Gerberi traditsioonilise defekti korvamiseks PCB andmestandard, ei saa andmeid kahel viisil vahetada, võetakse kasutusele kolm uue PCB andmestandardi kandidaatvormingut: IPC GenCAM, Valori ODB + + ja EIA EDIF400. Analüüsitakse trükkplaatide projekteerimise/tootmise andmevahetustehnoloogia uurimise edenemist. Arutatakse PCB andmevahetuse võtmetehnoloogiat ja standardimisvõimalusi. Tähelepanu juhitakse sellele, et praegune PCB projekteerimise ja valmistamise punkt-punkti lülitusrežiim tuleb muuta üheks ideaalseks lülitusrežiimiks.

Sissejuhatus

Rohkem kui 20 aastat on kodumaises ja välismaises elektroonikas disaini-/tootmistööstuses toimunud tipptasemel integraallülituste (IC) kiibid, kiired trükkplaadid (PCB), PCB) ja Electronic Design Automation (EDA) tehnoloogia. Elektroonikatoodete alamsüsteemina mängib PCB elektroonikatööstuses põhimooduliüksuse rolli. Statistika kohaselt moodustab elektroonikatoodete disainitsükkel enam kui 60% kogu arendus- ja tootmistsüklist; Ja 80% ~ 90% kuludest määratakse kiibi ja PCB alamsüsteemi projekteerimisel. PCB projekteerimis-/tootmisandmeid genereerivad elektroonilised disainerid, kasutades EDA tööriistu, sealhulgas PCB valmistamist, kokkupanekut ja katsetamist. PCB andmevormingu standard on kirjeldav keel PCB paigutuse disaini reguleerimiseks, mida kasutatakse andmeedastuseks EDA tööriistade või disainerite vahel, andmevahetuseks skeemide ja paigutuse vahel ning sujuvaks ühenduseks disaini ja tootmistesti vahel.

Gerber on de facto PCB andmetööstuse standard ja seda kasutatakse endiselt laialdaselt. Alates Gerberi prototüübist 1970. aastal kuni Gerber 274X-ni 1992. aastal ei saa osa trükkplaatide töötlemise ja kokkupanemisega seotud teavet väljendada ega lisada Ger2beri vormingusse järjest keerukamate konstruktsioonide puhul, nagu trükkplaadi tüüp, keskmine paksus ja protsessi parameetrid. Eriti pärast seda, kui Gerberi fail on PCB-protsessorile üle antud, leitakse valguse joonistamise efekti kontrollimise kaudu sageli probleeme, näiteks kujundusreeglite konflikt. Praegu on vaja naasta disainiosakonda, et Gerberi fail enne PCB töötlemist uuesti genereerida. Selline ümbertöötamine võtab arendustsüklist 30% ja probleem on selles, et Gerber on ühesuunaline andmeedastus, mitte kahepoolne andmevahetus. Gerberi väljumine PCB-vormingute peavoolust on iseenesestmõistetav, kuid veel pole selge, mis asendab Gerberi PCB-andmete järgmise põlvkonna standardina.

Välismaal kavandatakse aktiivselt uut PCB andmevahetusstandardit ning kolm tunnustatud kandidaatvormingut on: Pakendamise ja ühendamise instituut, IPC), Generic Computer Aided Manufacturing (GenCAM), Val2or’S ODB ++ ja Electronic Industries Association, EDIF400 EIA). Keskendutakse standarditele, kuna viimastel aastatel on halva andmevahetuse tõttu kaotatud miljoneid dollareid. Teatavasti raisatakse igal aastal andmete töötlemisele ja kinnitamisele rohkem kui 3% trükkplaadi töötlemise kuludest. Teisisõnu, igal aastal raisatakse miljardeid dollareid kogu elektroonikatööstusele! Lisaks otsesele raiskamisele kulutavad ebastandardsete andmete tõttu palju energiat ja aega korduvad koostoimed disainerite ja tootjate vahel. Madala marginaaliga elektroonika tootmisel on see veel üks nähtamatu kulu.

IPC GenCAM on trükkplaatide projekteerimise/tootmise andmevahetusstandardi kavand, mille on välja töötanud IPC, mis on ANSI akrediteeritud PCB standardimise uurimisinstituut. GEN-CAM ametlik dokument kannab nime IPC-2511 ja sisaldab mitmeid IPC-2510 seeria alamstandardeid (IPC-2512 kuni IPC-2518). Ipc-2510 seeria standardid põhinevad GenCAD-vormingul (tutvustas Mitron) ja alamstandardid on üksteisest sõltuvad. Selle standardi dokumentatsioon sisaldab teavet plaadi tüübi, padja, plaastri, sisestuse, signaaliliini jne kohta. Peaaegu kogu PCB töötlemise teave on saadaval GenCAM -i parameetritest.

GenCAM-i failistruktuur annab andmetele juurdepääsu nii disaineritele kui ka tootmisinseneridele. Andmete väljastamisel tootjale saab andmeid ka laiendada, näiteks lisada töötlemisprotsessis lubatud hälbeid, anda mitmekordset teavet paneelide tootmiseks jne. GenCAM võtab kasutusele ASC ⅱ vormingu ja toetab 14 graafilist sümbolit. GenCAM sisaldab kokku 20 teabeosa, mis kirjeldavad üksikasjalikult disaininõudeid ja tootmise üksikasju. Iga jaotis väljendab funktsiooni või ülesannet. MAssembly SMT teadmiste klass tutvustab professionaalseid SMT teadmisi kõnekeeles. Maxam Technology, esimene PCB (MaxAM teadmiste klassiruumi) näidistahvel, komponentide hankimine ja plaastri ühekordne teenusepakkuja! Iga jaotis on loogiliselt sõltumatu ja seda saab kasutada eraldi failina. GenCAMi 20 teabeosa on järgmised: Päis, tellimisinfo administratsioon, primitiivid, graafika, kihid ja keevitatud plokid Virnad, mustrid, paketid, perekonnad ja seadmed. Seadmed, Mehhaanilised 2Cals, komponendid, marsruudid, toide, testühendused, plaadid, paneelid, FlxTUR Es), joonised ja muudatused.

GenCAM võimaldab ülaltoodud 20 teabejaotust failis kuvada ainult üks kord, pakkudes tootmisprotsessile erinevat teavet kombineeritud muudatuste kaudu. GenCAM säilitab infosemantika hierarhia ja struktuuri ning iga tootmisseade töötleb ainult oma tööga seotud teabejao sisu.

GenCAM 2.0 failide varasemad versioonid vastavad bacose tavavormi (BNF) reeglitele. GenCAM 2.0 võtab kasutusele XML-failivormingu standardi ja XML-skeemi, kuid IPC-2511A põhiteabe mudel pole peaaegu muutunud. Uues versioonis kirjutati ümber ainult teabe korraldus, kuid teabe sisu pole muutunud.

Praegu toetavad paljud EDA ja PCB CAM-tarkvara müüjad GenCAM-i andmevahetusvorminguna. Nende EDA ettevõtete hulka kuuluvad Mentor, Cadence, Zuken, OrCAD, PADS ja Veribest. PCB CAM-tarkvara tarnijate hulka kuuluvad ACT, IGI, Mitron, RouterSolutions, Wise Software ja GraphiCode jne.

Valor ODB + + avatud andmebaas (ODB + +), mille käivitas Israel Valor Computing Systems, võimaldab projekteerimisprotsessis sisaldada disaini tootmiseks (DFM) reegleid. ODB + + kasutab laiendatavat ASC ⅱ vormingut, et salvestada kõik trükkplaatide tootmiseks ja kokkupanekuks vajalikud tehnilised andmed ühte andmebaasi. Üks andmebaas sisaldab graafikat, puurimisteavet, juhtmeid, komponente, võrguloendeid, spetsifikatsioone, jooniseid, tehniliste protsesside määratlusi, aruandlusfunktsioone, ECO ja DFM tulemusi jne. Disainerid saavad neid andmebaase DFM-i projekteerimise ajal värskendada, et tuvastada võimalikud paigutus- ja juhtmestikuprobleemid enne kokkupanekut.

ODB + + on kahesuunaline vorming, mis võimaldab andmeid edastada alla ja üles. Kui projekteerimisandmed on ASC ⅱ kujul PCB-poodi üle kantud, saab protsessor teostada selliseid protsessitoiminguid nagu söövitamise kompenseerimine, paneeli pildistamine, väljundpuurimine, juhtmestik ja fotograafia.

ODB + + kasutab intelligentsemat selget struktuuri, konkreetsed meetmed on järgmised: (1) sealhulgas impedants, kullatud/mitte-kullatud auk, spetsiifiline aukühendusplaadi kiht ja muud süsteemi atribuudid; (2) Kasutage WYSIWYG -d ebaselge teabe kirjelduse kõrvaldamiseks; ③ Kõigi objektide atribuudid on ühe tunnuse tasemel; ④ ainulaadne plaadikiht ja järjestuse määratlus; Seadmete täpne pakendamine ja tihvtide modelleerimine; ⑥ Toetage BOM-i andmete manustamist.

ODB + + kasutab standardset failistruktuuri, mis kujutab kujundust failitee puuna, kusjuures kujunduskausta all on rida alamkaustu, mis sisaldavad seotud kujundusteavet. Teepuud saab migreerida erinevate süsteemide vahel ilma andmeid kaotamata. See puustruktuur võimaldab mõningaid kujunduses olevaid andmeid lugeda ja kirjutada ükshaaval ilma kogu suurt faili lugemata ja kirjutamata, erinevalt ühest suurest failist. ODB ++ failitee puu 13 kihti on sammud, maatriks, sümbolid, virnad, töövormid ja töö Vood, atribuudid, ava tabelid, sisend, väljund, kasutaja, laiend, logi jne.

Tavaline ODB ++ kujundus võib ülaltoodud kaustas sisaldada kuni 53 kujundusfaili ja lisaks veel 2 faili ODB ++ teegi kujunduses. ODB ++ toetab kokku 26 standardset graafilist sümbolit.

PCB disaini eripära tõttu ei sobi mõned andmebaasis olevad suured failid struktureeritud salvestamiseks. Sel eesmärgil kasutab ODB + + failistiili, mis salvestab teksti ridadesse, kusjuures iga rida sisaldab mitu bitti teavet, mis on eraldatud tühikutega. Ridade järjekord failis on oluline ja konkreetne rida võib nõuda, et järgmised read järgiksid teatud järjestusvormi. Iga rea ​​alguses olev märk määrab teabe tüübi, mida rida kirjeldab.

Valor avaldati avalikkusele 1997. aastal. 2000. aastal anti välja ODB + + (X) 1.0 toetatud XML-standard. ODB + + (X) 3.1A ilmus 2001. aastal. ODB + + (X) kirjutab ümber ODB + + teabekorralduse, et hõlbustada andmevahetust projekteerimise ja tootmise vahel, samas kui selle teabemudel ei muutu palju. ODB + + (X) fail sisaldab kuut suurt alamelementi, See tähendab, sisu (ODX-sisu), materjalileht (ODX-BOM), volitatud hankija (ODX-AVL), abikujundus (ODX-CAD), tarneteave (ODX-Logistics -HEADER) ja muudatus (ODX-HistoryREC). ), jne. Kõrgetasemelise elemendi (ODX) moodustamiseks.

EDA tarkvaramüüjad nagu Cadence, Mentor, PADS, VeriBest ja Zuken on teiste hulgas hakanud toetama ODB + + / ODB + + (X). PCB CAM-tarkvara müüjad nagu Mitron, FABmaster, Unicam ja Graphic on samuti kasutusele võtnud ODB ++ tehnoloogia. Nende tarkvaraettevõtete seas moodustatakse kasutajaliit Valor. Seni kuni EDA andmeid vahetatakse ja neutraalseid faile töödeldakse, saab moodustada seadmedraivereid ja tuvastusprogramme.

EIA EDIF400 Electronic Design InterchangeFormat (EDIF) töötas välja ja avaldas EIA.See on tegelikult modelleeriva keele kirjeldusskeem. EDIF on struktureeritud ASC ⅱ tekstifail BNF kirjeldusrežiimiga. EDIF300 ja uuemad versioonid kasutavad teabe modelleerimiskeelt EXPRESS3. EDIF300 kirjeldab teavet, sealhulgas hierarhiateavet, ühenduvusteavet, raamatukoguteavet, graafilist teavet, muutumatut objektiteavet, disainihalduse teavet, mooduli käitumise teavet, simulatsiooniteavet ja annotatsiooniteavet.