面向设计制造一体化的贴片机产前数据准备研究

论文摘要

在集成电路产品的自动化生产过程中，表面贴装技术（SMT）已经得到了广泛的应用。贴片机作为SMT生产线中的核心设备，从设计数据到制造生产的中间环节仍需大量的人力、物力及时间。面向设计制造一体化的贴片机产前数据准备是一个亟待研究并解决的问题。本文以异构EDA设计文件的同构转换为关键攻关对象，对贴片机产前数据准备（包括可制造性分析和生产数据快速准备）进行了深入的研究。文中针对SMT以及贴片机工作原理，以Protel与PowerPCB为例，在分析了其共性基础之上，设计了异构EDA转换接口，实现了将异构EDA设计文件转换为统一格式的仿真文件和器件文件。其次，实现了以仿真文件为驱动的贴装流程仿真，即可制造性分析，在仿真过程中检测、记录设计中的出错信息，并自动壮大元器件自适应数据库；实现了以器件文件为驱动的生产数据快速准备，即快速生成贴片机离线编程的输入数据，其中关键技术包括自动滤除插件、自动对同型号贴装元器件进行分类、自动逐类命名元器件、自动判别命名的重复与遗漏等自动化数据准备操作。本文所研究的贴片机产前数据准备系统可兼容多种异构EDA设计文件，其实现的可制造性分析脱离了SMT生产线，为设计更改提供了可视化依据；生产数据快速准备较传统流程缩短了70%以上。该系统的应用有效地缩短了产品开发周期，降低了开发成本。目前已实现Protel、PowerPCB、Mentor等五种EDA设计文件的同构转换，但由于EDA设计工具众多，要使系统具有通用性，还需不断地开展对其它EDA设计文件同构转换的研究；同时，针对生产数据准备阶段，客户趋于提供Excel格式的坐标文件的现状，实现对Excel格式坐标文件的分析以及导入也将是本文下一步的研究内容。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 研究现状
• 1.3 本文工作
• 1.4 本文结构
• 第二章 表面贴装技术概述
• 2.1 表面贴装技术
• 2.1.1 通孔插装与表面贴装
• 2.1.2 表面贴装技术工艺流程
• 2.1.3 表面贴装技术的优点
• 2.2 贴片机
• 2.2.1 贴片机工作原理
• 2.2.2 贴片机生产数据准备
• 2.3 本章小结
• 第三章 系统总体框架设计
• 3.1 贴片机产前准备传统流程分析
• 3.1.1 PCB组件试生产流程
• 3.1.2 PCB生产数据准备传统流程
• 3.2 系统体系结构
• 3.3 系统模块描述
• 3.4 本章小结
• 第四章 异构EDA 转换
• 4.1 异构EDA数据格式共性分析
• 4.1.1 Protel文件格式分析说明
• 4.1.2 PowerPCB文件格式分析说明
• 4.1.3 Protel与PowerPCB设计文件参数的共性
• 4.2 中间文件结构设计
• 4.2.1 仿真文件结构设计
• 4.2.2 器件文件结构设计
• 4.3 异构EDA文件结构分析
• 4.4 单一型数据源文件的转换
• 4.5 层次型数据源文件的转换
• 4.6 元器件数据库的自适应壮大
• 4.7 本章小结
• 第五章 贴片机贴装流程仿真
• 5.1 建模关键技术
• 5.1.1 面向对象建模技术
• 5.1.2 OpenGL多边形网格化
• 5.1.3 OpenGL显示列表技术
• 5.2 PCB基板建模
• 5.2.1 PCB基板参数
• 5.2.2 数据结构设计
• 5.3 器件建模
• 5.3.1 器件参数
• 5.3.2 数据结构设计
• 5.4 贴装过程动态仿真
• 5.5 错误检测
• 5.6 本章小结
• 第六章 生产数据快速准备
• 6.1 生产数据快速准备流程
• 6.2 元器件重命名
• 6.2.1 生成位号行
• 6.2.2 循环器件组命名
• 6.2.3 不定器件组命名
• 6.2.4 单组器件组命名
• 6.2.5 单一器件命名
• 6.3 cad文件的生成
• 6.4 效益分析
• 6.5 本章小结
• 第七章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果