一种基于cam的铜面物件分析方法
技术领域
1.本发明涉及pcb制造技术领域，特别是涉及一种基于cam的铜面物件分析方法。
背景技术：2.cam中定义了五大物件(feature)种类 :1.直线物件(line)、2.弧线物件(arc)、3.垫盘物件(pad)、4.字串物件(text)、5.铜面物件(surface)。广义上电路板上所有物件皆是铜物件，但在电脑辅助制造(cam)层面，重新定义了一种狭义的铜面物件(surface)。
3.cad软件中针对铜面物件的叙述如下 :是一种由多个点描述的多边型轮廓，再填实为一个面。
4.铺铜面物件的理由一般来说，我们可以直观的理解在整套电路中，直线、弧线、垫盘三种物件即可理想上描述出电路，而字串物件仅是针对电路板上的标示图文不直接影响电路。但仅是这样不足以完成制造，必须辅以铺上大面积铜面物件方能解决。
5.铺铜面物件对制造的影响:1电路板在制造中若金属铜占的面积比例不够，会造成板翘凹折、压合易变形。
6.2金属接触表面积加大，导热、散热。
7.3. 对于阻抗、高频、地电信号等都有特殊铺铜面物件要求，涉及到屏蔽信号，控制阻抗等。
8.铺铜面物件的场景与方法早年西方pcb行业因商业利益考量，有意不对文件格式进行强制规范，且引导这些乱象让下游制造端来承担，利用各家文件格式的差异从中谋利，且这种同行业下的壁垒隔阂阻碍了产业升级。
9.铜面物件的软件语言描述差异问题就是困扰国内制造厂商的显著例子。铺铜物件通常在 cad layout 软件中半自动生成，然而市面上设计端的各家cad软件对铜面物件的定义描述存在差异，导致最终汇流到制造端cam软件时出现各种解析错误，错误成本也由板厂承担。
10.由此可见，铜面物件对制造良率的影响甚巨，以往业界铜面物件分析依赖工程师经验与其他四种物件同时分析检验，效率不高，业界急需针对铜面物件的专业且系统性的分析算法。
技术实现要素：11.本发明主要解决的技术问题是提供一种基于cam的铜面物件分析方法，具有可靠性能高、精准性高等优点，同时在pcb制造的应用及普及上有着广泛的市场前景。
12.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于cam的铜面物件分析方法，其步骤包括：（1）获取或导入每层pcb电路板的图像图形描述文件；
（2）根据图像图形描述文件中每个物件的类型信息，从电路板所有物件中筛选出具有多边形属性的多边形物件；（3）分析判断多边形物件是否存在风险信息；（3.1）判断并分析计算得到多边形物件的当前尺寸信息，并将当前尺寸信息分别与预先设定的尺寸阈值进行对比判断，并生成过小尺寸信息列表并报告；（3.2）分析判断多边形物件中多边形的描述是否正确，并生成矛盾信息列表；（3.3）分析判断多边形物件是否存在过短边，并生成过短边缘表；（3.4）分析判断多边形物件的轮廓线是否存在自相交边，并生成自相交边物件表；（4）获取步骤（3）中的风险信息并生成铜面物件风险表。
13.在本发明一个较佳实施例中，图像图形描述文件包括但不限于.gerber文件文件、.excellon文件、.ipc文件、odb++文件。
14.在本发明一个较佳实施例中，多边形物件包括surface物件和symbol物件，其中，surface物件：指铜面物件，当检测到一个物件为铜面物件时，直接判断此物件进行步骤3的分析；symbol物件：指自定义垫盘物件，当检测到一个物件为自定义垫盘物件时，继续获取并检测该物件的symbol描述信息中是否包含surface属性信息；如果包含surface属性信息，则判断该物件进行步骤3的分析。
15.在本发明一个较佳实施例中，多边形物件的当前尺寸信息包括宽信息、高信息，尺寸阈值包括宽阈值、高阈值。
16.在本发明一个较佳实施例中，判断多边形物件中多边形的描述是否正确的步骤包括：（3.2.1）根据每个多边形物件的极性将物件分为具有正极性的实体以及具有负极性的孔洞；（3.2.2）获取每个实体和孔洞的多边形轮廓，判断实体的多边形轮廓与孔洞的多边形轮廓是否相交；（3.2.2.1）如果孔洞轮廓位于实体轮廓内且实体轮廓之间无重叠，即孔洞与实体为相交关系且间距大于0，此时判断该组外壳和孔洞的描述正常；（3.2.2.2）如果孔洞和实体的轮廓不相交，或者实体与实体的轮廓相交或重叠，则判断该组实体和孔洞的描述存在矛盾。
17.在本发明一个较佳实施例中，判断多边形物件是否存在过短边的步骤包括：（3.3.1）获取图像图形描述文件中各个多边形物件的轮廓线端点坐标；（3.3.2）根据轮廓线端点坐标，计算得到多边形每条边的边长，并将边长与预设的长度阈值进行对比分析，如果边长小于长度阈值，则判断该边为过短边。
18.在本发明一个较佳实施例中，分析判断多边形物件的轮廓线是否存在自相交边的步骤包括获取图像图形描述文件中组成多边形物件的轮廓线端点坐标，并将相邻的两个端点连接以形成连线，如果两条连线相交且交点不为连线的端点时，则判断存在自相交边。
19.本发明的有益效果是：微观上保证了制造端良率及管理效率，宏观上利用改分析系统和方法规范整合了上下游，加快了产业升级，为pcb全自动全智能制造打通全产业链铺路。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：图1是本发明的一种基于cam的铜面物件分析方法一较佳实施例中铜面物件中孔洞矛盾对比结构示意图；图2是本发明的一种基于cam的铜面物件分析方法一较佳实施例的实体矛盾对比结构示意图；图3是本发明的一种基于cam的铜面物件分析方法一较佳实施例的具有自相交边物件的结构示意图。
具体实施方式
21.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
22.请参阅图1-3，本发明实施例包括：一种基于cam的铜面物件分析方法，其步骤包括：步骤一 : 获取或导入每层pcb电路板的图像图形描述文件；其中，图像图形描述文件包括但不限于基于ascii的.gerber（.gbr）文件、.excellon文件、ipc2581（.ipc）文件、odb++文件等。
23.步骤二 : cam软件调用对应的算法（或程序），先根据每个物件的类型信息，从电路板层所有物件中筛选出具有多边形(surface)属性的物件，通称多边形物件（多边形指物件由具有surface属性的物件组成），多边形物件主要有以下两大类。
24.1) surface物件：指铜面物件，铜面物件一般是用多边形直接描述其外形，所以其具有多边形(surface)属性。当检测到一个物件为铜面物件时，直接判断此物件进行下一步分析。
25.2) symbol物件：指自定义垫盘物件，自定义垫盘物件可以只用中心点（及其坐标）来描述，也可以用中心点和多边形共同描述。因此，若symbol物件的属性信息中涉及有多边形描述的，则该symbol物件也需要进行步骤三的分析。
26.当检测到一个物件为pad（垫盘）时，继续获取并检测该物件的symbol描述信息中是否包含surface属性信息；如果包含surface属性信息，则判断该物件需要参与下一步分析。
27.步骤三 :判断并分析计算得到多边形物件的当前尺寸信息（尺寸信息主要包括宽信息、高信息），并将当前尺寸信息分别与预先设定的尺寸阈值（主要包括宽阈值、高阈值）进行对比判断；当宽和高都小于尺寸阈值时，获取不满足尺寸阈值的当前尺寸信息以及与其对应的物件信息，并生成过小尺寸信息列表（1）并报告。
28.其中，过小尺寸信息列表（1）中的物件包括：
(1-1) small polygon物件：铜面物件中的过小尺寸多边形物件。
29.(1-2) small polygon in symbol物件：自定义垫盘物件中存在的过小尺寸多边形物件。
30.步骤四 : 解析多边形物件中的多边形描述方式。
31.（4.1）根据每个多边形物件的极性将物件分为具有正极性的实体以及具有负极性的孔洞。
32.（4.2）获取每个实体和孔洞的多边形轮廓，判断实体的多边形轮廓与孔洞的多边形轮廓是否相交。
33.（4.2.1）如果孔洞轮廓位于实体轮廓内且实体轮廓之间无重叠，即孔洞与实体为相交关系且间距大于0，此时判断该组外壳和孔洞的描述正常。
34.（4.2.2）如果孔洞和实体的轮廓不相交或实体与实体的轮廓相交或重叠，则判断该组实体和孔洞的描述存在矛盾，并生成矛盾信息列表(2)。这里的矛盾处并不代表一种绝对的错误，因每种厂商的软件描述法容错能力不一致，在某些厂商系统中看似矛盾的描述就是可以被接受的。
35.其中，矛盾信息列表(2)的内容包括： (2-1) 如图1所示，wrong nesting for hole：是指铜面物件中“孔洞1”(负极性多边形物件)描述矛盾。正常情况下，“孔洞”一般处于“实体2”(正极性多边形物件)内部，此项将报告并显示处于游离状态、不在“实体”内部的“孔洞”。
[0036] (2-2) 如图2所示，wrong nesting for island：铜面物件中“实体”叙述矛盾。当两个“实体”处于包含关系时，即一个较小的实体3位于一个较大的实体4中时，被包含的较小“实体”其实无意义，即判断存在描述矛盾。
[0037]
步骤五 : 解析多边形物件是否存在过短边。
[0038]
（5.1）获取图像图形描述文件中各个多边形物件的轮廓线端点坐标，将“面描述”拆解成”轮廓线描述”。另外，由于在odb++数据格式文件中，多边形物件描述方式就是用连续的点（端点）坐标描述多边形，所以读入文件时就已经直接获取各个多边形的轮廓线端点坐标。
[0039]
（5.2）根据轮廓线端点坐标，计算得到多边形每条边的边长，并将边长与预设的长度阈值进行对比分析，如果边长小于长度阈值，则判断该边为过短边，并生成过短边缘表(4)。
[0040]
其中， 过短边缘表(4) 的内容包括： (4-1) small edge in surface：铜面物件中的过短边。
[0041] (4-2) small edge in symbol：自定义垫盘物件中的过短边。
[0042]
步骤六 : 轮廓线拆解成多个点描述，并生成自相交边物件表(5)。
[0043]
获取图像图形描述文件中组成多边形物件的轮廓线端点坐标，并将相邻的两个端点连接以形成连线，如果两条连线相交且交点不为连线的端点时，则判断存在自相交边。
[0044]
其中，如图3所示，自相交边物件表(5) 的内容包括： (5-1) self-intersection in surface：铜面物件中存在自相交的边。
[0045] (5-2) self-intersection in symbol：自定义垫盘物件中存在自相交的边。
[0046]
步骤七 : 获取 (1-1)、(2)、(3-1)、(4-1)、(5-1) 中的信息并生成铜面物件风险
表(6)。其中，铜面物件风险表中包括多边形物件的属性信息、位置信息、矛盾信息以及风险等级(红色，黄色，绿色）等。
[0047]
其中，铜面物件风险表(6)的内容包括： problematic surface风险铜面物件。
[0048]
本发明一种基于cam的铜面物件分析方法的有益效果是：微观上保证了制造端良率及管理效率，宏观上利用改分析系统和方法规范整合了上下游，加快了产业升级，为pcb全自动全智能制造打通全产业链铺路。
[0049]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
技术特征：1.一种基于cam的铜面物件分析方法，其特征在于，步骤包括：（1）获取或导入每层pcb电路板的图像图形描述文件；（2）根据图像图形描述文件中每个物件的类型信息，从电路板所有物件中筛选出具有多边形属性的多边形物件；（3）分析判断多边形物件是否存在风险信息；（3.1）判断并分析计算得到多边形物件的当前尺寸信息，并将当前尺寸信息分别与预先设定的尺寸阈值进行对比判断，并生成过小尺寸信息列表并报告；（3.2）分析判断多边形物件中多边形的描述是否正确，并生成矛盾信息列表；（3.3）分析判断多边形物件是否存在过短边，并生成过短边缘表；（3.4）分析判断多边形物件的轮廓线是否存在自相交边，并生成自相交边物件表；（4）获取步骤（3）中的风险信息并生成铜面物件风险表。2.根据权利要求1所述的一种基于cam的铜面物件分析方法，其特征在于，图像图形描述文件包括但不限于.gerber文件、.excellon文件、.ipc文件、odb++文件。3.根据权利要求1所述的一种基于cam的铜面物件分析方法，其特征在于，多边形物件包括surface物件和symbol物件，其中，surface物件：指铜面物件，当检测到一个物件为铜面物件时，直接判断此物件进行步骤3的分析；symbol物件：指自定义垫盘物件，当检测到一个物件为自定义垫盘物件时，继续获取并检测该物件的symbol描述信息中是否包含surface属性信息；如果包含surface属性信息，则判断该物件进行步骤3的分析。4.根据权利要求1所述的一种基于cam的铜面物件分析方法，其特征在于，多边形物件的当前尺寸信息包括宽信息、高信息，尺寸阈值包括宽阈值、高阈值。5.根据权利要求1所述的一种基于cam的铜面物件分析方法，其特征在于，判断多边形物件中多边形的描述是否正确的步骤包括：（3.2.1）根据每个多边形物件的极性将物件分为具有正极性的实体以及具有负极性的孔洞；（3.2.2）获取每个实体和孔洞的多边形轮廓，判断实体的多边形轮廓与孔洞的多边形轮廓是否相交；（3.2.2.1）如果孔洞轮廓位于实体轮廓内且实体轮廓之间无重叠，即孔洞与实体为相交关系且间距大于0，此时判断该组外壳和孔洞的描述正常；（3.2.2.2）如果孔洞和实体的轮廓不相交，或者实体与实体的轮廓相交或重叠，则判断该组实体和孔洞的描述存在矛盾。6.根据权利要求1所述的一种基于cam的铜面物件分析方法，其特征在于，判断多边形物件是否存在过短边的步骤包括：（3.3.1）获取图像图形描述文件中各个多边形物件的轮廓线端点坐标；（3.3.2）根据轮廓线端点坐标，计算得到多边形每条边的边长，并将边长与预设的长度阈值进行对比分析，如果边长小于长度阈值，则判断该边为过短边。7.根据权利要求1所述的一种基于cam的铜面物件分析方法，其特征在于，分析判断多边形物件的轮廓线是否存在自相交边的步骤包括获取图像图形描述文件中组成多边形物
件的轮廓线端点坐标，并将相邻的两个端点连接以形成连线，如果两条连线相交且交点不为连线的端点时，则判断存在自相交边。
技术总结本发明公开了一种基于CAM的铜面物件分析方法，包括：导入图像图形描述文件，根据图像图形描述文件中每个物件的类型信息，分析判断多边形物件是否存在风险信息等步骤。通过上述方式，本发明一种基于CAM的铜面物件分析方法微观上保证了制造端良率及管理效率，宏观上利用改分析系统和方法规范整合了上下游，加快了产业升级，为PCB全自动全智能制造打通全产业链铺路。铺路。铺路。
技术研发人员：王克昌 严启晨
受保护的技术使用者：苏州悦谱半导体有限公司
技术研发日：2022.03.15
技术公布日：2022/7/4
