CAD-CAM数据转换的新趋势分析

作者：时间：2012-05-11来源：网络收藏

摘　要　针对电子行业设计制造信息集成趋势，介绍当今电子行业CAD/CAM数据转换标准制定及相关数据转换格式开发的新动向，特别是EIA和IPC联合进行的ECCE项目工作情况，阐述了其对设计制造一体化信息集成的重要意义。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/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

当今电子制造业的飞速发展，新技术、新工艺、新器件、新材料层出不穷，SMT(表面安装技术)成为电子制造业的主流，从设计到制造自动化的要求更加强烈，发展产生并逐步应用了一些新的思想，如DFX(面向制造的设计DFM、面向装配的设计DFA、面向测试的设计DFT等)。CAD系统产生的一些文件可以直接用于电子产品制造，是电子行业实现CAD到CAM自动化的核心，起关键的桥梁作用，电子制造业掌握及应用好该类数据文件，是我们实现电子制造业设计制造自动化的关键之一。

1　简介

电子制造数据格式主要应用于PCB制作(Fabrication)、PCB组装(Assembly)、PCB测试(Test，包括光板及组装板)等方面，现代电子行业CAD已经相当普及并日趋完善，从功能较少的PC级如Protel、PADS、P-CAD，到拥有各类仿真工具集的工作站级如Synopsys、Cadence、Mentor软件，几乎都有生成布局、布线后的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版图绘制(光绘)，最终由PCB制作商完成PCB的制作。

Gerber格式也在向适应电子制造发展的方向改进，但对于日趋复杂的设计，一些与PCB制作和组装的相关信息在Gerber格式中无法表达或包含，例如PCB板料类型、介质厚度及工艺过程参数等，特别是Gerber文件交到PCB制作者后经检查光绘效果、设计规则冲突等问题，如有问题必须返回设计部门重新生成Gerber文件，再进行PCB的制作，这类工作将花费30 %～50 %的制作时间和精力。即所谓的单向数据传送(Transfer)，不能进行双向的数据转换(Exchange)，而能在PCB制作单位和CAD部门之间进行双向的、简单的、全面的数据转换格式的制定工作将是非常有意义的。

2　电子CAD/CAM数据交换(ECCE)

电子行业制造自动化是世界发展的趋势，电子产品设计复杂化，产品生命周期越来越短。将计算机、网络、先进的管理软件应用于电子制造，日益被各先进国家及厂商所重视，CAM文件格式的改进工作都有相应的进展并已经有所应用，国内未能进行相应研究。

现今世界电子行业公认的、影响较大的CAD-CAM 数据转换项目是ECCE，其具体内容可分为CAD和CAM两大类，即：EDIF 4.0.0(EDIF-The Electronic Design Interchange Format,电子设计交互格式)引用及IPC-2510(IPC-The Institute for Packaging and Interconnect,封装与互连协会)系列标准的制定。

ECCE项目开发组由两大标准化组织：EIA和IPC联合进行，IPC负责制定格式和参数标准，EIA负责建立信息模型，分别主要进行CAD-CAM互连(EDIF 4.0.0扩展应用)和CAM格式标准建立(IPC-2510系列)的工作。以下概括介绍一下，供同行们探讨。

2.1　EDIF 4.0.0扩展应用

2.1.1　目的及形式

EDIF 4.0.0现在已经成为EDA标准，许多EDA开发商如：Mentor、Candence等都已采用。在此，扩展应用EDIF 4.0.0标准主要是想解决或至少改进CAD在PCB制作和组装过程的一些主要问题，特别是能够实现从CAD工作站的单一实体(Entities)转换成CAM工作站信息的方法及技术。介于设计与制造环节的这些问题涉及：Gerber数据的校准、不一致的数据格式、错误的元器件库调用、提供电子数据的方式等，最终解决的是数据的正确性、一致性、完整性，这一目标是非常必要的，这是因为电子设计的复杂性必然导致出现PCB的多层、元器件的多种类型应用，而生产快速转换、紧急需求，进而产生迎合用户要求的制造控制机制分析、最大限度的集成等技术的产生。

EDIF 4.0.0由EIA(Electronic Industries Association,电子工业协会)发布，实际上是电子设计CAD建模的新方法，为一种语言描述形式。将此标准格式扩展应用于CAD输出格式，同时建立CAD/CAM的交互模式，便于设计者和制作者、组装者的沟通。

2.1.2　主要内容

所有ECCE项目中的活动模型(Activity Model)的设计方法都使用IDEF0(IDEF为ICAM Definition缩写，ICAM为Integrated Computer Aided Manufacturing)，在ECCE项目里就是指制作PCBs、组装PCAs(电路组件，含PCB、元器件等)及MCMs(Multi-Chip Modules,多芯片组件)，具体一点即是：

?．制作和测试PCB光板；

?．组装元器件到PCB光板上；

?．测试组装板。

因为面向制造的设计可分为多个活动，这些活动需要有相应的信息传送或反馈，利用EDIF 4.0.0建立IM(Information Model，信息模型)可以在CAD阶段完成以下信息的传送：

?．制作和测试光板的信息；

?．组装PCB光板的信息；

?．面向制造相关信息；

?．容易引起制造阶段问题的提示信息。

有关EDIF 4.0.0的详细内容笔者在此不进行解释，大家可以查阅相关资料。

相关数据(如PCA/MCM等)模型的处理由多种CAD进行了验证，EDIF 4.0.0能描述大致覆盖95 %的CAD-CAM转换信息的范畴。EDIF 4.0.0标准能够保证相关数据信息模型在不同CAD间进行传送并被验证和认可，经过一定的简化、约束处理，将能够作为CAM-IM开发的初始草本。

CAM-IM主要有以下的信息内容：

?．组装板；