制造說明、鉆孔文件、尺寸文件、疊層圖紙和拼板文件都是PCB加工要求的組成部分。但是，什么是加工要求？為什么需要加工要求？這篇技術博客拆解關于這個課題的所有要點，并提供最佳實踐案例。

與焊接到PCB上的元器件不同，PCB是定制品，需要花費時間和精力根據(jù)特定的產(chǎn)品進行設計和制造。PCB越復雜，需要的加工要求也就越多。無論PCB的復雜程度如何，這些文件都能為PCB供應商進行解惑，從而加快制造過程。供應商會將加工要求與實際的PCB生產(chǎn)數(shù)據(jù)結(jié)合使用，來驗證生產(chǎn)的準確性。

鉆孔檢查

加工要求 – 目的

加工要求的目的很簡單：它定義了一款PCB。PCB沒有所謂的“標準品“解決方案，因為其是根據(jù)所需服務的產(chǎn)品而進行設計的。每款PCB都有其獨特的制造和質(zhì)量要求，這些要求是由使用方來制定的。此外，加工要求還被用于驗證，因為CAD系統(tǒng)有時會生成錯誤的數(shù)據(jù)，而這些錯誤在工廠進行制造設計分析之前，是不容易被發(fā)現(xiàn)的。同時，加工要求還被用于后續(xù)的質(zhì)檢，質(zhì)檢人員需要在最終檢驗時確保PCB符合所有的IPC規(guī)范。

加工說明

加工說明是PCB設計工程師定義成品的規(guī)格、外型和功能的文件，還可以作為PCB設計人員與制造商質(zhì)檢的溝通工具。工程師可以利用加工說明來管控PCB的品質(zhì)。PCB加工說明應準確定義成品PCB的規(guī)格。為了最大限度發(fā)揮加工說明的作用，PCB設計工程師應熟悉IPC規(guī)范。IPC-6012中的《剛性PCB板質(zhì)量和性能規(guī)范》為設計工程師提供了許多可用于定義成品PCB的選項。

明確PCB的質(zhì)量等級

例如，在指定表面處理工藝時，工程師還可以指定表面處理的耐用性。這樣，可以確保PCB能夠經(jīng)受長期存放，以及足夠支持組裝所需的熱循環(huán)。這個例子還說明了IPC規(guī)范的全面性，因為IPC-6012參考了J-STD-003。另一種控制品質(zhì)和成本的方法是指定PCB的品質(zhì)等級。例如，高可靠性PCB可能需要參考IPC-6012 III級標準，因為IPC I級和II級標準中有關質(zhì)量的管控點較少。此外I級和II級標準的總體制造成本較低。在PCB行業(yè)中，常規(guī)情況下PCB需要滿足IPC II級標準，但某些工藝有需要滿足III級標準，比如電鍍。

指定板材的一個好方法，是查看IPC-4101和IPC-4202，其使用了“/編號“來明確基于材料等級的PCB材料分類。

編寫加工說明時，盡量簡潔明了，含糊其辭容易產(chǎn)生歧義或錯誤，從而造成不必要的成本和時間損失。

制板加工文件還被用于質(zhì)檢，質(zhì)檢人員通過該文件確保PCB符合所有IPC規(guī)范。

鉆孔表

鉆孔表，是用于設計驗證的加工要求之一。它列出了與鉆孔圖紙匹配的所有鉆孔，包括孔的尺寸、數(shù)量、公差以及標識符。這些標注，標明了PCB上每個孔的位置，設計人員還可以添加額外的信息，例如盲孔和埋孔信息，盡量減少誤解。有時，CAD系統(tǒng)會產(chǎn)生一些未知錯誤，因此在這方面需要多花些時間來確保其準確性。

比例圖

加工要求的一部分，是按比例繪制的PCB外型圖。該圖紙應提供準確的PCB外型要求。簡單的按比例繪制的PCB外型圖，適用于許多設計領域，但要繪制出最準確的制造圖紙，還需要更多的細節(jié)。除了外型之外，還應該添加按比例繪制的尺寸線，一張好的制造圖紙還應包括一個原點，供制造商參考。

在工廠工作期間，我意識到了先檢查比例尺的重要性。通常，客戶的CAD系統(tǒng)配置輸出的Gerber文件不正確，導致物理層的縮放比例與鉆孔文件不同。如果包含PCB尺寸，我很快就能找出問題所在。雖然這只是一個很小的參考點，但卻非常有用。

需要注意的是，添加過多的尺寸線，會擾亂視線，無法閱讀圖紙。我曾見過一張圓形PCB的圖紙，上面添加了太多的尺寸和角度，以至于我們的工程師都看不懂。所以，最好只包含整體尺寸和關鍵尺寸。

疊層文件

疊層文件（或簡稱“疊層”）是PCB的詳細橫截面圖像。并非每個PCB都需要疊層文件，但有些設計需要特定的信息。對于雙層PCB，設計人員可以在制造說明中列出成品板厚度和公差，但有些設計需要包含具體細節(jié)的疊層圖。

PCB設計工程師可以指定疊層結(jié)構(gòu)，但根據(jù)我的經(jīng)驗，在實際操作中還是會受到限制。

PCB設計工程師可以指定每層的成品銅厚，只要數(shù)據(jù)準確，這將是很好的加工說明。然而，我曾見過指定內(nèi)層銅厚的疊層，其厚度要求與標準制造厚度不符。如果客戶與供應商達成共識，這種情況是可以接受的。在沒有說明理由的情況下，要求非常規(guī)的疊層結(jié)構(gòu)，可能會引起問題，并且造成EQ時間的延長，因為非常規(guī)制造會增加PCB的交期和成本。

包含材料類型的疊層圖紙

有盲孔、埋孔和/或背鉆孔的PCB設計可能具有復雜的鉆孔順序。標明所有鉆孔順序的圖紙，可以讓PCB供應商明確了解壓合和鉆孔循環(huán)次數(shù)。雖然供應商可以基于PCB圖紙確定，但還是會存在有誤解的風險。

疊層圖紙還應包括PCB材料的材料類型和成品介電厚度。通常只有需要進行阻抗控制的PCB才需要這些信息。材料類型和介電厚度有助于阻抗控制。通過精心的布局，工程師可以通過參考平面最大限度減少電磁干擾（EMI）和串擾。

疊層結(jié)構(gòu)圖紙，是記錄阻抗控制規(guī)范的好方式。正確的阻抗線被標注出來，來確定每一層上的阻抗走線。表格中還應包括走線寬度、位置、目標阻抗值以及每條阻抗線的參考層。

有些PCB有熱管理規(guī)范，如絕緣金屬基板（IMS）或埋銅塊技術。銅塊和金屬基板有各種形狀和尺寸。疊層圖紙是顯示銅塊厚度、形狀以及IMS技術細節(jié)（如熱介質(zhì)和金屬基板厚度）的好方式。

什么是阻抗控制？

NCAB的詳細疊層圖紙規(guī)定了層排列順序、銅厚度和鉆孔順序，確保PCB符合阻抗控制要求。了解有關阻抗控制的更多信息，并下載我們的PCB疊層&阻抗設計指南，確保您的設計準確無誤。

拼板文件

拼板文件是按比例繪制的圖紙，說明每個工作板中的PCB數(shù)量。拼板文件應標明尺寸，每塊PCB之間應有準確的間距。拼板板邊應至少有3個可用的夾具孔，以便確保組裝過程中的精準對位。如果需要對整板進行更均勻的電鍍，板邊是添加電鍍銅的好地方，且不會影響電路板。

拼板，有助于控制成本和質(zhì)量，在確保整個批次一致性的同時，還更具有單元成本效益。優(yōu)化拼板方式，可以提高材料利用率、減少廢料降低成本，但仍需謹慎對待，因為單個工作板上的PCB過多或過少，都會使整個工作板不穩(wěn)定，容易在組裝前散開。優(yōu)化拼板方式可以實現(xiàn)高效組裝的同時，降低成本減少浪費。如果您并不精于此，也不必擔心，NCAB可以為您提供有效的建議。

用于不同應用的電路板也有其版本更新的需求，更新加工要求可以減少前端EQ時間。許多工程師和采購人員都反映，PCB在前期EQ時間太長。除了更新加工要求，在指定不同圖紙時的冗余信息時也要謹慎。冗余信息過多會增加更新資料時，遺漏信息的風險，從而導致更多的問題和更長的交期。

當完成PCB加工要求制作時，感覺非常棒。文件圖紙應簡潔明了，同時包含所有相關信息。如果有對加工說明或者圖紙產(chǎn)生干擾的細節(jié)，最好對其進行進一步澄清。PCB是定制品，PCB供應商知道如何生產(chǎn)PCB，但他們可能沒有生產(chǎn)過你的PCB。因此，為了確保生產(chǎn)的準確性，他們會就你的文件提出各種問題，PCB加工要求的目的就是盡量減少這些問題。優(yōu)化設計的這一部分非常耗時，但為了獲得更好的質(zhì)量、成本和交期，這樣的花費都是值得的。

審核編輯 黃宇