基于protel的PCB阴阳板拼板分析

　　一、引言

　　现在几乎所有手机板设计完成后都需进行阴阳拼板，一般为四拼一的方式。阴阳板就是我们通常所见的在一个拼板中的同一面既有TOP面又有BOTTOM面的PCB板。而阴阳板拼板其实就是将两块同样的PCB板，一块正放另一块反放拼在一起看作是一块PCB板。从而进行过炉焊接，焊完一面，不需改动贴片机的程序，再将其翻转焊接另一面，最终焊接完成全板。

　　但是，当前多数设计软件难以实现拼版功能，即使可以也会出现较多的问题。本文主要对在protel下的拼版进行相关分析。

　　二、阴阳板与单板拼板效率比较

　　2.1 目前排版变更成阴阳板对照分析，工厂的设备使用按以下条件设定：

　　(1) 一天以22小时工作时间计算；

　　(2) 机器的使用效率为75%计算；

　　(3) JUKI 2050L以0.27s/点，JUKI 2060L以0.35s/ 点计算；

　　(4) 目前一条SMT线为3+1模式。

　　例如：以康全产品为例：CT-5071 A面130点，B面67点；

　　(1) 采用阴阳方式：一条SMT生产线当天共可打点为A=(3600/0.27)*22*0.75*3(机台)+(3600/0.35)* 22*0.75*1(机台)。

　　SMT的产能为：A/197=4212pcs；

　　(2) 采用普通方式：一条线当天共可打点为A=(3600/0.27)*13.85*0.75*3(机台)+(3600/0.35)* 13.85*0.75*1(机台)。(以机板A/B面打样数量一致)A 面需要13.85小时，SMT的产能为：A/130=4018pcs。

　　普通方式和阴阳方式比较如下表：

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　　采用阴阳方式后给公司带来的效益：

　　(1) 每个月可多打5820pcs，效率可在原有基础上提升5%；

　　(2) 钢片每片大约折合RMB：800元；

　　(3) 每次换线的时间50Min。

　　2.2 采用阴阳板，在开始编制程序的时候就可以节省优化程序的时间。因为采用阴阳板，也就是将两面的程序合成一个程序来做，这样只要针对一个程序来考虑优化条件。尽管同两个程序的点数相同，但优化两个程序肯定会比优化一个程序要费时费力。对于两面元件分配不均的产品，如果采用普通加工，两面的炉温也有可能不同(比如一面只有几个chip元件，而另一面有许多芯片)，那么就需要调整两个适合的炉温，如果采用阴阳板的话在这个步骤仍然可以减少时间。

　　2.3 采用阴阳板，在附加工具和辅料方面也会有很大的节省(针对部分产品来说)。比如，钢网就可以少做一片，如果需要托盘的话，那么节省的物料就会更多。

　　2.4 在生产效率上面来说，可以提高产量。原因是在生产过程中不需要换产，那么这部分时间就会多生产产品。还有就是由于阴阳板是一个贴装程序，这样在生产的时候就比两面程序，减少了一半的基板搬运时间，这部分时间又可以多生产产品。

　　所以说，采用阴阳板进行加工的产品，对于SMT加工企业来说，是非常有利的。

　　三、在protel下进行阴阳板拼板

　　在Protel下进行阴阳板拼板其核心思想是通过借助附加的两个中间层，将所画的PCB图的TOP层变为BOTTOM层，BOTTOM层变为TOP层，并且新得到的PCB图从实际作出的板子看与原来的PCB图作出的板子一样。具体做法如下：

　　3.1 新建一PCB文件，并将已画好的PCB图复制到新创建的PCB文件中；

　　3.2 在3.1中所复制的PCB板，将其逆时针旋转180°；

　　3.3 选Edit/Move/Filp selection将PCB板做镜像；

　　3.4 选Design/Layer Stack Manager在出现的对话框中选Add Layer添加两个中间层如midLayer1、midLayer2；如图1所示：

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　　3.5 取消全选，任选一元器件，双击，在出现的属性对话框中把Lock Prims的对勾去掉，点击Global，并在Lock Prims 属性栏中选same，在Change Scope 属性栏中选All primitives，点OK按钮，将所有元器件打碎；如图2所示：

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　　3.6 将Top层的走线，焊盘，铺铜移到midLayer1中，将Top Overlay 层的所有移到midLayer2中；具体做法双击一TOP层的走线，在其属性对话框中，在Layer属性栏中选择midLayer1，点击Global，并在Layer属性栏中选same，在Change Scope 属性栏中选All primitives，点OK按钮。其他亦如此。如图3 所示：

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　　3.7 将BottomLayer层的走线，焊盘，铺铜移到Top层，将BottomOverlay层的所有移到Top Overlay层；

　　3.8 将midlayer1中的所有移动到TopOverlay层，将midlayer2 中的所有移动到BottomOverlay层；

　　3.9 去掉midlayer1、midlayer2 层；

　　3.10 再新建一PCB文件，按照单板拼板的方式将原来的PCB图与翻转后刚得到的PCB图间隔的拼成一块大板，具体拼几块由贴片机和客户共同决定，这就是最终得到的阴阳板拼板图。如图4所示：

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　　四、缺点与不足

　　首先，阴阳板是对设备的生产效率有很大的提高，但是也有不足的一面，例如：有一些mouse其有感光IC不能对其进行两次高温的回流，所以阴阳板使用只能是对一部分机种而言的。

　　其次，阴阳板在如一些读卡器之类的产品，其上面有CF卡座就不能过两次回流焊，否则会产生浮高现象。

　　所以个人认为阴阳板是可行的，但要看其是否具备两次耐高温及考虑不会浮高的条件。阴阳板在条件允许的情况下，阴阳板的作法可以为公司提升很多效率的。如果在条件不允许的情况下我们可以将PCB的BLOCK增加，但要考虑PCB的硬度及大小