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SMT-DFM实验指导书潘开林 丘伟阳 编桂林电子科技大学机电工程学院2009年11月15日目录实验一 DFM数据读入.2实验二 DFM分析.20实验三ERF规则管理.实验四DFM报告输出.实验一 DFM数据读入一、 实验目的1.了解DFM数据类型；2.了解DFM数据的读入方式；3.重点掌握EDA数据及Gerber数据的读入。二、实验器材1. 计算机一台，CPU主频2G以上，内存1G以上；2. Valor Enterprise 3000/Trilogy 5000软件一套。三、实验具备知识DFM数据类型1. EDA数据（1）Cadence (.brd extract files)Layers file e.g. layers_.outPads file e.g. pads_.outComponents file e.g. comps_.outPins file e.g. pins_.outGeoms file e.g. geoms_.outProps file e.g. props_.outNets file e.g. nets_.outTechnology file e.g. tech_.outFilms file e.g. films_.out备注：粗体字文件是必须的文件，正常字文件是可选的文件（2）Mentor (Board Station Database)Mfg/neutral_fileMfg/geoms_asciiTraces fileTech fileLayers fileAperture_table fileDrill_table filePins fileVariants file备注：neutral file是必须的，geoms ascii、traces、tech是建议的，其它是可选的（3）PowerPCB (.ASC file) Signal Layer P/G Layer Silk Screen Layer Solder Paste Layer Solder Mask Layer Documentation Layer 备注：一般是一个后缀是ASC的文件包含上面所列的Layer。（4）Zuken Visula (Cadif.file)EDA文件是cadif.file，包含了所有的必要数据。（5）Zuken CR3000 (.bsf, .mdf, udf files)Technology file (.bsf) Component Shape Catalog file (.mdf) PC Board Shape file (.udf) Wiring Specifications By Signal (.ccb；.ccf；.ecf；.wdf；.drn) 备注：粗体字文件是必须的文件，正常字文件是可选的文件。（6）Zuken CR5000 (.pcf, .ftf files) PC Board ASCII file (.pcf) Panel ASCII file (.pnf) Footprint ASCII file (.ftf) Package ASCII file (.pkf)备注：粗体字文件是必须的文件，正常字文件是可选的文件。（7）PCAD (.pcb) Component Footprints Layer list stack order Net lists Output setting for layers features (vias，pads，traces，surfaces and text objects) 备注：一般是一个后缀是pcb的文件包含上面所列的内容。（8）Orcad (.max, .min)EDA文件是后缀是.max，.min的ASCII文件。2. ODB Input ODB+数据文件一般是一个后缀是.tgz的压缩文件包。3. Gerber 数据Gerber 274 D / Gerber 274 X/Excellon2/D Code/CPL四 实验方法和步骤1. 导入EDA数据（1）、新建一个Job。e.g. training1 在Engineering Toolkit窗口上经由菜单File-Create或在工具条上直接点击按钮打开窗口Create Entity Popup窗口，在其中完成Job信息的录入。1、输入Job名称2、选择Database名称3、点击OK新建一个Job（2）、读入EDA文件。 在Engineering Toolkit窗口上经由菜单File-Import-EDA Data或在工具条上直接点击按1、选择读入EDA的种类3、输入Job名称2、选择EDA数据的路径4、输入Step名称Remark Remark Remark Remark Remark Remark ：点击Additional Parameters按钮打开设置窗口若使用Allegro 14.0以上的版的Flash Thermal Symbols功能时，选Yes指在负片中的隔离线是以Anti Etch来定义（Yes），还是以Shape来定义（No）Remark ：点击Check按钮，自动检查所需的EDA数据文件是否存在。Remark ：点击Translate按钮把EDA数据文件读入T5K中读入完成后显示状态信息Remark ：点击Report按钮查看EDA数据文件处理的详细报告文件Remark ：点击View Log按钮打开T5K Log文件。（3）、查看已读入的EDA图形资料。鼠标左键双击Job图标在Engineering Toolkit窗口中直接双击所要打开的Job图标把Job打开并读入到电脑内存中把Job打开但不读入到电脑内存中鼠标左键双击Steps图标鼠标左键双击pcb图标备注：Steps的数量和名称是由EDA数据读入时用户自己输入的名称有关。图形区状态栏Matrix预览框工具栏菜单栏2. 导入Gerber数据（1）、新建一个Job。e.g. training2（2）、读入Gerber文件。 在Engineering Toolkit窗口上经由菜单File-Import-CAM Fab Data (Gerber)或在工具条上直接点击按步骤1：在Input Package窗口中指定Gerber文件存放的路径：点击这里指定Gerber存放的路径。：接受选择的路径。：选择相应的路径。步骤2：指定Job名称；指定或新建Step。：选取Job。：选取或新建Step。步骤3：自动识别当前目录下的文件类型。点击Identify按钮执行。在Wheel文件的行区域内点击鼠标右键从快捷菜单Open wheel template打开Wheel模板编辑窗。：识别文件。：可以重新命名每层的名称。：Gerber读成功后可以从这儿查看图形。 步骤4：如果T5K没有保存的Wheel模板文件，需要新建此类Gerber的Wheel模板。Wheel Template编辑窗口。Wheel模板Wheel数据文件全局参数模板：全局参数的设置。、Wheel type：Gerber标准的Gerber Wheel；Tools钻孔对照表。、Units：Wheel默认尺寸，Inch、Mil任意一种。、Units X：尺寸因子。、Dcode numbering：ExplicitDcode定义在Aperture表中； StandardDcode分配在标准系列中； Station从Aperture表中读取Dcode并把它转换成标准系列； Order1Dcode从D01单步增长； Order4Dcode从D01以4的步序增长； Order10Dcode从D10单步增长；、Max records per line：Wheel文件中每行最大记录数 (1-5)；、Global separator：记录Aperture文件中全局分隔符，以便系统自动忽略；、Substitute characters：设置字符替换关系。 Conditional Units List (可选项) 功能同全局参数设置中的、。 HeadLine把某种Wheel文件的固定特征行记录下来，方便T5K在自动搜索Wheel模板时能够快速定位，以达到快速找到所对应的Wheel模板。Wheel模板模板：创建一个记录的步骤：1、 选取孔径表中的一行标题栏。一般是这张孔径表的每个栏位的内容描述。（可选）2、 经由菜单Params-HeadLines把标题栏加入模板中。（可选）3、 鼠标左键点击表中真正的数据行。4、 经由菜单Edit-Add增加一条记录。5、 从Symbols Popup窗口中选取对应的孔状特征类型。6、 选取正确的Dcode栏并把它定义成Dcode。7、 设置各种定义。8、 经由菜单Actions-Translate验证刚设置的Wheel模板。Wheel模板记录符号参数栏位区域记录区域模板：记录定义。Basic按钮：正常记录定义Reference按钮（Ref1、Ref2、Ref3）：对于非标准的孔径文件记录定义。栏位数据类型栏位定义No-Tag / Tag栏位数据类型：Dcode匹配一个整型数字并把它表述成孔径Dcode；Int匹配一个非负数整型数。Fixed_Int匹配一个固定长度整型数。Float匹配任何非负数的整数或小数。Alpha匹配希腊字母字符串。Character匹配任何一个字符，两个字符要用两次。Any匹配直至数字、小数点或当前行的结尾（也可以匹配空字符）。String匹配至当前行结尾或TAB字符或空格字符（不匹配空字符）。匹配一个新行。匹配一个垂直条（ASCII码24）。（）匹配圆括号中的字符串（不支持圆括号嵌套）。匹配两个域之间的空白区域。Fixed_Str匹配指定的字符串。栏位定义：None栏位定义必须总是出现（默认）。Optional栏位定义是可选的（一个问号被加入）。Reference用于输入文件中的某个符号没有被当作记录被记忆，但在翻译的过程中又是必须的。标记符：Tag把栏位中域实体标记成一个英文字母，用作变量传递数值（所有非数值域不能用标记去代替）。No-Tag域未设标记。设置好Wheel模板后保存模板返回Input Package窗口。步骤5：读入Gerber files。点击Translate按钮完成Gerber files的解析读入。步骤6：查看解析报告。在Input Package窗口中点击Report按钮打开Report窗口，用户可以浏览Gerber files解析报告。步骤7：编辑Layer rules文件，位于X:ValorTrilogysyshookslyr_rule。步骤8：查看图形资料。鼠标左键双击pcb图标打开Graphics Editor当前Job/Step的名称状态条消息条数据条输入坐标条预览框Layer表工具栏菜单栏图形框通过鼠标点击Layer列表中的Layer层来显示或关闭图层。步骤9：修正每个Layer层的属性并调整层顺序。点击每层Layer可设置其属性点击Job Matrix图标打开Job XXX Matrix窗口，通过点击每一个Layer来指定各自的属性。可以重新命名Layer名称。Layer名称Layer所属正片或负片Layer所属大分类Layer所属详细分类 Layer名称：默认为Gerber文件名称，用户可以直接输入修改。 Layer所属大分类：board实体层；misc非实体层。 Layer所属详细分类：signal信号层；power_ground电源或电源地层；mixed混合层；solder_mask：防焊漆层；silk_screen：丝印层；solder_paste：焊盘层；drill钻孔层；rout；document文档层。 Layer所属正片或负片：一般power_ground层为负片层，其它是正片层。移层三步骤：鼠标左键点击要移动的层：鼠标左键点击要插入的层：点击菜单Edit-Move在上图界面中，先点击要移动的层；然后在菜单Edit中点击子菜单Move；再点击要移至的层（该层将下移）。排列的基本顺序是：Top Side Silk_Screen；（sst）Top Side Solder_Paste；（spt）Top Side Solder_Mask；（smt）Top Side Signal；（top）Power_Ground；（gndXX）Signal；（artXX）Power_Ground；（VXX）Power_Ground；（VCXX）Bottom Side Signal；（bot）Bottom Side Solder_Mask；（smb）Bottom Side Solder_Paste；（spb）Bottom Side Silk_Screen；（ssb）步骤10：Layer对齐。（当Gerber中不同层的原点不一样时）移动层参照层、在Layer列表中用鼠标选中需要对齐的两个Layer。注意把移动层设置为工作层。设置啮合方式、选取参照点的啮合方式。、经由菜单Edit-Move-Same Layer执行移动操作。、确认被移动层上所有的features均被移动。移动层的参照点、在被移动层上选取参照点。参照层的参照点、在参照层上选取相同位置的参照点。（两层的参照点一定要选同一个位置）五 实验报告1. 认真阅读实验报告，并写一份预习报告，在实验之前交给指导老师。2. 实验完成之后写一份实验报告，同时回答以下思考题。 1. DFM输入数据的类型是什么？ 2. 使用Gerber数据的好处是什么？六 实验报告：实验名称：DFM数据输入班级 学号 姓名 实验日期（1） 简要写出EDA数据输入步骤（2） 简要写出gerb数据输入步骤（3） 简要回答该实验的思考题实验二 DFM分析一、 实验目的1. 了解DFM分析流程及其原理2. 掌握DFM分析的基本方法和步骤二、实验器材1. 计算机一台，CPU主频2G以上，内存1G以上；2. Valor Enterprise 3000/Trilogy 5000软件一套。三 实验方法和步骤1. Netlist分析先决条件：Netlist分析之前要求先执行Cleanup的操作使其最适宜分析。把拖曳Flash处理成临界的精确Netlist。 在Netlist抽取之前必须完成的几个Cleanup操作： 在Job Matrix框中分派层的类型和极性； 把Drill层指定成板层的穿通属性； 鉴定钻孔的尺寸和类型； 定义板边框的外形轮廓； Cleanup的的操作： 运行DFM-Cleanup-Construct Pads(Auto.)，然后接着运行DFM-Cleanup-Construct Pads(Ref)，确保所有的拖曳数据被精确鉴别成testpoint，同时，最好再运行Edit-Reshape-Break功能，回顾一下所有创建的Pads以确保错误的创建Pads不再遗留。 除flashed pads之外，Netlist分析器也会使用属性以确保netlist的智慧性。在比较功能里，那些具有.smd属性的pads较易于被Netlist分析器识别和标注，应用那些属性用outline数据识别它们成为SMD pads。在试图输出最终参考netlist之前，请确保Drill：Plated、Drill：Non-plated和Drill：Via三个属性被选取并处理，因为这三个属性同样也会影响netlist的比较功能。 当多个不同的点被明确地编辑处理后，应该要在Online Netlist窗口上运行一下Check All然而应该要得到指示器为绿色的正确结果。如果结果不正确，则说明用户已经创建了一个违反规则的netlist。也有可能在自动运行的时候，在输出阶段去检查online netlist的状态并且在指示器不是绿色的状态下会给用户显示警告信息。Netlist分析的操作步骤。 步骤、进入Netlist Analyzer界面。 方法一、点击工具条上的Online Netlist按钮，再点击Analyze按钮。点击这里 方法二、经由T5K Engineering Station窗口的菜单Actions-Netlist Analyzer或在工具条上直接点击按钮。点击这里步骤、相关参数设置及操作。、指定EDA同步层、选择Netlist Analyzer的功能、查看各种结果及报告、选取类型Current base CAD或Current、选取Job和Step同、选取类型CAD或Reference、选取Job和Step、比较两种netlist、基于物理连接产生的netlist、显示作为参考用的netlist指定作为参考用的netlist详细的技术要点 Netlist分析主要检查以下四类错误：1、Shorted短路2、Broken 断路3、Missing少了网络4、Extra 多了网络 2. 裸板分析（Fabrication Analysis）裸板分析的内容与功能裸板分析允许DFM工程师验证裸板的可制造性。基于传统的轮廓线算法，裸板分析器能尽可能早的侦查加工方面的问题点，并且允许DFM工程师事先识别潜在的问题点，针对制造/装配及测试方面的优化考虑来定义相应的解决方案。其主要模块有9个主要方面和100多项全自动检查 钻孔分析 (Drill Checks) 信号层分析 (Signal Layer Checks) 电源/地分析 (Power/Ground Checks) 阻焊层分析 (Solder Mask Checks) 丝印层分析 (Silk Screen Checks) 外框分析 (Profile Checks) 钻孔外形分析 (Drill Summary) 钻孔间分析 (Board-Drill Checks) SMD焊盘分析 (SMD Summary)通过单独选择分析类别，可以进行单一内容的分析，方法1：工具栏上点击Analysis，然后选择Fabrication,最后选择要进行分析的项目。例如：信号层分析项目的图示见下图 选择要检查的层面选择所要检查的项选择所要检查的项查看分析结果通过检查表分析类别，可以进行全面内容的分析方法2：建立针对于Fabrication Checks的检查表（见后面5.5）观看分析结果，以Signal Layer Checks为例，如下图：3. 装配分析 (Assembly Analysis)装配分析的功能与内容介绍程序允许任何用户在产品下线前抓住加工过失。组装分析程序主要解决装配方面的问题，如：元器件间距、基准点、测试点、外形等。本模块功能强大，在以下5个主要方面提供100多项全自动检查，并提供丰富的分析报告：如基准点分析、元器件分析、 盘堆栈分析、 测试点分析及阻焊层分析报告等。利用ODB+的智能及基于形状的核心算法，本系统的高级组装/测试分析程序允许通过单独选择分析类别，可以进行单一内容的分析方法1：工具栏上点击Analysis，然后选择Assembly,最后选择要进行分析的项目。通过检查表分析类别，可以进行全面内容的分析方法2：建立针对于Assembly Checks的检查表（见后面5.5）4. 创建检查表Check List检查表的简介 在Enterprise/Trilogy软体平台中，针对于Fabrication和Assembly的分析项目非常稠密而全面。如果想做一个全面的分析，单单靠一项一项的检查与分析是一项非常繁琐与庞大的工程。因此在Enterprise/Trilogy软体平台中，提供一个可以一次性完成全部分析的检查表模块，可以方便使用者通过轻松的一次操作，来实现对于整个数据全面分析的目的。创建一个新Check list的方法与步骤在工具栏上点击“Action”“检查表”“开新文件”出现下图显示情况再打开一个单项分析的界面（以Component Analysis为例，见下图）点击这里进行复制复制好单一分析的项目以后再回到新建的检查表，进行粘贴在检查表的工具栏上选择“编辑”，然后选择“粘贴”。如下图所示 粘贴好以后就出现上右图的界面这样就完成了对于单一分析项目加入检查表分析的工作 选择不同的分析项目，重复上述步骤 给自己创建的check list取名：在工具栏上点击“Action”“检查表”“改名” 如果想将自己创建的check list拷贝到库，给其他Job共享，则在工具栏上点击“Action”“检查表”“拷贝到库” 如果想重复利用库中自己创建的check list，则需先从库拷贝到本Job，在工具栏上点击“Action”“检查表”“从库拷贝”。 注：系统安装后，库中已有了上图缺省的4个check list。 如果想打开Job中已有的check list，则在工具栏上点击“Action”“检查表”“打开”。5. 运行Check list打开Job中已有的check list：在工具栏上点击“Action”“检查表”“打开”。在check list中选中需检查的项。检查显示数据检查板内数据检查所有数据选择所要检查的项 运行结束后的Checklist如下图所示错误警告的种类运行时间点击绿色的放大镜可得到错误报告界面6. 分析错误及创建报告文件Share List在Enterprise/Trilogy平台上分析并得到各项检查的结果后，会通过创建Sharelist文档来将各种错误信息以HTML的格式方便地、及时地、有效地、精确地反馈回研发部门。通过告诉研发部门各种错误的类别、与规则的冲突所在、图像、具体的XY坐标等参数，可以使研发部门轻松、准确并无遗漏的修改设计部门各种错误的类别、与规则的冲突所在、图像、具体的XY坐标等参数，可以使研发部门轻松、准确并无遗漏的修改设计。显示单项错误报告结果统计表生成Sharelist规则规定的最低数值选择可以观看错误警告图像的方式被检查的层面检查对于错误警告的截图实际CAD数据的数值放大视窗中可以看到的画面如下图显示：创建Sharelist报告点击创建Sharelist的图标后，弹出以下对话框：删除截取图片加注解错误警告的图形显示错误警告的类别导出Sharelist 点击导出Sharelist的图标后，出现了导出Sharelist界面：选择的输出的属性项已经选择的显示属性导出文件的格式导出文件的路径和名称选择应用以后就生成了Sharelist报告文件。见下图： 六 实验报告实验名称：DFM分析班级 学号 姓名 实验日期（1） 简要写出Netlist分析流程（2） 简要写出裸板分析流程（3） 简要阐述下Check list和Share List实验三 ERF规则管理一、 实验目的1. 了解ERF规则2. 掌握ERF规则的定义和编辑二、实验器材1. 计算机一台，CPU主频2G以上，内存1G以上；2. Valor Enterprise 3000/Trilogy 5000软件一套三、实验内容ERF（External Rules File）是一组规则文件，主要包含供DFM检查使用的一些参数、变量及筛选值。ERF Manager是一个独立的规则浏览及编辑工具，可用来检查规则的缺失、冗余、非法，并以交互的方式供用户修改维护，还可实现公/英制转换，规则库升级等功能。1. ERF规则文件的存放位置ERF文件有三个优先级，按从低到高的顺序依次为：内嵌级、系统级、用户级。内嵌级：Valor软件安装时自带的，在$GENESIS_EDIR/prog目录下，不允许任何人修改。系统级：在$GENESIS_DIR/sys/valor_prog目录下，一般用于大家共享，由管理员管理维护。用户级：在$VALOR_HOME/.genesis/valor_prog目录下，由单个用户自己管理维护。用户可将内嵌的ERF规则拷贝到系统级、用户级ERF规则所在目录，从而产生初始的系统级、用户级ERF规则。此时打开ERF Manager时，ERF Manager将按标准方式读进这三个规则，如下图所示。 * 显示当前ERF规则对应的文件路径不管是在哪个优先级的路径下，ERF规则的目录结构如下图所示，每一DFM检查动作对应一*.erf文件，*.alias文件为其对应的别名文件，用于存放各项规则的中文说明或其它语言的说明，使规则的设定及DFM检查结果的分析更容易。ERF别名文件裸板分析规则装配分析规则分类定义文件HDI分析规则SQA分析规则ERF规则文件2. 与ERF规则密切相关的分类定义文件分类定义文件由一些*.def文件构成，主要用于对器件类型（comp_types.def）、DRC区域（drc_areas.def）、Net类型（net_types.def）、HDI区域（hdi_areas.def）、工艺处理方法（proc_areas.def）进行分类，以使ERF规则的制定更精细。相应地，分类定义文件也有对应的三个优先级，从低到高依次为：内嵌级：Valor软件安装时自带的，在$GENESIS_EDIR /erfem/resources/defs目录下，不允许任何人修改。系统级：在$GENESIS_DIR/sys/valor_prog/defs目录下，一般用于大家共享，由管理员管理维护。用户级：在$VALOR_HOME/.genesis/valor_prog/defs目录下，由单个用户自己管理维护。从ERF管理器中可直接对这些分类定义文件进行修改维护，执行浏览分类器件种类，添加新的类型并按回车，也可选种所要删除的类型然后进行删除。修改完毕后再保存到用户级分类定义文件中，当然也可以保存到系统级目录下。在工艺区域文件（proc_areas.def）中设定用户可能会使用到的各种工艺方法，如：SMT，FS（波峰焊），SS（选择性波峰焊），IR（通孔回流焊），PS（局部波峰焊），LS（无铅波峰焊）等。在器件种类文件（comp_types.def）中设定需设置特定ERF规则的器件类型，如：axial，0201，0402，3216，7343，discrete等。 下图是这些分类定义文件对ERF规则设定的控制： （受proc_areas.def控制） （受comp_types.def控制）3. ERF文件的内容任一个*.erf文件都是由定义和模型两部分组成。定义部分由首部描述、参数定义、变量定义三部分组成；模型部分由首部描述、参数设定、变量设定、范围值四部分组成。如下图所示，定义部分主要用于定义参数与变量的值域，而模型部分则是该ERF规则的具体实例，可以有多个。ERF模型ERF定义参数与变量的区别：所谓参数是指执行DFM检查时屏幕上所能设定的参数，不能在屏幕上看到和设定的参数则统称为变量。如下图：作为缺省参数 关于模型实例中的范围值：项目名称：来源于*.alias文件。范围名称：规则的内部名称。指定区域：指定工艺处理、DRC、HDI或其它区域，来源于comp_types.def、drc_areas.def、hdi_areas.def定义文件。可用通配符*表示。器件种类：来源于comp_types.def文件。可用通配符*表示。如：sop*，discrete*等。边：w表示器件的宽边，n表示器件的窄边。wn则表示第一器件的宽边与第二器件的窄边之间的间距。可用通配符*表示，如：n*。数值：用于设定报错、报警、通过的阀门值，如：20，30，40则表示测量结果小于20则报错以红色表示；2030之间则表示警告，以黄色表示；3040之间则表示通过，以绿色表示；大于40则以兰色表示 。四个特殊的设定值：-1，-2，-3 测量结果都是正数，报告都归到-1的左部而显红色99999，-1，-2 测量结果都是落在-1到99999之间而显黄色-2，-1，99999 测量结果都是落在-1到99999之间而显绿色-3，-2，-1 测量结果都是正数，报告