber输出为主要功能?还是以Protel-PCB输出为主要功能?

结论是很明确的

  如果一个光绘系统不能直接输出Protel的PCB文件,但它具有强大完善的Gerber文件处理功能。因为Protel的文件可以转换Gerber文件,这种系统并未损失任何功能。可以说任何PCB-CAD软件的文件都可以输出。这种系统不失为一个好的光绘系统。
如果一个系统具有强大有Protel-PCB文件的直接输出功能但却不具备完善Gerber文件处理功能。因为它在几十种流行的PCB-CAD软件中只能完善地处理其中的一种(Protel),而对其他的几十种软件所设计的文件不能很好的处理,这是不可想象的。这种系统只能称之为Protel输出系统。
  更有甚者,甚至将其他软件产生的Gerber文件转换为Protel的PCB文件。然后进行各种拼版等各种处理。这种系统的问题在于:
  (1)它是以Protel为基础,而不是以Gerber为基础,这是拣了芝麻丢了西瓜。导致很多软件都无法输出。
  (2)Gerber文件的精度,远远高于Protel,这样作完全损失了应有的精度。
  (3)很多Gerber文件中的描述是Protel所不具备的,这种转换对这些描述是完全无用的,将损失所有这类信息。
  (4)针对Gerber文件而设计的各种CAM软件具有强大的功能。而这些CAM并不能处理Protel的PCB文件。上面所说的Protel输出系统将完全舍弃所有的CAM软件。而Protel本身并不具备CAM功能。
  以上这些缺损就是我们称这为Protel输出系统,而不称之为光绘系统的原因。

2、该软件能够自动读入多少种D码表?

  由于各种CAD软件所产生的D码表完全不同。用手工输入的方法太慢,而且会产生人为的错误;而且并不是所有用户都可以 解读所有的D码表的。所以各种不同类型的D码表必须应该自动读入。
  特别注意:有些软件号称可以接受各种Gerber数据,但并不能直接接受这些数据,而只能接受某种牧业的Gerber数据,而其他格式Gerber文件均需经过多次转换方可使用。这表明该软件是有缺陷,并大大影响了工作效率。

3、软件能够容纳多少个D码?

  由于软件功能不断发展,Gerber文件的D码越来越多.早期的光绘机只有24个D码,而现在已经发展到10000个。
  D码的容量越大,所能处理的D码表种类越多,也就是能处理的CAD文件种类越多。

4、软件能够处理多少种焊盘类型?

  由于软件不断发展,焊盘种类越来越多,因此软件所能处理的焊盘种类也是软件的重要指标。由于自定义(custom)D码的使用越来越广泛,所以能否处理自定义D码也成为一项重要功能。

5、是否能接受扩展Gerber格式?

  内含D码是今后Gerber数据的发展方向,这种格式将为越来越多的PCB-CAD软件所采用.

6、能否进行光栅填充?

  传统使用矢量方式导致数据超大,软件处理时间长,且填充效果不好。先进的光栅填充数据量小,速度快,填充效果好。

7、软件的处理速度?

  软件的光栅化的速度是软件的一个重要指标,它对整个系统的效率有较大的影响.尤其是在处理数据量很大的文件。

8、软件所能处理文件的数据量?

  由于CAD软件种类繁多,各种软件所产生的文件,其数据量不尽相同,AutoCAD和OR CAD所产生的Gerber文件经常达到10M左右的大小,能够处理这些大文件是软件的一项重要指标。

9、软件的操作简便性?

  好的软件系统应该是操作简便的。但这是与软件功能的多少相矛盾的。软件功能越强,相应操作就越复杂。
  综上所述,一个好的光绘系统应有全面平衡而完善的功能。而不能因为某一方面而舍弃其他。

 

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