CAD-CAM數據轉換的新趨勢分析

作者：時間：2012-05-11 來源：網絡

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摘　要　針對電子行業設計制造信息集成趨勢，介紹當今電子行業CAD/CAM數據轉換標準制定及相關數據轉換格式開發的新動向，特別是EIA和IPC聯合進行的ECCE項目工作情況，闡述了其對設計制造一體化信息集成的重要意義。

本文引用地址：http://www.j9360.com/article/190391.htm

The Development of CAD-CAM Data Transfer

Zhang Wenjie

Circuits Flex Manufacture Centre of China Academy of Electronics and Information Techmology

Abstract　The article aims at the new trend of the electronic design and manufacturing integration, introduces some standards of CAD-CAM data transfer, especialy the detail information of ECCE program, which developed by the ally of EIA and IPC.

Keywords　FMS　　CAD　　CAM　　CAT　　DFx　　Standard

當今電子制造業的飛速發展，新技術、新工藝、新器件、新材料層出不窮，SMT(表面安裝技術)成為電子制造業的主流，從設計到制造自動化的要求更加強烈，發展產生并逐步應用了一些新的思想，如DFX(面向制造的設計DFM、面向裝配的設計DFA、面向測試的設計DFT等)。CAD系統產生的一些文件可以直接用于電子產品制造，是電子行業實現CAD到CAM自動化的核心，起關鍵的橋梁作用，電子制造業掌握及應用好該類數據文件，是我們實現電子制造業設計制造自動化的關鍵之一。

1　簡介

電子制造數據格式主要應用于PCB制作(Fabrication)、PCB組裝(Assembly)、PCB測試(Test，包括光板及組裝板)等方面，現代電子行業CAD已經相當普及并日趨完善，從功能較少的PC級如Protel、PADS、P-CAD，到擁有各類仿真工具集的工作站級如Synopsys、Cadence、Mentor軟件，幾乎都有生成布局、布線后的PCB制作文件的能力，最典型的就是Gerber文件，其主要用途就是PCB版圖繪制(光繪)，最終由PCB制作商完成PCB的制作。

Gerber格式也在向適應電子制造發展的方向改進，但對于日趨復雜的設計，一些與PCB制作和組裝的相關信息在Gerber格式中無法表達或包含，例如PCB板料類型、介質厚度及工藝過程參數等，特別是Gerber文件交到PCB制作者后經檢查光繪效果、設計規則沖突等問題，如有問題必須返回設計部門重新生成Gerber文件，再進行PCB的制作，這類工作將花費30 %～50 %的制作時間和精力。即所謂的單向數據傳送(Transfer)，不能進行雙向的數據轉換(Exchange)，而能在PCB制作單位和CAD部門之間進行雙向的、簡單的、全面的數據轉換格式的制定工作將是非常有意義的。

2　電子CAD/CAM數據交換(ECCE)

電子行業制造自動化是世界發展的趨勢，電子產品設計復雜化，產品生命周期越來越短。將計算機、網絡、先進的管理軟件應用于電子制造，日益被各先進國家及廠商所重視，CAM文件格式的改進工作都有相應的進展并已經有所應用，國內未能進行相應研究。

現今世界電子行業公認的、影響較大的CAD-CAM 數據轉換項目是ECCE，其具體內容可分為CAD和CAM兩大類，即：EDIF 4.0.0(EDIF-The Electronic Design Interchange Format,電子設計交互格式)引用及IPC-2510(IPC-The Institute for Packaging and Interconnect,封裝與互連協會)系列標準的制定。

ECCE項目開發組由兩大標準化組織：EIA和IPC聯合進行，IPC負責制定格式和參數標準，EIA負責建立信息模型，分別主要進行CAD-CAM互連(EDIF 4.0.0擴展應用)和CAM格式標準建立(IPC-2510系列)的工作。以下概括介紹一下，供同行們探討。

2.1　EDIF 4.0.0擴展應用

2.1.1　目的及形式

EDIF 4.0.0現在已經成為EDA標準，許多EDA開發商如：Mentor、Candence等都已采用。在此，擴展應用EDIF 4.0.0標準主要是想解決或至少改進CAD在PCB制作和組裝過程的一些主要問題，特別是能夠實現從CAD工作站的單一實體(Entities)轉換成CAM工作站信息的方法及技術。介于設計與制造環節的這些問題涉及：Gerber數據的校準、不一致的數據格式、錯誤的元器件庫調用、提供電子數據的方式等，最終解決的是數據的正確性、一致性、完整性，這一目標是非常必要的，這是因為電子設計的復雜性必然導致出現PCB的多層、元器件的多種類型應用，而生產快速轉換、緊急需求，進而產生迎合用戶要求的制造控制機制分析、最大限度的集成等技術的產生。

EDIF 4.0.0由EIA(Electronic Industries Association,電子工業協會)發布，實際上是電子設計CAD建模的新方法，為一種語言描述形式。將此標準格式擴展應用于CAD輸出格式，同時建立CAD/CAM的交互模式，便于設計者和制作者、組裝者的溝通。

2.1.2　主要內容

所有ECCE項目中的活動模型(Activity Model)的設計方法都使用IDEF0(IDEF為ICAM Definition縮寫，ICAM為Integrated Computer Aided Manufacturing)，在ECCE項目里就是指制作PCBs、組裝PCAs(電路組件，含PCB、元器件等)及MCMs(Multi-Chip Modules,多芯片組件)，具體一點即是：

?．制作和測試PCB光板；

?．組裝元器件到PCB光板上；

?．測試組裝板。

因為面向制造的設計可分為多個活動，這些活動需要有相應的信息傳送或反饋，利用EDIF 4.0.0建立IM(Information Model，信息模型)可以在CAD階段完成以下信息的傳送：

?．制作和測試光板的信息；

?．組裝PCB光板的信息；

?．面向制造相關信息；

?．容易引起制造階段問題的提示信息。

有關EDIF 4.0.0的詳細內容筆者在此不進行解釋，大家可以查閱相關資料。

相關數據(如PCA/MCM等)模型的處理由多種CAD進行了驗證，EDIF 4.0.0能描述大致覆蓋95 %的CAD-CAM轉換信息的范疇。EDIF 4.0.0標準能夠保證相關數據信息模型在不同CAD間進行傳送并被驗證和認可，經過一定的簡化、約束處理，將能夠作為CAM-IM開發的初始草本。

CAM-IM主要有以下的信息內容：

?．組裝板；