ガーバーという伝統的な欠点を補うために PCB データ標準、400つの方法でデータを交換することはできません。新しいPCBデータ標準のXNUMXつの候補フォーマットが導入されています：IPCのGenCAM、ValorのODB ++およびEIAのEDIFXNUMX。 PCB設計/製造データ交換技術の研究の進歩を分析します。 PCBデータ交換の主要な技術と標準化の見通しについて説明します。 PCBの設計と製造の現在のポイントツーポイントスイッチングモードは、単一の理想的なスイッチングモードに変更する必要があることが指摘されています。

導入

20年以上にわたり、国内外の電子設計/製造業界は、ハイエンドの集積回路（IC）チップ、高速プリント回路基板（PCB）、 PCB）およびElectronic Design AutomaTIon（EDA）テクノロジー。 PCBは、電子製品のサブシステムとして、電子機器製造業界のコアモジュールユニットの役割を果たしています。 統計によると、電子製品の設計サイクルは、開発および生産サイクル全体の60％以上を占めています。 また、コストの80％〜90％は、チップおよびPCBサブシステムの設計で決定されます。 PCBの設計/製造データは、PCBの製造、組み立て、テストなどのEDAツールを使用して電子設計者によって生成されます。 PCBデータフォーマット規格は、PCBレイアウト設計を規制するための記述言語であり、EDAツールまたは設計者間のデータ転送、回路図面とレイアウト間のデータ交換、および設計と製造テスト間のシームレスな接続を実現するために使用されます。

ガーバーは事実上のPCBデータ業界標準であり、現在でも広く使用されています。 1970年のGerberプロトタイプから274年のGerber1992Xまで、PCBボードのタイプ、中程度の厚さ、プロセスパラメータなど、ますます複雑になる設計では、PCBの処理と組み立てに関連する一部の情報をGer2ber形式で表現または含めることができません。 特にガーバーファイルをPCBプロセッサに渡した後は、光の描画効果を確認することで、デザインルールの競合などの問題が見つかることがよくあります。 このとき、PCB処理の前に設計部門に戻ってガーバーファイルを再生成する必要があります。 この種のやり直しは開発サイクルの30％を占めます。問題は、Gerberが双方向のデータ交換ではなく一方向のデータ転送であるということです。 PCBフォーマットの主流からのGerberの撤退は当然の結論ですが、PCBデータの次世代標準としてGerberに取って代わるものはまだ明確ではありません。

新しいPCBデータ交換標準が海外で積極的に計画されており、認識されているXNUMXつの候補フォーマットは次のとおりです。 パッケージングと相互接続のための研究所、 IPC）、Generic Computer Aided Manufacturing（GenCAM）、Val2or’S ODB ++およびElectronicIndus2tries AssociaTIon、 EDIF400 EIA）。 近年、データ交換が不十分なために数百万ドルが失われているため、標準に焦点が当てられています。 プリント基板の処理コストの3％以上が、データの処理と検証に毎年浪費されていると報告されています。 言い換えれば、毎年数十億ドルがエレクトロニクス業界全体で浪費されています！ 直接的な浪費に加えて、設計者と製造業者の間で繰り返される相互作用は、非標準のデータのために多くのエネルギーと時間を消費します。 利益率の低い電子機器製造の場合、これはもうXNUMXつの目に見えないコストです。

IPC GenCAMは、PCBのANSI認定標準化研究所であるIPCによって開発されたPCB設計/製造データ交換標準の青写真です。 GEN-CAMの公式文書はIPC-2511という名前で、IPC-2510シリーズのいくつかのサブスタンダード（IPC-2512からIPC-2518）が含まれています。 Ipc-2510シリーズの標準はGenCADフォーマット（Mitronによって導入された）に基づいており、サブ標準は相互に依存しています。 この規格のドキュメントには、ボードタイプ、パッド、パッチ、インサート、信号線などの情報が含まれています。ほとんどすべてのPCB処理情報は、GenCAMパラメータから取得できます。

GenCAMのファイル構造により、設計者と製造エンジニアの両方がデータにアクセスできます。 製造業者へのデータ出力では、処理プロセスで許可される公差の追加、パネル製造に関する複数の情報の提供など、データを拡張することもできます。 GenCAMはASCⅱ形式を採用し、14のグラフィックシンボルをサポートします。 GenCAMには、設計要件と製造の詳細を詳述する合計20の情報セクションが含まれています。 各セクションは、機能または割り当てを表します。 MAssembly SMT知識クラスでは、口語で専門的なSMT知識を紹介します。 Maxam Technology、最初のPCB（MaxAMナレッジクラスルーム）サンプルボード、コンポーネント調達、およびパッチワンストップサービスプロバイダー！ 各セクションは論理的に独立しており、個別のファイルとして使用できます。 GenCAMの20の情報セクションは次のとおりです。 ヘッダー、注文情報の管理、プリミティブ、グラフィック、レイヤー、および溶接ブロック スタック、パターン、パッケージ、ファミリ、およびデバイス。 デバイス、Mechani2Cals、コンポーネント、ルート、電源、テスト接続、ボード、パネル、FlxTUR Es）、図面および変更。

GenCAMでは、上記の20の情報セクションをファイルにXNUMX回だけ表示し、組み合わせを変更することで製造プロセスにさまざまな情報を提供できます。 GenCAMは情報セマンティクスの階層と構造を保持し、各製造デバイスはそのジョブに関連する情報セクションのコンテンツのみを処理します。

GenCAM 2.0ファイルの以前のバージョンは、bacosの正規形（BNF）規則に準拠しています。 GenCAM 2.0はXMLファイル形式標準とXMLスキームを採用していますが、IPC-2511Aの基本的な情報モデルはほとんど変更されていません。 新しいバージョンは情報の構成を書き直しただけで、情報の内容は変更されていません。

現在、EDAおよびPCBの多くのCAMソフトウェアベンダーは、データ交換フォーマットとしてGenCAMをサポートしています。 これらのEDA企業には、メンター、ケイデンス、図研、OrCAD、PADS、ベリベストが含まれます。 PCB CAMソフトウェアベンダーには、ACT、IGI、Mitron、RouterSolutions、Wise Software、GraphiCodeなどが含まれます。

Israel Valor ComputingSystemsによって立ち上げられたValorODB + + Open Data Base（ODB + +）を使用すると、製造のための設計（DFM）ルールを設計プロセスで具体化できます。 ODB + +は、拡張可能なASCⅱ形式を使用して、PCBの製造と組み立てに必要なすべてのエンジニアリングデータを単一のデータベースに保存します。 単一のデータベースには、グラフィック、ドリル情報、配線、コンポーネント、ネットリスト、仕様、図面、エンジニアリングプロセス定義、レポート機能、ECOおよびDFM結果などが含まれます。 設計者は、DFM設計中にこれらのデータベースを更新して、組み立て前に潜在的なレイアウトと配線の問題を特定できます。

ODB + +は、データを上下に渡すことができる双方向形式です。 設計データがASCⅱ形式でPCBショップに転送されると、プロセッサはエッチング補正、パネルイメージング、出力ドリル、配線、写真撮影などのプロセス操作を実行できます。

ODB + +は、よりインテリジェントな明示的構造を採用しています。具体的な対策は次のとおりです。（1）インピーダンス、金メッキ/非金メッキの穴、特定の穴の接続プレート層、およびその他のシステム属性を含みます。 （2）WYSIWYGを使用して、あいまいな情報の説明を排除します。 ③すべてのオブジェクトの属性は単一の機能レベルにあります。 ④独自のプレート層とシーケンス定義。 正確なデバイスパッケージングとピンモデリング。 ⑥BOMデータの埋め込みをサポートします。

ODB + +は、デザインをファイルパスツリーとして表す標準のファイル構造を使用し、デザインフォルダーの下に関連するデザイン情報を含む一連のサブフォルダーがあります。 パスツリーは、データを失うことなく、異なるシステム間で移行できます。 このツリー構造により、単一の大きなファイルではなく、大きなファイル全体を読み書きすることなく、デザイン内の一部のデータを個別に読み書きできます。 ODB ++ファイルパスツリーの13層は、ステップ、マトリックス、シンボル、スタックアップ、作業フォーム、および作業です。 フロー、属性、アパーチャテーブル、入力、出力、ユーザー、拡張機能、ログなど。

通常のODB ++デザインには、上記のフォルダーに最大53個のデザインファイルと、ODB ++ライブラリデザインにさらに2個のファイルを含めることができます。 ODB + +は、合計26の標準グラフィックシンボルをサポートします。

PCB設計の特殊性のため、データベース内の一部の大きなファイルは構造化ストレージには適していません。 この目的のために、ODB + +は、テキストを行に記録するファイルスタイルを使用します。各行には、スペースで区切られた複数の情報ビットが含まれます。 ファイル内の行の順序は重要であり、特定の行では、後続の行が特定の順序形式に従う必要がある場合があります。 各行の先頭の文字は、その行が説明する情報のタイプを定義します。

バロールは1997年に一般公開されました。 2000年に、ODB + +（X）1.0でサポートされるXML標準がリリースされました。 ODB + +（X）3.1Aは2001年にリリースされました。 ODB + +（X）は、ODB + +の情報構成を書き直して、設計と製造の間のデータ交換を容易にしますが、その情報モデルはあまり変わりません。 ODB + +（X）ファイルには、XNUMXつの大きな子要素が含まれています。 つまり、コンテンツ（ODX-contents）、部品表（ODX-BOM）、認定ベンダー（ODX-AVL）、補助設計（ODX-CAD）、供給情報（ODX-Logistics -HEADER）、および変更（ODX-HistoryREC） ）、 NS。 高レベル要素（ODX）を形成します。

Cadence、Mentor、PADS、VeriBest、ZukenなどのEDAソフトウェアベンダーは、ODB + + / ODB + +（X）のサポートを開始しました。 Mitron、FABmaster、Unicam、GraphicなどのPCBCAMソフトウェアベンダーもODB ++テクノロジーを採用しています。 これらのソフトウェア会社の間で、Valorユーザーアライアンスが形成されています。 EDAデータが交換され、ニュートラルファイルが処理される限り、デバイスドライバーと検出プログラムを作成できます。

EIA EDIF400 Electronic Design InterchangeFormat（EDIF）は、EIAによって開発および公開されました。これは実際にはモデリング言語の記述スキームです。 EDIFは、BNF記述モードを備えた構造化されたASCⅱテキストファイルです。 EDIF300以降のバージョンは、EXPRESS3情報モデリング言語を使用します。 EDIF300は、階層情報、接続情報、ライブラリ情報、グラフィック情報、インスタンス化可能なオブジェクト情報、設計管理情報、モジュール動作情報、シミュレーション情報、注釈情報などの情報を記述します。