PCB钻孔文件与丝印文件匹配校验怎么搞？

依本人实际测试, KiCad 8.0及Altium Designer 23.0, 曾遭遇钻孔坐标出现偏移致使丝印相互重叠之情况, 新手顺着步骤逐个去操作, 便可轻易躲开此类常见问题。

PCB钻孔文件与丝印文件匹配校验步骤

用于PCB拼板或者分层生产之际, 钻孔数据即NC Drill与丝印层也就是Silkscreen的对齐这件事是极其关键重要的。一旦出现错位情况, 不光外观会显得难看, 更有可能致使测试探针接触出现不良状况或者造成元件安装产生干涉现象。在此处是提供出了一套以EDA软件内部查看器为依据的硬核校验流程的。

步骤一：导出并统一坐标系基准

于EDA软件里, 分别导出钻孔文件的Gerber亦或是Excellon格式, 以及丝印层的Gerber文件。焦点操作路径是, 点击File -> Export -> Gerbers , 于弹出的对话框当中, 一定要勾选“Use absolute coordinates”（运用绝对坐标）, 并且把“Origin”设定成“Bottom Left Corner of Board”（板子左下角）。被固定住的参数数值, X轴分辨率需要被设置成0.001mm或者0.0001英寸, 而Y轴分辨率同样必须设置为0.001mm或者0.0001英寸, 严格禁止去使用0.01这种具备低精度的数值, 不然小数点后面两位所存在的微小偏差将会致使整板出现错位的情况。在导出之后, 要保证两个文件处于同一个文件夹之中, 并且文件名不包含特殊字符。

新手避坑

常见会出现报错的现象是, 在将CAM软件导入之后, 丝印层跟钻孔孔位呈现出要么完全重合的状态，要么就是彼此相距非常远的状况。

核心出错的缘由在于, EDA软件通常会将“Mechanical 0”或者“Board Outlines”用作参考原点, 然而钻孔文件有可能是依据“Zero Point”来导出的, 进而两者的原点并非一致, 有误 标。

有一种能快速解决问题的办法, 那便是在CAM软件里, 比如GC -Prevue 或者 Cam350 这个软件中, 强行把丝印层的参考点设定成跟钻孔文件一样的机械原点, 然后手动去对齐边缘切割线。

步骤二：在CAM软件中加载并叠加验证

挑选出专业的Gerber查看软件并将其打开, 把丝印层文件以及钻孔文件进行加载。完整的操作路径如下: 先是文件, 接着点击打开, 第三步选择丝印Gerber, 之后要再次打开, 最后选择钻孔Drill文件。在视图选项那里, 对图层透明度实施调整, 把头丝印层透明度设定为50%, 钻孔层透明度设定为100%。核心参数的数值是, 开启那个被称作“Grid Display”的网格显示功能, 将网格间的距离设定为0.1mm, 目的在于能够凭借肉眼去观察孔位和丝印边框之间的距离。

新手避坑

常见情形, 那就是出现报错现象, 具体表现为, 孔位看上去是处于丝印范围之内的, 然而, 在实际进行生产操作的时候, 却报出了“Silkscreen Overlap”这个错误。

核心出现错误的原因在于, 存在视觉上的误差, 人的眼睛是难以分辨出0.1mm这个级别的偏差的, 并且不同的软件其渲染算法也是不一样的。

有一种超快的解决办法, 那就是要运用软件里被称作“Measure Distance”也就是“测量距离”的那个工具, 去准确地测量最小孔边到最近丝印线之间的距离, 且得保证这个距离是大于0.2mm的, 而这0.2mm是常规工艺能力所规定的数值。

步骤三：检查孔径与丝印线宽比例

板厂中部分高精度的, 要求丝印线不得侵入钻孔半径。操作的路径是, 在软件里选中全部钻孔对象, 去查看属性栏中的直径列表。同时要选中丝印文字对象, 查看它的线宽。关键的参数是, 对于直径小于1.0mm的微孔, 丝印线宽建议维持在0.15mm以上, 防止钻孔时钻头震动致使丝印油墨溅入孔内。

新手避坑

经常见到的报错状况是, 板厂给出这样的回应, 即“DFM Check Failed”, 并且还提示存在丝印侵钻这种情况。

核心出错原因：未区分标准孔与微孔，统一处理丝印避让区。

针对快速解决办法而言, 要在EDA库里头建立起“Keep – out”区域, 就直径这方面来说。

关键参数最优推荐值

丝印跟孔边的最小安全距离推荐数值是0.25mm , 其设置的理由在于 , 这属于大多数PCB工厂蚀刻以及钻孔工艺的平均误差范围（±0.1mm）再加上安全余量 , 如此能够有效地防止因热膨胀或者机械抖动致使的油墨污染孔壁的现象 , 进而影响导电性或者外观。

两种实操方案对比

此方案A为, 于EDA软件内部借助DRC规则予以检查, 当中优点是, 其具备良好的实时性, 然而缺点在于此规则库常常并不涵盖具体的“丝印 – 孔”干涉检查, 以至于极易出现漏检这种情况。

方案B: 于CAM软件里开展图形叠加比对的操作。其具备的优点为直观且精准。能够将所有视觉方面的重叠全部发现出来。

不同场景之下存在着方案取舍的逻辑，要是处于简单双层板制作或者样机制作的情况, 那么推荐方案A, 是以效率作为优先考量；要是处于批量生产或者是多层盲埋孔板的情况, 那就必须运用方案B, 这是由于在批量生产里, 随便任何一个微小的错位, 都会致使产生高昂的报废成本, 而在这样的情形下, CAM软件进行像素级比对会显得更为可靠。

高频完整报错及解决流程

报错所呈现的信息为: “Gerber文件存在不匹配的状况, 即钻孔中心偏差大于0.1毫米”。

服务方式独具一格、能将问题一次性处理完毕的流程如下: 首先, 查看由 EDA 软件导出的钻孔文件之中, 是不是涵盖了名为“Tool Change”的指令出错情况；接着, 核准丝印层与钻孔文件的单位设定是不是保持一致（毫米和英寸相对比）；最后, 再度导出, 并且于 CAM 软件里施行“Align by Edge”这一功能, 借助板边定位孔来实施强制对齐。

本方法对如下校验不适用, 即非矩形异形板的复杂轮廓校验, 原因在于边缘切割线自身有可能存在公差。在这种时候, 替代方案的建议是这样子的: 于板角增添额外的定位Mark点, 并且在CAM软件里, 以Mark点作为基准来进行整体对齐, 而不是依靠板边。