Untuk menebus cacat yang Gerber, tradisional PCB standar data, tidak dapat bertukar data dengan dua cara, tiga format kandidat standar data PCB baru diperkenalkan: GenCAM IPC, ODB ++ Valor dan EDIF400 EIA. Kemajuan penelitian teknologi pertukaran data desain/manufaktur PCB dianalisis. Teknologi utama dan prospek standarisasi pertukaran data PCB dibahas. Ditunjukkan bahwa mode switching point-to-point saat ini dari desain dan pembuatan PCB harus diubah menjadi mode switching tunggal yang ideal.

Pendahuluan

Selama lebih dari 20 tahun, industri desain/manufaktur elektronik dalam dan luar negeri berlangsung dengan chip Integrated Circuit (IC) high-end, Printed Circuit Board (PCB) berkecepatan tinggi, PCB) dan teknologi Electronic Design Automation (EDA). Sebagai subsistem produk elektronik, PCB berperan sebagai unit modul inti dalam industri manufaktur elektronik. Menurut statistik, siklus desain produk elektronik menyumbang lebih dari 60% dari keseluruhan siklus pengembangan dan produksi; Dan 80% ~ 90% dari biaya ditentukan dalam desain subsistem chip dan PCB. Data desain/manufaktur PCB dihasilkan oleh desainer elektronik menggunakan alat EDA, termasuk fabrikasi, perakitan, dan pengujian PCB. Standar Format data PCB adalah bahasa deskriptif untuk mengatur desain tata letak PCB, yang digunakan untuk mewujudkan transfer data antara alat atau perancang EDA, pertukaran data antara skema dan tata letak, dan koneksi tanpa batas antara desain dan uji manufaktur.

Gerber adalah standar industri data PCB de facto dan masih banyak digunakan. Dari prototipe Gerber pada tahun 1970 hingga Gerber 274X pada tahun 1992, beberapa informasi terkait pemrosesan dan perakitan PCB tidak dapat diungkapkan atau dimasukkan dalam format Ger2ber untuk desain yang semakin kompleks, seperti jenis papan PCB, ketebalan sedang, dan parameter proses. Terutama setelah file Gerber diserahkan ke prosesor PCB, masalah seperti konflik aturan desain sering ditemukan melalui pemeriksaan efek gambar cahaya. Pada saat ini, perlu untuk kembali ke departemen desain untuk membuat ulang file Gerber sebelum pemrosesan PCB. Pengerjaan ulang semacam ini memakan 30% dari siklus pengembangan, dan masalahnya adalah bahwa Gerber adalah transfer data satu arah, bukan pertukaran data dua arah. Keluarnya Gerber dari arus utama format PCB adalah kesimpulan yang sudah pasti, tetapi belum jelas mana yang akan menggantikan Gerber sebagai standar generasi berikutnya untuk data PCB.

Standar pertukaran data PCB baru sedang direncanakan secara aktif di luar negeri, dan tiga format kandidat yang diakui adalah: Institut Pengemasan dan Interkoneksi, IPC), Manufaktur Berbantuan Komputer Generik (GenCAM), ODB ++ Val2or dan Asosiasi Industri Elektronik, EDIF400 AMDAL). Fokus pada standar muncul karena jutaan dolar telah hilang dalam beberapa tahun terakhir karena pertukaran data yang buruk. Dilaporkan bahwa lebih dari 3% biaya pemrosesan papan cetak terbuang setiap tahun untuk memproses dan memvalidasi data. Dengan kata lain, miliaran dolar terbuang sia-sia untuk seluruh industri elektronik setiap tahun! Selain limbah langsung, interaksi berulang antara desainer dan produsen menghabiskan banyak energi dan waktu karena data yang tidak standar. Untuk manufaktur elektronik dengan margin rendah, ini adalah biaya lain yang tidak terlihat.

IPC GenCAM adalah cetak biru standar pertukaran data desain/manufaktur PCB yang dikembangkan oleh IPC, yang merupakan lembaga penelitian standarisasi terakreditasi ANSI untuk PCB. Dokumen resmi GEN-CAM diberi nama IPC-2511 dan berisi beberapa sub-standar seri IPC-2510 (IPC-2512 hingga IPC-2518). Standar seri Ipc-2510 didasarkan pada format GenCAD (diperkenalkan oleh Mitron), dan sub-standar saling bergantung. Dokumentasi standar ini mencakup informasi jenis papan, pad, patch, insert, jalur sinyal, dll. Hampir semua informasi pemrosesan PCB dapat diperoleh dari parameter GenCAM.

Struktur file GenCAM memberi desainer dan insinyur manufaktur akses ke data. Dalam output data ke pabrikan, data juga dapat diperluas, seperti menambahkan toleransi yang diizinkan oleh proses pemrosesan, memberikan banyak informasi untuk pembuatan panel, dll. GenCAM mengadopsi format ASC dan mendukung 14 simbol grafis. GenCAM mencakup total 20 bagian informasi yang merinci persyaratan desain dan detail manufaktur. Setiap bagian mengekspresikan fungsi atau tugas. Kelas pengetahuan SMT MAssembly memperkenalkan pengetahuan SMT profesional dalam bahasa sehari-hari. Teknologi Maxam, papan sampel PCB (kelas pengetahuan MaxAM) pertama, pengadaan komponen, dan penyedia layanan terpadu satu atap! Setiap bagian secara logis independen dan dapat digunakan sebagai file terpisah. 20 bagian informasi GenCAM adalah: Header, administrasi informasi pemesanan, Primitif, grafik, lapisan, dan blok yang dilas Tumpukan, Pola, Paket, keluarga, dan perangkat. Perangkat, Mechani2Cals, Komponen, rute, Daya, Testconnects, papan, Panel, FlxTUR Es), gambar dan perubahan.

GenCAM memungkinkan bagian informasi 20 di atas muncul hanya sekali dalam file, memberikan informasi yang berbeda untuk proses manufaktur melalui perubahan kombinasi. GenCAM mempertahankan hierarki dan struktur semantik informasi, dan setiap perangkat manufaktur hanya memproses konten bagian informasi yang relevan dengan pekerjaannya.

Versi sebelumnya dari file GenCAM 2.0 mematuhi aturan Bacos Normal Form (BNF). GenCAM 2.0 mengadopsi standar format file XML dan skema XML, tetapi model informasi mendasar di IPC-2511A hampir tidak berubah. Versi baru hanya menulis ulang organisasi informasi, tetapi isi informasi tidak berubah.

Saat ini, banyak vendor perangkat lunak CAM EDA dan PCB mendukung GenCAM sebagai format pertukaran data. Perusahaan EDA ini termasuk Mentor, Cadence, Zuken, OrCAD, PADS dan Veribest. Vendor Perangkat Lunak CAM PCB termasuk ACT, IGI, Mitron, RouterSolutions, Wise Software dan GraphiCode, dll.

Valor ODB + + Open Data Base (ODB ++), diluncurkan oleh Israel Valor Computing Systems, memungkinkan aturan desain untuk Manufaktur (DFM) diwujudkan dalam proses desain. ODB ++ menggunakan format ASC yang dapat diperluas untuk menyimpan semua data teknik yang diperlukan untuk pembuatan dan perakitan PCB dalam satu database. Sebuah database tunggal berisi grafik, informasi pengeboran, wiring, komponen, netlist, spesifikasi, gambar, definisi proses rekayasa, fungsi pelaporan, hasil ECO dan DFM, dll. Desainer dapat memperbarui database ini selama desain DFM untuk mengidentifikasi masalah tata letak dan kabel potensial sebelum perakitan.

ODB ++ adalah format dua arah yang memungkinkan data diturunkan ke atas. Setelah data desain ditransfer ke toko PCB dalam bentuk ASC , prosesor dapat melakukan operasi proses seperti kompensasi etsa, pencitraan panel, pengeboran keluaran, pengkabelan, dan fotografi.

ODB ++ mengadopsi struktur eksplisit yang lebih cerdas, langkah-langkah spesifiknya adalah: (1) termasuk impedansi, lubang berlapis emas / tidak berlapis emas, lapisan pelat sambungan lubang khusus dan atribut sistem lainnya; (2) Gunakan WYSIWYG untuk menghilangkan deskripsi informasi yang ambigu; Atribut dari semua objek berada pada level fitur tunggal; Lapisan pelat unik dan definisi urutan; Pengemasan perangkat dan pemodelan pin yang akurat; Mendukung penyisipan data BOM.

ODB ++ menggunakan struktur file standar yang mewakili desain sebagai pohon jalur file, dengan serangkaian subfolder yang berisi informasi desain terkait di bawah folder desain. Pohon jalur dapat dimigrasikan antara sistem yang berbeda tanpa kehilangan data. Struktur pohon ini memungkinkan beberapa data dalam desain untuk dibaca dan ditulis satu per satu tanpa membaca dan menulis seluruh file besar, sebagai lawan dari satu file besar. 13 lapisan pohon jalur file ODB ++ adalah langkah, matriks, simbol, Stackup, Formulir Kerja, dan Pekerjaan Alur, Atribut, Tabel bukaan, input, output, pengguna, ekstensi, log, dll.

Desain ODB ++ normal dapat berisi hingga 53 file desain di folder di atas, ditambah 2 file lagi di desain perpustakaan ODB ++. ODB++ mendukung total 26 simbol grafis standar.

Karena kekhasan desain PCB, beberapa file besar dalam database tidak cocok untuk penyimpanan terstruktur. Untuk tujuan ini, ODB ++ menggunakan gaya file untuk merekam teks dalam baris, setiap baris berisi beberapa bit informasi yang dipisahkan oleh Spasi. Urutan baris dalam file adalah penting, dan baris tertentu dapat mengharuskan baris berikutnya mengikuti formulir pemesanan tertentu. Karakter di awal setiap baris mendefinisikan jenis informasi yang dijelaskan oleh baris tersebut.

Valor dirilis ke publik pada tahun 1997. Pada tahun 2000, standar XML yang didukung ODB++ (X) 1.0 dirilis. ODB++ (X) 3.1A dirilis pada tahun 2001. ODB ++ (X) menulis ulang organisasi informasi ODB ++ untuk memfasilitasi pertukaran data antara desain dan manufaktur, sementara model informasinya tidak banyak berubah. File ODB ++ (X) berisi enam elemen anak besar, Yaitu, konten (ODX-konten), Bill of Materials (ODX-BOM), Authorized vendor (ODX-AVL), Auxiliary design (ODX-CAD), supply information (ODX-Logistics -HEADER) dan perubahan (ODX-HistoryREC ), dll. Untuk membentuk elemen tingkat tinggi (ODX).

Vendor software EDA seperti Cadence, Mentor, PADS, VeriBest dan Zuken antara lain sudah mulai mendukung ODB++/ODB++(X). Vendor software PCB CAM seperti Mitron, FABmaster, Unicam dan Graphic juga telah mengadopsi teknologi ODB++. Di antara perusahaan perangkat lunak ini, aliansi pengguna Valor dibentuk. Selama data EDA dipertukarkan dan file netral diproses, driver perangkat dan program deteksi dapat dibentuk.

EIA EDIF400 Electronic Design InterchangeFormat (EDIF) dikembangkan dan diterbitkan oleh EIA.Ini sebenarnya adalah skema deskripsi bahasa pemodelan. EDIF adalah file teks ASC terstruktur dengan mode deskripsi BNF. Versi EDIF300 dan yang lebih baru menggunakan bahasa pemodelan informasi EXPRESS3. EDIF300 menjelaskan informasi termasuk informasi hierarki, informasi konektivitas, informasi perpustakaan, informasi grafik, informasi objek instan, informasi manajemen desain, informasi perilaku modul, informasi simulasi, dan informasi anotasi.