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
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。
(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。
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。
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。
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。
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
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。