CAM 標準化流程

計算機輔助制造（CAM）是制造商用于自動化控制印刷電路板（PCB）生產設備的原生軟件，可操控的設備包括激光直接成像機（LDI）、鉆孔機、層壓機以及化學鍍槽等。

CAM 標準化是必不可少的流程環節，具體是指將客戶的設計文件導入制造商的原生軟件，軟件會對這些文件進行梳理和調整，從而實現對 AdvancedPCB 生產設備的無縫控制（見圖 1）。

圖 1：AdvancedPCB 的可制造性設計（DFM）工程師會直接對接客戶的 PCB 設計方案，確保產品能夠順利投產。

CAM 標準化的具體步驟如下：

1. 將客戶文件重命名，使其符合 AdvancedPCB 的標準命名規范

2. 確認所有必需文件均已齊全

3. 將 Gerber 文件與數控（NC）鉆孔文件導入 CAM 系統

4. 核對訂單中標注的電路板參數是否與所提供的數據一致

5. 針對定制規格訂單，完成文件的前期準備工作

標準的 CAM 標準化流程至關重要，能夠有效降低混淆、溝通失誤以及生產出功能缺陷電路板的風險 —— 這類問題會給 AdvancedPCB 和客戶雙方都帶來負面影響與經濟損失。該流程對于加急電路板的生產尤為關鍵，加急訂單通常要求客戶上午提交文件，廠商需在約 24 小時內完成交付。要實現電路板的快速生產與發貨，客戶提交的文件必須包含生產所需的全部資料。

基礎審查工作包括調整客戶文件的各項內容以匹配標準命名規范，并確認文件完整性。完成審查后，即可將客戶文件（Gerber 文件與數控鉆孔文件）導入 CAM 系統。

如上述第 4 步所述，電路板參數必須與所提供的數據保持一致，同時需要將 Gerber 文件與非 Gerber 格式圖紙及其他文檔進行比對。

對于非標準或定制規格的訂單，需要對接收的大部分文件進行基礎修改，但此類修改不會改變原設計方案的任何內容。

什么是 CAM 停滯

當客戶的 PCB 設計文件中存在阻礙制造商投產的不一致問題時，就會出現CAM 停滯。具體問題包括以下幾類：

Gerber 文件中標注的電路板參數與訂單要求不匹配

客戶訂單文件缺失（如光圈列表、Excellon 鉆孔文件、刀具清單、Gerber 文件等）

網表對比產生的錯誤（如焊盤環寬不足、銅導線寬度 / 間距不達標、內層間距不足、阻焊開窗尺寸過小等）

可制造性設計（DFM）流程

CAM 停滯可能發生在 CAM 標準化階段，也可能出現在可制造性設計（DFM）階段 ——DFM 流程的核心目的是驗證設計方案是否具備可生產性。

部分制造商會提供專用軟件，幫助客戶提前檢查其設計方案是否匹配廠商的生產能力，或者電路板是否能滿足設計要求，避免出現電磁干擾 / 射頻干擾（EMI/RFI）、電磁兼容性（EMC）以及信號完整性等問題。

AdvancedPCB 就推出了免費的可制造性設計分析工具（FreeDFM），該工具可對導入的 Gerber 文件進行檢測，并將結果通過郵件反饋給客戶。

圖 2列舉了 FreeDFM 工具針對 PCB 外層、內層電源 / 接地層、內層信號層、阻焊層、絲印層以及鉆孔文件所執行的檢測項目。若未使用該工具，可通過相關渠道查詢具體的生產公差標準。

圖 2：FreeDFM 工具可檢測出的潛在問題

導致 CAM 停滯的最常見問題

1.  文件缺失

據工程師反饋，最常見的問題是文件缺失。客戶提交的訂單中，可能會缺少以下關鍵文件：

• Gerber 文件

• 刀具清單

• 鉆孔文件

• 光圈列表

• 對于金額超過 2000 美元的定制規格訂單，需提供完整的生產圖紙

一旦出現文件缺失，生產就會被迫暫停，CAM 工程師需要及時與客戶溝通補充文件。這會給客戶帶來不必要的交付延遲，對于加急電路板訂單的影響尤為明顯。

2.  尺寸沖突

需密切關注制造商明確的公差范圍。FreeDFM 工具的設計初衷，就是幫助 PCB 設計師省去手動跟蹤設計中各項尺寸細節的工作。

尺寸沖突是另一項主要問題，產生原因多種多樣，典型情況是生產圖紙中標注的電路板或陣列尺寸，與 Gerber 文件中的尺寸不匹配。

若未使用該工具，另一類常見的 CAM 停滯誘因是設計師設置的鉆孔點位過小，或多個小鉆孔點位間距過近。

需要注意的是，對于孔徑不超過 0.250 英寸的鉆孔，AdvancedPCB 的默認公差為 ±0.005 英寸；若需將鉆孔公差控制在 ±0.003 英寸，需滿足特定的前提條件。

圖 3展示了因焊盤環寬不足導致 CAM 停滯的情況，焊盤環是指環繞過孔的銅環區域。焊盤環寬不足或過薄，會導致過孔無法完成完整電鍍，同時還會影響鉆孔定位精度，增加鉆頭對準過孔中心的難度。

AdvancedPCB 規定，過孔的最小焊盤環寬需達到 0.005 英寸，元件引腳孔的最小焊盤環寬需達到 0.007 英寸。

圖 3：焊盤環寬不足的三種表現形式

另一類尺寸相關問題是銅導線寬度與間距不達標。關于 1 盎司、2 盎司、3 盎司以及 4 盎司銅厚電路板對應的最小導線寬度與間距公差要求，詳見表 1。

表 1：AdvancedPCB 的最小導線寬度與間距公差標準

3.  金手指相關問題

金手指（又稱邊緣觸點）常用于板對板連接的 PCB 接口，其加工工藝受制造商的技術能力限制。

AdvancedPCB 的金手指采用倒角處理，具體參數詳見表 2；圖 4展示了倒角工藝的具體效果（α 為倒角角度，dth 為電路板成品厚度，db 為倒角長度，dr 為倒角后的剩余厚度）。

金手指表面鍍金可提升導電性，保障電氣連接的穩定性。需要注意的是，鍍金層越厚，金手指的插拔使用壽命越長。

此外，倒角后的剩余厚度（dr）取決于電路板的成品厚度（dth），因此在選擇較大的倒角角度（如 20°）前，需充分評估其對電路板強度的影響。

AdvancedPCB 的標準電路板厚度包括 20 密耳、31 密耳、62 密耳、93 密耳以及 125 密耳。

剩余厚度的計算公式如下：

表 2：AdvancedPCB 的金手指倒角參數（公差 ±0.0005 英寸）

圖 4：金手指倒角工藝示意圖，AdvancedPCB 提供 30° 標準倒角，以及 45°、20° 定制倒角選項

4.  電路板成型與拼板問題

若切槽、非金屬化槽、金屬化槽、內部成型以及銑削通道等結構的設計不符合制造商的公差要求，會引發生產問題。

此外，大量設計方案存在缺少電路板成型輪廓的問題。

連片拼板工藝可通過連接橋（工藝邊）實現多塊電路板的批量生產，采用該工藝時，單塊電路板之間的連接橋間距需達到 0.100 英寸。

若需要 AdvancedPCB 協助完成拼板設計，客戶需提供以下文件與詳細信息：

• 單塊電路板文件（單板文件）

• 拼板陣列的數量信息，例如 X 方向排布 5 塊、Y 方向排布 10 塊

• 拼板外框的上下左右工藝邊寬度（標準寬度為 0.5 英寸）

• 拼板布局示意圖，需標注工藝孔、基準點以及分步重復的要求（若提交的 CAD 數據為單板文件）

5.  露銅問題

電路板邊緣、切槽內部以及非金屬化鉆孔處，均可能出現露銅現象。

例如，在對 PCB 進行外形銑削時，可能導致電路板邊緣的銅導線裸露。這種情況通常不被允許，因為裸露的銅導線可能與周邊導體發生接觸短路；同時，裸露的銅材會逐漸氧化，最終可能導致電路板在實際應用中發生故障。

總結

對于 PCB 設計的落地而言，借助 CAM 工程師的專業能力是必不可少的步驟，尤其是許多新手設計師可能并不熟悉電路板的量產流程。

FreeDFM 工具能夠自動發現并修復許多潛在的 CAM 停滯問題，對于無法自動修復的問題，也會在文件提交給制造商前及時提醒設計師。

盡管如此，仍有部分問題可能引發 CAM 停滯并阻礙生產。因此，對于交付周期嚴格的設計訂單，建議提前排查上述常見問題。