毕业设计（论文）-Genesis在HDI板制作中的应用.doc

南京信息职业技术学院毕业设计论文作者 学号 系部 微电子学院 专业 电子电路设计与工艺 题目 Genesis在HDI制作中的应用 指导教师 评阅教师 完成时间 2010 年 3 月 28 日 毕业设计(论文)中文摘要题目：Genesis在HDI板制作中的应用摘要：随着电子产品的轻、薄、小型化与多功能化，因而对其所用之PCB 不断提出更高要求。现今PCB 已从普通多层板发展成为采用更先进技术的高密度互连(HDI)的积层板，同时HDI 板技术也从一阶开始逐步向多阶发展。未来手机和IC 业的快速发展带动HDI印制板的快速发展， HDI 印制板占的比重将越来越大。而在HDI线路板制作中Genesis软件的应用很是重要，它为实现工程制前自动化，为CAM处理提供最佳解决方案，而且该软件具有令人喜欢的操作界面、强大的操作辅助指令、大的分析和优化功能、自动化程序开发、不断的围绕用户升级. 关键词：高密度互连(HDI)的积层板、Genesis 、应用.毕业设计(论文)外文摘要Title:The application of Genesis in the HDI boardAbstract: As electronic products, light, thin, small size and multiple functions, and thus used by the PCB for its constant demanding. Multilayer PCB has now developed into a general use of more advanced technology, high-density interconnect (HDI) of the laminates, while HDI board technology from a first-order gradually to a multi-stage development. The future of mobile phones and drive the rapid development of IC industry, the rapid development of HDI PCB, HDI PCB accounted for an increasing proportion will be. In the HDI PCB production in the Genesis software applications is important, it works to achieve automation of the system before it, in order to provide the best solution for dealing with CAM,And that the software has people like interface, strong operational support instructions, large analysis and optimization capabilities, automated program development, continuous around the users to upgrade.Keywords: High-density interconnect (HDI) of the laminates、Genesis、application.目录1.引言2.运用Genesis软件对HDI板的前段及内层进行编辑 2.1Genesis软件在HDI板制作中常用指令 2.2孔层编辑 2.3铜面优化 2.4内层正片编辑3.运用Genesis软件对HDI板的外层及后段进行编辑3.1次外层编辑3.2外层编辑3.3折断边图像编辑4.结论5.致谢 6.参考文献1.引言：1.1印制电路板与HDI板制作流程的简介印制电路板，又称印刷电路板，印刷线路板，英文简称PCB或PWB，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。印制电路板的设计是以电路原理图为根据，实现电路设计者所需要的功能。印刷电路板的设计主要指版图设计，需要考虑外部连接的布局、内部电子元件的优化布局、金属连线和通孔的优化布局、电磁保护、热耗散等各种因素。优秀的版图设计可以节约生产成本，达到良好的电路性能和散热性能。简单的版图设计可以用手工实现，复杂的版图设计需要借助计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）实现。印制电路板的基本表象如图（1）所示：图（1）印制电路板的基本表象示意图HDI板制作流程如下所示：裁板内层D/F内层曝光内层显影内层蚀刻CORE压合钻孔镀铜（塞孔印刷研磨）CORE外层D/F曝光显影蚀刻压合雷射钻孔镀铜外层D/F曝光显影蚀刻防焊文字化金成型终检测试包装出厂1.2 Genesis软件与H DI板优势与应用 Genesis是个线路板方面的计算机辅助制造软件，它是由以色列的Orbotech与Valor的合资公司Frontline公司开发的，而且它还在不断开发更多功能，它还允许你可以自己开发设计适合自己规范的功能.其目的是为实工程现制前自动化为CAM处理提供最佳解决方案，由于该软件拥有很强大的功能，很多PCB生产公司都已使用它为CAM制前服由于Genesis软件的优势很多，因而被许多大小线路板厂和光绘公司广泛采用。把客户设计出来的线路板，根据厂里的机器能力，用Genesis软件去修正客户提供的原始资料文件，待处理后，能够为生产各工序提供某些工具（比如各种菲林、钻带、锣带等），方便生产用，起的是辅助制造作用。HDI印制板在日本称之为积层式多层板，它的制造方法有多种，如采用光致成孔法的SLC技术；采用覆树脂铜箔和激光钻孔的CLL AVIS技术；采用导电膏实现电气互连的ALIVH技术及Bz it技术等。在H DI 技术没有出现之前， PCB 增大布线密度的方法是增加层数、缩小孔径与焊环。但这些方法均有局限： 1 . 当孔径小于1 0m il时，生产能力及成本均成问题； 2 . 层间互连用的整板导通孔为线路布局带来大量限制，同时又占用了零件组装所需的面积，使得印制板欲小不能； 3 . 导通孔会破坏多层板内在电压层的完整性， 妨碍内在讯号层的布线，严重影响板件的电气性能。解决这些问题的办法是采用较先进的印制板生产工艺积层法(B uild- up)工艺，对于高速化讯号的电性要求，电路板必须提供具有交流电特性的阻抗控制、高频传输能力、降低不必要的幅射等，因而HDI线路板的生产与应用蓬勃发展起来。电子设计在不断提高整机性能的同时，也在努力缩小其尺寸。从手机到智能武器的小型便携式产品中，小是永远不变的追求。高密度集成（HDI）技术可以使终端产品设计更加小型化，同时满足电子性能和效率的更高标准。HDI PCB 产品广泛应于通讯手机、电脑、仪表、汽车、数控、军工等各个领域与我们的生活密不可分。2.运用Genesis软件对HDI板的前段及内层进行编辑2.1 Genesis软件在HDI板制作中常用指令2.1.1复制源文件：按要求从客户传进公司的相关资料中调出相应资料进行编辑，在编辑之前的准备工作（复制源文件）及操作界面如图（2）所示：图（2） 复制源文件界面的示意图打开genesislib公共库，我们可看到在forms中存在一名为genform1的form进入任意一个job，点击filecopy菜单在相应的栏目中依次填入源文件名、源文件中要copy的form名、copy后的目标文件名以及目标文件中copy后的form名 OK或Apply均可执行复制这一操作。2.1.2文件相关程序的操作：复制源文件后进入目标文件相应的form中进行程序的编辑。编辑程序的界面如图（3）所示。图（3） 编辑程序的界面示意图2.1.3程序运行界面相关指令操作：程序准备工作完成后需执行运行这一命令。程序运行界面如图（4）所示：图（4） 程序运行界面的示意图进入程序运行界面后，设置为Global，则路径栏自动变为固定设置路径（/genesis/sys/scripts)点击运行程序的目录点击当前正在运行的程序名设置程序运行参数界面黄条纹会显示当前运行程序的JOB名称和STEP名称点击ok运行程序并关闭窗口；若点击apply运行程序但不关闭运行窗口，而且可以看到程序运行结果返回窗口中；若点击Close则会关闭运行程序窗口。2.1.4Matrix系统查看编辑各层属性：打开目标文件指定form后，接着点击Job Matrix进入各层属性的编辑。其中的层别及属性一般包括有锡膏层（sp,p）、防焊层(sm,p)、文字层（ss,p）、顶层（sig,p）、底层（sig,p）、各内层（sig,p）、孔层（drl,p）、outline层（rt,p）等。各层属性的编辑界面如图（5）所示：图（5） 各层属性的编辑界面示意图2.1.5图象编辑指令：图象编辑工具如图（6）所示： 图（6） 图象编辑工具示意图 图象常进行以下编辑：页面上下左右的移动、放大、缩小、过滤器的选择、局部放大、物件距离的测量、移动物件、添加物件、删除物件、物件的镜象、线段长度的延伸、线段方向角度的改变、单选、框选、不规则框选等均可在上图中选择相应的按键。 客户以电脑文件的形式提供他自己的样品资料，我们在加以修正制作。 以一个具体情况为例，如06C5Z001H001这一料号就代表一个六层的HDI板，它包括内层、次外层、外层，它的孔层有612、616、625、656.2.2孔层编辑：孔层编辑功能键如图（7）所示：图（7） 孔层编辑的功能键示意图2.2.1孔位校正:DFM-Repair-pad snapping以Top层为参照层进行相应孔层的对位，操作完成后各层别对应比对查看。2.2.2编辑孔的大小：比如通孔层616，打开616层在层别编辑器中右击-Drill tools manager-与工程资料表中孔的大小属性比对进行修改-Apply.2.2.3分析：对图象进行各项分析的功能键如图（8）所示： 图（8） 图象各项分析的功能键示意图Analysis-Drill checks-查看分析结果-孔与孔的间距要达到工作指示单的要求数值。如若间距不足应移动孔的位置（一般移孔不得超过3mil）。 Analysis-Board Drill checks-查看分析结果-孔与孔、孔与outline线的间距要达到工作指示单的要求数值。如若间距不足应移动孔的位置（一般移孔不得超过3mil）。2.2.4 F10-钻孔编辑-检测不同Net之间的孔距（一般要求不同Net之间的孔距为13.8mil）-若不足则需移孔，若不足的数量超过15个则需截图反映。2.2.5 F10-钻孔编辑-检查BGA(一般要求距BGA需4mil的大小)。达到要求数值后与原稿层别比对查看是否相符。2.2.6 F10-NET设置-自动设置netlist和测试测点-save.2.3铜面优化：铜面优化所用指令如图（9）所示：图（9）铜面优化所用指令的示意图使用过滤选择器（不选pad、不选连接pad的线）-将选出的铜面、线、弧等move至一个辅助层中-与原层比对确认无误后-将辅助层中的物件-Edit-Reshape-contourize-辅助层中的物件即被整合为一整个铜面-move回原层之中。2.4内层正片编辑：2.4.1去除独立pad、去除np属性的pad：F10-内层图像编辑-内层去除独立pad程式-按照工作指示单的要求去除指定大小的独立pad。2.4.2线路补偿：使用过滤选择器选出正比的线等Edit-Resize-Global-输入线路补偿的数值-apply.2.4.3pad补偿：使用过滤选择器选出正比的pad-Edit-Resize-Global-输入pad补偿的数值-apply.2.4.4涨Ring边涨Ring边所用指令与界面如图（10）所示：图（10）涨Ring边所用指令与界面示意图将该内层设为影响层-DFM-optimization-signal layer opt-在对话框中选择输入指定的数值执行即可-若有未达要求的则需手动涨Ring边Edit-Resize-Global-输入指定数值即可。2.4.5刮包线（pad/线到铜面的距离）：打开一个内层通过过滤选择器选中正比的铜面-将选中的move至辅助层x中-在辅助层中Action-Reference selection-将选中的copy至辅助层z中(依要求放大)-Action-Reference selection-将选中的delect-将z中留下的物件以负比形式move至x中（同时翻片）-Edit-contourize.2.4.6刮隔离（孔到导体的间距）：将与该内层接触的孔层设为工作层Action-Reference selection-将选中的copy至辅助层z中(依要求放大)-将z设为工作层与x层Action-Reference selection-将选中的delect-将z中留下的物件以负比形式move至x中（同时翻片）-Edit-contourize.2.4.7成型内刮：建一个辅助层out-并将outline线copy至out层中-Reshape-change symbol-按工作指示单要求放大-将out层中放大后的outline线以负片形式copy至x中- Edit-contourize.2.4.8Fill(去除尖尖角部分)：将x设为工作层-Analysis-signal layer checks-将分析出的结果查看-若线宽满足要求即Edit- Reshape- Fill -与原稿层比对后-将x层中的物件Edit-contourize-将x层move到原来内层中.2.4.自动削：自动削所用指令与界面如图（11）所示：图（11）自动削所用指令与界面示意图DFM-optimization-signal layer opt-选择自动削程式并输入指示的数值即可-自动削若有问题出现需手动进行- Analysis- signal layer checks-将分析出的结果查看-与原稿比对进行手动改进-该完之后Analysis- signal layer checks直到各项指标符合要求。2.4.10加泪滴：加泪滴所用指令与界面如图（12）所示：图（12）加泪滴所用指令与界面示意图DFM-Yield Improvement-Advanced Teardrops creation-将分析之后的各项查看直到不出现Problem Teardrops即可。2.4.11补细缝：F10-内层图像编辑-补细线及空洞辅助程式-选择某内层-细缝补完之后- Analysis- signal layer checks直到各项指标符合要求。补细缝所用指令与界面图（13）所示： 图（13）补细缝所用指令与界面示意图2.4.12去铜渣：DFM-Repair-Pinhole Elimination-一般去除数值X 或Y小于10mil以下的铜渣- Analysis-surface Analyzer-检查是否将小铜渣去除完毕。2.4.13填數據、比對原稿, 比對net、2.4.14測導通：将pcb step复制，打开-若有补线需将其去除-选出正片的铜面-Edit-Resize-数值输入-8-Net比对（比对结果不可出现短路与断路）.3.运用Genesis软件对HDI板的外层及后段进行编辑3.1次外层编辑：3.1.1去除独立PAD(雷射孔,埋孔不可去)、 去除np属性的pad.3.1.2蚀刻补偿(阻抗,线路, PAD).3.1.3依工作指示涨Ring边.3.1.4刮包线 (注：检查有无多刮,有无将负笔去除)：其操作步骤以及指令的运用与内层正片编辑类似。3.1.5刮隔离(注：检查有无多刮)、刮成型(注:检查有无导线pad距成形不足)：其操作步骤以及指令的运用与内层正片编辑类似。3.1.6 Edit-coutourize-fill铜面-coutourize.3.1.7自动削 （ pth opt ， via opt）3.1.8加泪滴、补细缝3.1.9去除X 或Y小於10mil铜渣(注:原稿泪滴不可去).3.1.10填数据、比对原稿, 比对net.3.1.11测唯一导通：将pcb step复制，打开-若有补线需将其去除-选出正片的铜面-Edit-Resize-数值输入-8-Net比对（比对结果不可出现短路与断路）.3.2外层编辑：3.2.1去除npth孔对应pad（外层一般不去除独立pad）。3.2.2全面补偿(阻抗,smd,bga属性的pad，光学点，线路)。注：一般阻抗补偿时查看是否漏补偿弧线；若是差动补偿，则需将指定线宽的线与弧移至一个辅助层中，再根据阻抗表等资料加以筛选再进行补偿，并加上属性。3.2.3涨Ring边：同内层、次外层一样，将Ring边涨到Normal Ring,达不到要求的需手动将其涨到Normal Ring的大小。3.2.4刮包线：比如top层，先选出top层的铜面移至辅助层1中，再选出top层正笔的线与辅助层1参考选择，将选出的线copy至辅助层2中（同时将线按要求放大）。再选出top层中pad与辅助层1参考选择，将选出的pad copy至辅助层2中（同时将pad按要求放大）.将辅助层2设为工作层与辅助层1参考选择，将选出的物件删除，留下的以负笔形式copy至辅助层1中。3.2.5np孔刮隔离：将孔层中np属性的孔copy至辅助层np中，将辅助层np中物件按要求放大并以负笔的形式copy至辅助层1中。3.2.6成型内刮、v-cut内刮：将outline层中的out线、v-cut线分别按指示单要求放大并以负笔形式copy至辅助层1中-Edit-contourize。3.2.7将辅助层1作为工作层Analysis-signal layer checks-将分析出的结果查看-若线宽满足要求即Edit- Reshape- Fill -与原稿层比对后-将x层中的物件Edit-contourize-将辅助层1move到原来top层中.3.2.8自动削：将top层设为工作层同内层自动削一样，输入指定的数值即可。注：外层中的smd、bga属性的pad程式不会自动削，这需我们手动添加负笔使其间距达到要求，但无论smd、bga属性的pad削的大小是多少必须填写反映单。3.2.9添加泪滴、补细缝、去铜渣（与内层编辑相似）。3.2.10填數據、比對原稿, 比對net3.2.11测唯一导通：外层测导通缩铜大小为6mil即-6.3.3折断边图像编辑：3.3.1建step：s_coupon1、d_ coupon1、d_ coupon2、array.3.3.2打开array，运用F10调出原稿。首先将dw机构图对位到（0，0）点，再将dw机构图中的outline线copy至outline层中。3.3.3排版：排版所用指令与界面如图（14）所示：图（14）排版所用指令与界面示意图Step-panelization-S&R Edit-在对话框中输入x与y方向上排版的数目以及x与y方向上的距离值-右击Flatten至辅助层a中, Edit-creat-profile.3.3.4内容物的添加：3.3.4.1按工作指示单要求建CT/ST、dns、dn1等层。3.3.4.2添加定位孔：将d1-ori的定位孔copy至d1层-右击Drill tools manager-与工程资料表中孔的大小属性比对进行修改-Apply-与dw层比对看定位孔位置是否正确.然后将d1层np属性的孔按工作指示单要求放大不同的大小copy至CT/ST以及防焊层中。3.3.4.3光学点：将外层原稿中的光学点copy至外层中，并加外层pad补偿值。然后将对应的光学点选中加上光学点属性。3.3.4.4防焊光学点：将原稿中防焊层光学点处的pad copy至防焊层中，并且一般加2.5mil的补偿值。3.3.4.5光学点机构图的制作：F10-折断边图像编辑-制作光学点机构图-选中外层中2个对角的光学点copy至drawing中，并减去pad补偿值-再选中与对角光学点交叉的2或3个定位孔并copy至drawing中-continue。3.3.4.6加v-cut测点：F10-折断边图像编辑-制作测点pattern辅助程式-将test-top与test-bot设为工作层与影响层-添加pad-special-选择测点类型添加-输入外层线宽补偿值-continue.3.3.4.7工作指示单加Dummy pad：F10-制作板边辨识文字pattern-按要求加在指定位置处。3.3.4.8计算各内层残铜率-右击copper/exposed area-一般残铜率大于50%时要做连续铜箔刮导气条。3.3.4.9外层按要求做F10加网状铜箔或F9加点状Dummy.3.3.4.10加厂内料号，如06C5Z001H001_T2，厂料加好后将其覆盖的物件删除掉。3.3.4.11 F10-防焊曝光对准度检验标靶设置-1.5mil/1.5mil-将新