多层电路板层次防呆设计

王小鸿 张鸿伟

（景旺电子科技（龙川）有限公司，广东 河源 517373）

0 前言

印制电路板（PCB）的设计和制造工艺要求越来越高，其产品也从简单结构（双面板、多层板）向HDI（高密度互连板）、高层电路板（10层或以上）等高端PCB产品发展。由于PCB层数越来越多，所用芯板层次也越来越多，就容易出现芯板层次放错问题。如何预防芯板层次顺序放错、多放、少放并得到有效控制，成为高多层电路板制程控制的关键要素。通过层次防错目视化防呆设计和层次防错机器防呆设计，有效解决了上述问题。

1 层次防呆设计

1.1 层次防错目视化防呆设计

在工作底片的每一层设计对应的数字，如GTL层为数字1，L2层为数字2，L3层为数字3，依次类推，按顺序排列。数字设计分为工艺边和非工艺边两类，有工艺边设计的加在工艺边，没有工艺边设计的，按同理方式加在工作件板边，如图1所示。

图1 8层电路板各层数字层示意图

2.2 层次防错机器防呆设计

每一张芯板的板边板角设计层次条码（一维码），对应的层次为同一面向的数字，如2、4、6层……所在芯板，各对应设层次识别一维码。这种一维码在每次叠板时进行扫码，如果芯板未按顺序预叠，扫码器就会发出报警，同时预叠设备会停止叠板动作，充分起到放错层次会报警需重新预叠芯板层次的作用。叠构与一维码图示如图2～图4所示。

图2 8层板叠构图

图3 各芯板数字层一维码示意图

图4 各芯板数字层一维码实物图

2 防呆设计的检查方法

2.1 层次防错目视化防呆设计

外层AOI（自动光学检测）扫描外观检查时，芯板层次模块的位置设定定点检查，机器每检查完成一块板后都将画面切换至该定点检查的位置，检查实物板的层次与资料是否一致，如出现层次位置错位或字的正反不一致时，则判定层次异常，将异常板选出判定为不合格品。检查外观时，通过目视检查层次标示位置，看层次是否错位并按先后顺序排列，如出现错位或未按顺序排列则判定层次异常，将异常板取出判定为不合格品（见图5、图6）所示。

图5 正反面数字层示意图

图6 正反面数字层示意图

2.2 层次机器防呆设计的检查方法

熔合前先设定对应的叠层顺序，如8层板为2、4、6叠层。叠板过程中将扫码镜头对准一维码的位置，每放一块芯板，点击扫码功能，扫描读取一维码条码，识别出层次数字，将数字显示在排板界面中对应一次扫描读码的位置，重复操作，直到叠板完成后点击层次检查，将读取的层次数字与设定的层次顺序进行对比，如出现一致，则执行熔合操作，当出现不一致时，则报警防呆层次错误。

具体操作流程包括以下步骤：

（1）打开扫描界面（见图7）

（2）按下机台的手动操作“扫码”按钮

（3）调整扫码枪位置，使红外线对准板角条形码（见图8）

（4）PCB设计有条形码，如芯板顺序依次设计2、4、6……在偶数层四个板角

（5）扫描时红外线亮起，对准条形码后如扫码成功，机器则发出“扫码成功”的提示声音

（6）屏幕上显示“2”（表示L2层），依次为“4”、“6”……：表示L4层、L6层……

（7）若屏幕上显示“4”（实际放了L6层），显示屏幕会有报警错误提示，设备将停止进板熔合，达到层次防错的目的，如图9所示。

图7 扫描界面

图8 调整扫码枪位置

图9 显示屏报警提示

4 结束语

多层电路板层次防错的方法，可根据不同产品本身的特性和各公司使用的设备。通过层次防错目视化防呆设计和层次防错机器防呆设计，有效降低预叠层次叠错的不良率，从而达到有效层次防错的目的，杜绝层次错误的不良品流出。