王 燕

（深圳崇達(dá)多層線路板有限公司，廣東 深圳 518132）

Inplan和Genesis軟件聯(lián)合自動生成阻抗條方法探索

王 燕

（深圳崇達(dá)多層線路板有限公司，廣東 深圳 518132）

介紹一種可以快速、準(zhǔn)確計算阻抗并自動生成阻抗條的程序及其使用方法。該方法操作簡便，可以進一步提高阻抗值的精確性及阻抗條的制作效率。

阻抗計算；阻抗條；Inplan；Genesis

1 前言

阻抗作為線路板的一個控制點之一，不斷向著數(shù)量更多、種類更多、且不對稱分布種類發(fā)展。這種多元化設(shè)計，不僅對軟件提出了新的挑戰(zhàn)，同時也對制作方法提出了新的要求。

針對阻抗的計算和阻抗條的制作，經(jīng)過了三個階段（見表1）。

第一個階段，效率低，誤差大，不利于“多品種、小批量”產(chǎn)品的制作；

第二個階段，效率相對第一階段有所提升，但仍然處于半自動狀態(tài)，并且不能充分發(fā)揮軟件自身的功能，多種軟件各自獨立，沒有實現(xiàn)信息共享。

綜合以上兩個階段的不足，目前，阻抗的計算和阻抗條的制作正式步入第三個階段：使用Inplan和Genesis程序一次性計算阻抗并自動生成阻抗條。實現(xiàn)了更準(zhǔn)確、更快速的阻抗設(shè)計，并進一步降低了工作的繁瑣性。

表1 各階段對比表

本文以一個12層板20組阻抗為例，描述其阻抗計算及阻抗條自動生成過程，通過論述此新程序的使用方法，將新方法和第二階段的舊方法做一個比較，以說明新方法的優(yōu)勢所在。

2 名詞定義

（1）阻抗條：客戶要求線路板內(nèi)某一根線或一組線做阻抗控制，為方便測試，PCB企業(yè)在生產(chǎn)板上的空白位置設(shè)計與客戶板內(nèi)條件一致的阻抗模塊，包括線寬、介厚、銅厚等技術(shù)參數(shù)。通過阻抗測試儀對這些模塊進行阻抗值的測試、驗證，從而保證客戶成品板內(nèi)阻抗線的阻值合格。這種阻抗模塊即稱為阻抗條。

（2）MI（Manufacturing Instruction），即生產(chǎn)制作指示；是工程設(shè)計人員根據(jù)客戶的要求和行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本公司的具體情況策劃出產(chǎn)品的制作流程，以及對各工序的要求和指引。

（3）Genesis：一種圖形設(shè)計、編輯軟件，供線路板廠的設(shè)計部CAM用于制作照相底版、鉆帶、銑帶等工具。

（4）Inplan：一種PCB產(chǎn)前智能工程系統(tǒng)軟件，供線路板廠的設(shè)計部用于制作MI。

3 程序運行前準(zhǔn)備

3.1 定義各層屬性

打開Genesis，做好分層順序、定義各層屬性。

此處需要注意的是所有Genesis內(nèi)的各項屬性定義需正確。比如說生產(chǎn)板的型號、鉆孔、內(nèi)外層線路、阻焊、字符等，要特別注意正負(fù)片屬性，阻抗條將與PCB內(nèi)對應(yīng)的屬性一致，如原PCB L3層屬性為負(fù)性，那么自動生成后的阻抗條L3層也為負(fù)性。

比較說明：此步驟與第二個階段一樣，是必須步驟，是程序運行的基礎(chǔ)，不能省略。

3.2 阻抗計算

根據(jù)Inplan程序的提示，依次輸入疊板信息、疊構(gòu)限制條件、所有阻抗要求后（圖1），運行一次統(tǒng)一計算。Inplan程序瞬間即可計算完畢，并提供幾個與阻抗匹配的壓合結(jié)構(gòu)供選擇，同時將阻抗的計算結(jié)果列表顯示。工作人員可根據(jù)計算的結(jié)果判斷是否需要再輕微調(diào)整線寬、或壓合結(jié)構(gòu)，以便更接近目標(biāo)阻抗值。調(diào)整完畢后運行“計算蝕刻后阻抗”，阻抗計算工作即完成。

圖1 阻抗計算步驟

比較說明：按照前階段的舊方法，需要工作人員將每一種阻抗單獨輸入、單獨計算，且計算過程中為了滿足各種阻抗，需要多次重復(fù)輸入、計算、調(diào)整，同時壓合結(jié)構(gòu)也需要不斷調(diào)整、重復(fù)計算。新程序?qū)⑺械挠嬎愎ぷ魉查g完成，大大節(jié)約了設(shè)計時間，且計算結(jié)果更精確，減輕了工作人員的負(fù)擔(dān)。

針對此案例，根據(jù)工作人員的熟練程度，舊方法消耗的時間約在一至數(shù)小時之間，而新方法至少縮短了數(shù)小時的設(shè)計時間。

3.3 生成阻抗控制表

阻抗計算合格后，運行“確認(rèn)阻抗和壓合要求”步驟，Inplan軟件自動生成阻抗控制表。從阻抗示意圖欄可以很形象的判斷出阻抗的類型：如外層單端阻抗、內(nèi)層差分阻抗等。

比較說明：此步驟已經(jīng)完全不同于之前的階段。之前完全是單一阻抗分開計算、人工列表，很容易出錯，又耗費時間，而且不夠形象。

3.4 Inplan輸出阻抗信息

從Inplan中輸出MI信息（含阻抗）到指定位置，供Genesis程序自動獲取阻抗信息，為下一步運行阻抗條自動生成程序做好準(zhǔn)備。輸出MI信息見圖2。

比較說明：此步驟也完全不同于之前的兩個階段，第一階段制作MI時需要輸入一遍阻抗信息，畫阻抗條時雖然不需要輸入信息，但是全憑工作人員記憶及對照圖紙信息去畫，很容易出錯、漏失；第二階段制作MI時需要輸入一遍阻抗信息，畫阻抗條時需要再輸入一遍阻抗信息，很容易出現(xiàn)兩次輸入的信息不一致，且消耗更多時間。

新方法實現(xiàn)了INPLAN和genesis軟件之間的對接，可以信息共享，減少了一次手動輸入，保證了和MI的一致性，且縮短了時間，提高了效率。

圖2 輸出MI信息

4 自動生成阻抗條的程序運行方法

4.1 獲取Inplan中的基本信息

打開Genesis，點擊快捷鍵，獲取Inplan中的基本信息，包括阻抗信息。

比較說明：所有阻抗信息從Inplan中自動獲取，實現(xiàn)信息共享。而在第二階段，工作人員需要對照MI的阻抗列表，重新輸入一遍阻抗信息，既浪費時間又容易出錯。

4.2 開始制作阻抗條

點擊快捷鍵，進入阻抗條生成程序，出現(xiàn)圖3的對話框。根據(jù)客戶的要求進行選擇，此選擇將決定阻抗條上顯示的蝕刻字的內(nèi)容：是原始資料的線寬、間隙，還是調(diào)整后的線寬、間隙。

比較說明：此步驟為新增步驟，更方便體現(xiàn)客戶的要求，并為后工序制作出貨報告提供便利。

圖3 阻抗條線寬、間隙取值圖

4.3 確認(rèn)單端阻抗信息

點擊圖3的“Continue”按鍵，程序繼續(xù)運行下一步，出現(xiàn)的畫面共列出10組特性阻抗的具體參數(shù)。注意事項：將相鄰層可能重疊的阻抗分開，使其不要出現(xiàn)在同一根阻抗條上。

比較說明：列表一目了然，且信息分布規(guī)整，更方便核對。之前舊表格中的信息分布沒有規(guī)律，很容易漏失信息。

4.4 確認(rèn)差分阻抗信息

按照錯誤提示更改正確后，程序繼續(xù)運行，出現(xiàn)差分阻抗的各項參數(shù)，檢查后沒有需要調(diào)整的內(nèi)容，繼續(xù)運行下一步。

比較說明：特性阻抗和差分阻抗分開列表，更方便核對。

4.5 阻抗條布線及排版

根據(jù)前面提供的所有信息，程序開始自動生成阻抗條。

比較說明：此步驟可以直接利用第二階段編好的程序，并新增了排版功能，更合理便捷。

4.6 檢查核對

檢查自動生成的阻抗條是否完全符合要求，如阻抗線寬、間隙、蝕刻字、參考層、尺寸等。檢查完畢保存即可。

比較說明：和前兩個階段一樣，檢查的步驟是必不可少的。區(qū)別在于現(xiàn)在的阻抗分布更合理、更有規(guī)律，檢查起來事半功倍。

5 使用新方法的效果驗證

5.1 阻抗計算過程的效果驗證

通過統(tǒng)計阻抗計算及列表的凈時間（從3.2至3.3步驟），對新方法進行驗證（見表2）。

表2 阻抗計算時間統(tǒng)計表

從表2可以看出：新方法比舊方法大大節(jié)約了工時，提高了阻抗計算的效率，并且新方法對工作人員經(jīng)驗的依賴程度大為降低。

5.2 自動生成阻抗條過程的效果驗證

通過統(tǒng)計完成阻抗條的凈時間（從4.1至4.8步驟），對新程序進行驗證（見表3，僅以工作人員A為例）。第三階段與之前兩個階段相比，分別節(jié)約了57、3.5分鐘，提升比例分別為95%、60%。

因為新方法需要手動輸入的內(nèi)容少，步驟全面而又簡明，程序操作簡單，所以有極高的準(zhǔn)確性。對品質(zhì)和效率都有明顯的提升。

6 結(jié)語

表3 阻抗計算時間統(tǒng)計表

從阻抗設(shè)計依次經(jīng)歷的這三個階段，可以看出，印制板在設(shè)計方面，仍然有很大的提升空間，伴隨著軟件的集成化、管理的系統(tǒng)化、跨專業(yè)人才的豐富，印制板的設(shè)計方法也會有更多的新方法被探索出來。

本文從阻抗設(shè)計的角度探討印制板工程資料軟件應(yīng)用，及科學(xué)管理給工作帶來的變化和改進。以此思路，也可探索出其他圖形制作方面，更便捷高效的制作方法。

[1]李勇. Genesis腳本快速生產(chǎn)阻抗條的運用[J]. 印制電路信息, 2012,S1.

Discuss the method of combining inplan with genesis software to auto-generation impedance

WANG Yan

This paper describes a quick and accurate method of auto-generation and calculation impedance module.The method is simple to use, it can further improve the eff i ciency of production and precision of impedance module.

Impedance Calculation; Impedance Module; Inplan Software; Genesis Software

TN41 < class="emphasis_bold">文獻標(biāo)識碼：A文章編號：

1009-0096（2014）06-0028-04

王燕，設(shè)計部審核工程師。