李善娣(毕业论文设计)

1、南京信息职业技术学院毕业设计论文作者李善娣学号 g0631610系部 微电子工程系专业电子电路设计与工艺题冃 genesis2000在印制电路板生产中的应用指导老师评阅教师毕业设计（论文）中文摘要题目:genesis2000在印制电路板生产中的应用摘要：随着电子产品向短、小、轻、薄与多功能的发展，人们需耍一些辅助软件来做出这 些电路板。genesis2000设计软件就是可以进行焊盘与走线z间间距、焊盘的环宽、内层 隔离盘的大小、非孔化孔、无终点线和整个pcb图形到外形间距的检查，以判断该pcb的 设计是否符合相关的标准的一种辅助软件。其系统功能强大，分析功能全面，自动化程式 不断升级，在印制电

2、路板制造中占据及其重要的地位。本文主要探讨genesis2000在印制 电路板生产中的应用。关键词：印制电路板 生产 应用毕业设计（论文）外文摘要title: the application of the genesis2000 software in the pcb manufacturing processabstract: as electronic products to the short, small, light, thin and multi-functional development, people need some supporting software to make

3、 these circuit boards. the genesis2000 software that can take the line and the distanee between pads, pad ring width, the inner disk the size of the isolation, africa and kong holes, no finish line, and graphics to form the pcb pitch inspection to determine the pcb, whether the design complies with

4、relevant standards as a supporting software. the system features powerful analysis of full-featured, automated programs constantly upgraded, in the menufacture of printed circuit board and occupy an important position. the paper mainly discussed the application of the genesis2000 software in the pcb

5、 manufacturing process.keywords: printed circuit boardmanufeturingapplication1引言2印制电路概述2.1印制电路板定义2.2印制电路板种类2.3印制电路板的发展趋势 3 genesis2000 软体3. 1 genesis2002 基础工具3. 2 genesis2000 分析工具3. 2.1钻孔分析3.2.2线路分析3. 2. 3防焊分析3.2.4文字分析3. 3 genesi s2000 输出工具3. 4 genesi s2000 操作流程3.4. 1客户资料转档3. 4. 2前置作业检查3. 4. 3钻孔编辑3.

6、 4. 4线路编辑3. 4. 5防焊编辑3. 4. 6文字编辑3. 4. 7排版编辑3.4.8资料输出 结论 致谢 参考文献1引言21世纪信息化产业在迅速发展，而pcb行业的发展是信息化产业发展的重 要基础，pcb从简单的单面板发展到现在的多层板，高密度互联板(high density board,简称hdi),软板，经历了 60多年，其可通过在一个很小的覆铜箔板上 做岀线路，再贴装一些电路元器件即可做成拥有强大电路导通，连接性能及其他 电子性能的电子产品。计算机辅助制造(computer aided manufacturing,简称cam)就是为印制 屯路板的前制程提供辅助制造的，它通过-些

7、软件方便分析出制造电路板的一些 技术参数，以及分析出电路板的电器性能是否正确，因此cam部门在每个pcb 公司都具有非常重要的地位。在机械制造业屮，利用电子数字计算机通过各种数值控制机床和设备，自动 完成离散产品的加工、装配、检测和包装等制造过程，简称cam。目両,在一些 pcb 公司应用的软件有：gernests. gc-cam. cam350、prcam、tncam 等。cam系统可以进行焊盘与走线之间间距、焊盘的环宽、内层隔离盘的大小、 非孔化孔、无终点线和整个pcb图形到外形间距的检查，以判断该pcb的设计是 否符合相关的标准。cam主要应用在印制电路板的前制程，它通过，客户设计的 电

8、路图形及布局，在cam软件上进行修改技术参数，测量走线，焊盘等的间距， ring边等，一达到本公司设备的制程能力，为现场工作人员提供光绘底片，钻 孔程式以及一些检验程式等。2印制电路概述2.1印制电路板的定义pcb(printed circuie board)印制电路板的简称,通常把在绝缘材料上， 按预定设计,制成印制线路、印制元件或两者组合而成的导电图形成为印制电路。 而在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形，称为印制线路。这样就把 印制线路或印制电路的成品称为印制线路板，亦称为印制板或印制电路板。印制电路板的设计是以电路原理图为根据，设计人员通过借助计算机辅助设 计(cad)和计算机

9、辅助制造(cam)来设计电路在电路板上的布局设计。印刷电路板的设计主要指版图设计，需耍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。2.2印制电路板的种类2. 2. 1单面板在最基木的pcb上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导 线只岀现在其中一面，所以我们就称这种pcb叫作单面板。这种板子现在普遍运 用银作为桥梁来实现两条线路的导通。因为单而板在设计线路上有许多严格的限 制（因为只有一面，布线间不能交叉而必须绕独自的路径），所以只有早期的电 路才使用这类的板子。

10、2. 2. 2双面板这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的导线，必须要在两面间有适 当的电路连接0行。这种电路间的桥梁叫做导通孔（via hole）,导通孔是在 pcb上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。i大i为双面板的面 积比单面板大了一倍，而且因为布线可以互相交错（可以绕到另一面），它更适 合用在比单面板更复杂的电路上。2. 2. 3多层板为了增加可以布线的而积，多层板用上了更多单或双面的布线板。多层板使 用数片双面板，并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢（压合）。板子的层数就代 表了有几层独立的布线层，通常层数都是偶数，并h包含最外侧的两层。普遍为 4、6或8层板。2.2

11、.4高密度板刚刚提到的导孔（via）,如果应用在双面板上，那么一定都是打穿整个板 子。不过在多层板当中，如果您只想连接其中一些线路，那么导孔可能会浪费一 些其它层的线路空间。埋孔（buried vias）和盲孔（blind vias）技术可以避 免这个问题，因为它们只穿透其中儿层。盲孔是将儿层内部pcb与表面pcb连接, 不须穿透整个板子。埋孔则只连接内部的pcb,所以，从表面是看不出来板子的 层数。2.3印制电路板的发展趋势近60年来，pcb行业发展非常迅速，在这些年中，中国已经在不知不觉中成 为了全球最大的pcb生产国，目前pcb还会沿着短、小、轻、薄的基础上，继续 发展高密度互连板达到电

12、子设备更加高密度化，高性能化。另外要在制造工艺上 更新，探索更好的工艺流程，研发更加先进的工艺设备，从而响应国家的环保号 召及生产出更加精密的电路板。3 genes i s2000 软体3. 1 genes i s2000 基础工具gencsis2000是由orbotcch与valor的合资公司frontline公司开发、支持 的一套软件系统，该系统提供了完整的制前自动化，为pcb厂商提供了最佳cam 解决方案。genesis2000软体屮最基础的工具就是图形编辑器（见图1）。选择区同网络选择器图1 genesis2000软体基础工具示意图这个图形编辑器对于制作料号非常重要：简捷而方便的交互式

13、面板，让人机 沟通更直接，将常用的工具和安全指令设在窗口右边，随手可及，面板上的层次 分明，坐标随吋监控，状态栏可以清晰显示当前的操作状态和图形数据的参数值; 主菜单的编辑栏包描一般的移动、复制、旋转、镜像而且我们可以以坐标的形式找到线路图形的每一点；将图形放大到显示屏的最大比例，使我们更好的判断怎 样修改客户传来的gerbcr；还可以对线路进行平行移动、复制、改变线的走向 等。其中上图标示的两个编辑工具对我们编辑线路有很大帮助：一个是过滤选择 器，通过它，我们可以限制性的选择某一属性的线路图形进行编辑，如光学点， pad. smd等（通常pde对这些特殊属性线路会另外做补偿）。另一个是同网络

14、选 择器，它可以帮助我们判断线路是否是同一网络，使我们避免了将电路板制作出 短路的现象，也使我们避免了将客户原稿是断开的线路制作相连。因此，图形编 辑器是genesis2000系统中比较重要的工作系统。3. 2 genes i s2000 分析工具一般客户传來的pcb板资料都会包括钻孔、成型、线路、防焊、文字等层别。 开始吋，我们首先把资料实体化，其次就是对资料进行编辑，使其的一些技术参 数符合我们公司的制程能力，所以，我们需要一些分析工具，去分析我们的编辑 是否符合规范。genesis 2000包含了钻孔分析、线路分析几乎所冇制程上的分 析功能，并且规定的参数并不固定，可以根据不同的需求去调

15、整erf的设定，达 到符合自己的规范。3. 2.1钻孔分析map图与孔点图可以相互转换，口一气呵成，强大的钻孔管理器，可以对 via孔、pth孔、npth孔进行补偿、调节、高亮、刀具合并及每个孔的位置轨迹 指示。根据内外层的分布屈性，可以检查出孔与孔的电器性能是否导通，还可以 报告近孔、重孔、八字孔及每种孔的个数和位置，并判断孔到成型或板边距离是否太近，具体工作界面见图2o图2钻孔分析示意图3. 2. 2线路分析对照绿油开窗pad的属性定义smd,按照自身要求调节参数，可以做pad加大、pad缩小、绕线、更改形状，对不满足间距的地方进行削切，然后报告所作 动作的结果（可根据尺寸分屏显示）。运行

16、线路自动检查功能，可侦测线路的线宽线距、孔环大小、npth孔距铜的距离pad到pad的间距、pad到线的间距、铜到板边的距离、端点、pad、线、弧的个数及位置，同网络的间隙等。为现场设置时刻速度，药水含量提供一个参考值，其工作界面如图3所示:18spacingstubsdrillcenterbottlenecksizesliverchecksselectedresultsfob matrixpad connect ion checkob : 14crloo2hopads for drills.check missing pads for drills :i yes j nouse compen

17、sated rout :'：yes j noi skeletonsort spacing by solder mask)yes ( norout to cu : josliver in : 4layer ：|laffectedspacingdrill to cuminunum pad overlap : 15test listaction screen:-nr rgraphic editorsilk screen checks. profile checks.board-drill checks. signal layer checks.pow打/ground checks.solde

18、r mask checks.genesis 2000 j篡鴛ele_result chk_ejdri drill-resuldrill summary microvia checks.smd summary.rout layer checks. ortwlech aoi checks.surface analyzer. drill checks.file edit actions options analysis dfm step rout window help frqntlinc图3工作界面示意图3. 2. 3防焊分析根据绿油覆盖定义pad的ring环最优值及防止渗油露铜所需的间距参数、桥

19、位大小，口动运行绿油修改程序，进行自动加大及自动削pad,其结果会报告 出来，以供线上使用，强大的绿油检查功能，可检测岀孔的开窗、pad的开窗及 绿油到锡的距离、开窗pad到pad的距离、细小缝隙、塞孔情况等等。（在我们 公司线上一般需要cam人员提供关于防焊的三个参数：防焊的ring边、防焊pad 与防焊pad之间的距离，防焊与下路的最小间距）。（见图4）wang:i *e31 门sj庖圖画弃倾伽eg漲聲吧聽需eeh3ehfile edit actions options analysis dfm step rout windows hdpmlrob : 04awiil6500 tep: p

20、cb fob hatrix csvtdctleak1itopwn2|uw>3|botx|splq回凰園hi1sx = 181.787635mm129.916847m图4防焊分析示意图3. 2. 4文字分析根据绿油覆盖定义pad的ring在加大一定的距离使文字漆不会伤到焊盘。 并月可以自动刮开防焊到文字的安全距离。可检测文字到防焊、成型、孑l、线路 及文字宽度的距离等等。（见图5）iiphic tditorwan2 njr. /.(. !»(« /153 7678001saction scro rout clearance smd cl««r

21、1;nc< line width pad clearance copper coverageuse8kj*. sm clearanceannlyvis dfm stp rmit windows2010phgenesis 2000graphic editorfile edit actions oglfto ns<m1>select first cornermm|(au silksciwti chocks erf:|bayor : :. typ«»s 11cont ext »bospacing : 355 6mytost listranges.no

22、results all hole clearanceapply to：selectedcompensated rout :no skeleton園图5文字分析意图3. 3 genes i s2000 输出工具类似与输入工具一样，只是将编辑好的客户资料按照不同的流程需求输送至不同的地方。一般料号都会输出治具、成型程式、钻孔程式、验孔程式、a01 （光 学扫描）资料等到相应的制造部门。通常我们部门的工作站和产线上都有联系的, 直接通过自动程式直接输出到产线的电脑或机器上，例如输aoi资料:f6就会出现下图6所示界面，点击治具/aoi/qa资料输出即可。回|直|s2自動程式輸出*加dummy程式&a

23、mp;移pin, ccd程式y dnb/+kt點/驗孔層製作y平鎮l98输岀治具/aoi/qa資料輪岀折斷邊symbol7文字漲大從其他job拷貝層另-加判斷防焊對準度測試片黑片自動化程式原稿治具資料輸出y add work frame"製d3_map自動程式y 添加bi-eakdate程 i檢查是否改動前段y槽扎做圓扎程式2 s2資料愉出旌總 :工”:汽'i."wf;1':5y添力mnb定位孔程式l-1-jlselect first cvalor gui1993 valor computerized system* ltd图6输出工具不意图总体归纳而言：g

24、enesis 2000是适应印制线路板发展而产生的软体。清晰 的管理界面，各个料号的存入方式直观，简单。资料保密性强，毎次启动需输入 用户名和密码。独立而系统的输入输岀。资料结构为二维表格的方式存在，精确 的描述压合方式，板字构造及层别的屈性定义。wheel模块及symbol集中存放, 方便任何环境随时调用。人性化的图形编辑窗口和控制面板，冇针对性的对成形 区域内的部分进行修改。对图形元素的属性极其敏感，有条不紊的按照各种需要 进行口动修改和检查。可调试参数任意修改，根据不同需要手动更改其运行的最 佳方案。自动而快速的封边程式，省去了整理板边的烦琐。安全而高效的钻孔和 锣边程式，根据定义的锣刀

25、尺寸、补偿方向可以简单的门动添加锣程式。根据不 同的菲林尺寸，自动排列，节约菲林成本，增加其利用率。无论正负叠加多少层, 均可放在同一逻辑层。3. 4 genes i s2000 操作流程对于双面板来说操作比较简单，下面我用一个四层板来介绍我们操作的一般 流程。04cwc0540001是我们公司的一个日系客户的料号，它的要求比较严格， 一般在制作过程中不能削门昭边，而且板了比较大，基本每制作这样一个料号 需要耗时16个小时左右。利用genesis2000软体进行操作的具体流程如下： 3.4.1客户资料转档客户通过呃订的形式将pcb原稿资料发送，转原稿组将资料登记并存档, 运用对应的命名法（附录

26、一：资料命名含义）则将资料区分，然后利用卜tp软体 将客户数据传入工作站做层别命名（附录一：层别命名法则）、初步优化网络铜 面、物件属性定义及量测机构尺寸，最终将资料送给设计人员。3. 4. 2前置作业检查这个部分主要的目的是确认原稿组资料的完整性、正确性。首先通过 cwc客户传送的pcl上而捉供附件的档名和文件byte数核对原稿资料，然后用 genesis的量测中心的功能检杳导通孔对应在各层的pad是否中心重叠，重叠即 是为各层以对齐，而且可以看到原稿step （ort）中会有层别命名客户提示 （readme档）,检查是否有层别命名错误，最后就是copy ori step图形去核 对pcb

27、step中的图形，并且看线路上锡处是否转成锡点或焊盘（flash pad）, 这样就算完成了前置作业。3. 4. 3钻孔编辑根据pde （设计人员）设计的钻孔工程资料表来更改钻孔孔径大小及定义 孔的属性，即把成品孔径改成现场使用的钻孔孔径，钻孔孔径具有一定的公差补 偿值，原因就是钻孔时机台会有误差值，然后孔位就会有一定的偏差。孔属性的 定义就是为了区分贯穿孔（via hole）、镀通孔（plated hole）与非镀通孔 （non plated hole） o （见图7）孔编辑好z后就耍做我丽面讲过的钻孔分 析了。这个料号的钻孔一般在几千个左右，而11其中会涉及到很多塞孔（塞孔就 是镀铜后完成

28、线路图象转移后再用油墨塞起来的特殊孔。）和槽孔较，所以编辑 的时候必须要非常仔细，编辑好以后要检查一两遍左右，因为一个新料号如果钻 孔编错，那么下而的步骤可能会全部白做，因此钻孔编辑是料号制作的最基本步 骤。孔编辑完一般我们很紧接着将转档人员测量的机构复量一下，与客户资料不符的地方重新修止，再将rwt分析建好，以便做完线路编辑后检测短、断路(netlist analyzer)type300：400avia>61>600plated842.10?50001600plated70000800plated0800800llplatod8000810>iplated3241.3boo

29、00900plated0<)001000platod01000001010nplated图7钻孔编辑示意图-tol (niy)finishsize(my)drillsize(my)+tol (my) 9layer:rslots: by lengthboard thickness :toi amy user paranet<ers : j|i1slot len(my)tool countt01198t02t03t04t05t06549251drilldesorigsize(mv)10t0722t0810t092740. 13. 4. 4线路编辑进行线路编辑，一般pdc会对客户传来的g

30、crbcr加一个线路补偿值（根据 我司现场制程的误差设定的补偿值），以保证线上做出的板子和客户gerber吻 合，然后将非导通孔放大（数值依pde设定）去削铜面，使之与铜面有一定的安 全距离（防止孔内镀铜与其他线路短路），接着对线路进行削包线，削隔离（用 削非导通孔的方法一样制作）等动作，最后一步就是进行singal layer check分 析根据分析结果编辑间距不够的地方移线、缩pad等卡间距（一般pad与pad间 距卡76. 2,线与铜面的间距卡101.6）。线路编辑完成后要和客户的原稿资料， bp ori step中的资料进行核对,不能有open、shorto这个料号的费时就在制 作线

31、路这个地方，因为一层电路编辑一般要在3个小时左右。3. 4.5防焊编辑防焊就是指线路需要露铜的部分，最后将用丁组装零件或贴片。制作防焊的 目的就是为了将线路层的焊盘保护起來，在印刷油墨的过程中不让焊盘被油墨覆 盖，从而将焊盘的铜露出。对于防焊的种类在我们公司分为6种即：上锡.onpad. 铜面上的防焊、光学点的防焊、基材上的防焊、形状不一的防焊。其中最重要的 是上锡和onpad,所谓上锡，就是线路pad全部露铜，ifij on pad就是部分露铜, 不是全开。用genesis來理解上锡就是防焊的锡垫大于线路的焊盘，on pad反 之。它们的做法分别是：上锡按工作片线路pad放大clearanc

32、e （线路pad到防 焊pad的距离）；on pad则是按比原稿孔大、小来以孔为基准放大clearance （防焊pad到线路pad的距离）。此料号的防焊相对来说简单一点一般只是要卡 防焊pad z间的间距76. 2,防焊与线路间距38. 1就好了。3. 4. 6文字编辑文字主要的就是按照pde指示是移字后套除、依原稿卡孔距离还是直接 套除。套除的过程屮不能将标示正负极性的，第一个插装零件的，箭头表示方向, 文字隔线的等重要物件套除。因为文字在防焊后制作，所以一般要卡防焊到文字 的安全距离。另外厂内一般会要求在文字层添加一些特殊物件（如周期8888, 厂内标示）。以作现场识别。3. 4. 7排版编辑前面几步都是单片编辑，但出货吋一般都是以连片的形式，所以我们会按 照客户给的机构或pde指示的排版样式去将单片组合起来，在组合这些单片的同 时，我们要在板边加一些板框tooling （厂内机器识别和检测用的）,这是用 genesis