CN101398864A - 电路板制作仿真系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电路板制作仿真系统，包括至少一个电路板制作仿真子系统，所述电路板制作仿真子系统包括数据获取模块、存储模块、处理模块及输出模块，所述数据获取模块用于获取待试验的电路板制作工序的工艺参数，所述存储模块用于存储与获取的工艺参数相对应的仿真函数，所述处理模块用于获取所述仿真函数，并根据所述仿真函数对获取的工艺参数进行运算，得出电路板经过该制作工序的性能参数的仿真结果，所述输出模块用于输出所述仿真结果。本技术方案还提供一种电路板制作仿真方法。

Description

电路板制作仿真系统及方法
技术领域
本发明涉及仿真技术领域，尤其涉及一种电路板制作仿真系统及方法。
背景技术
在信息、通讯及消费性电子产业中，电路板是所有电子信息产品不可或缺的基本构成要件。电路板可实现各种电子零组件的电气连接，使得各电子零组件可协同处理传输信号。
电路板的制作工艺通常包括下料、钻孔、孔内镀铜、导电线路制作、光学检测、覆盖层贴覆、文字印刷、检验包装等步骤。下料是指将原材料如覆铜层压板裁切成便于生产的适当尺寸的基板。钻孔及孔内镀铜的目的是实现层间导通。导电线路制作是指将基板上的铜箔制成设计的导电图形，一般通过压膜、曝光、显影、蚀刻、剥膜等工艺形成。光学检测是指以自动光学检测机对电路板的导电线路进行检查，以确定是否具有短路、断路等导电线路不良的情形(请参阅Acciani，G.等2006年8月发表于IEEE Transactions on IndustrialInformatics第2卷第3期的文献“Application of neural networks in opticalinspection and classification of solder joints in surface mount technology”)。覆盖层贴覆是指在导电线路外表面贴覆一层覆盖层以保护导电线路，避免导电线路氧化。文字印刷是指将相应文字、商标或零件标号以网版印刷的方式印刷在覆盖层上，以指示产品的型号或各种零件组装或换修的位置。最后还需对电路板做最后的电性导通、阻抗测试及焊锡性、热冲击耐受性试验，检验合格后即可将产品包装出货。
电路板的制作工艺较为复杂，涉及的工艺参数也较多，每一个工艺参数均可能影响制成的电路板产品的质量。因此，当开发电路板新产品或进行电路板现有产品改进时，需要投入大量的电路板样品，经过大量的实验才能获得一个较佳的制作工艺。如此不但浪费了大量电路板制作的原材料、较多的人力资源，而且还需要一个较长的时间，影响电路板新产品开发或电路板现有产品改进的成本和速度。
因此，有必要提供一种可准确、快速模拟电路板制作结果的电路板制作仿真系统及方法，以利于电路板新产品的开发或电路板现有产品的改进。
发明内容
以下，将以实施例说明一种可准确、快速模拟电路板制作结果的电路板制作仿真系统及方法。
一种电路板制作仿真系统，包括至少一个电路板制作仿真子系统，所述电路板制作仿真子系统包括数据获取模块、存储模块、处理模块及输出模块，所述数据获取模块用于获取待试验的电路板制作工序的工艺参数，所述存储模块用于存储与获取的工艺参数相对应的仿真函数，所述处理模块用于获取所述仿真函数，并根据所述仿真函数对获取的工艺参数进行运算，得出电路板经过该制作工序的性能参数的仿真结果，所述输出模块用于输出所述仿真结果。
一种电路板制作仿真方法，包括以下步骤：利用数据获取模块获取待试验的电路板制作工序的工艺参数；从存储模块获取仿真函数，所述仿真函数与获取的工艺参数相对应；处理模块利用所述仿真函数对获取的工艺参数进行运算，得出电路板经过该制作工序的性能参数的仿真结果；利用输出模块输出所述仿真结果。
本技术方案的电路板制作仿真系统及方法可以根据仿真函数对待试验的电路板工艺参数进行电路板制作流程的模拟，并输出仿真结果。因此，开发电路板新产品的或改进现有产品时，不需要进行实际的大量投料和实验，即可准确、快速地获得仿真结果，不但节省了大量的原材料和人力资源，降低了电路板新产品开发或现有产品改进的成本，而且提高了开发或改进的速度。
附图说明
图1是本技术方案第一实施例提供的电路板制作仿真系统的功能模块图。
图2是本技术方案第一实施例提供的电路板制作仿真方法的流程图。
图3是本技术方案第二实施例提供的电路板制作仿真系统的功能模块图。
图4是本技术方案第二实施例提供的电路板制作仿真方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图及多个实施例，对本技术方案的电路板制作仿真系统及方法作进一步的详细说明。
如图1所示，是本技术方案第一实施例提供的电路板制作仿真系统10的功能模块图。所述电路板制作仿真系统10可以建构在一个或多个计算机中，其包括一个电路板制作仿真子系统11。所述电路板制作仿真子系统11包括一数据获取模块111、一存储模块112、一处理模块113及一输出模块114。所述电路板制作仿真子系统11可以对电路板制造中的一个制作工序如孔内镀铜工序进行模拟，也可以对电路板制造中的多个制作工序如压膜、曝光、显影、蚀刻、剥膜等进行仿真。以下仅以压膜工序为例，对本实施例的电路板制作仿真系统10的功能模块进行说明。
所述数据获取模块111用于获取待处理的数据。所述待处理的数据可以由工作人员从一输入界面输入，也可以为另一电路板制作仿真子系统的输出模块输出的仿真结果，也可以为以上两者的组合。所述待处理的数据为电路板制作的待试验的工艺参数，可以包括电路板的性质参数、加工材料的性能参数、加工设备的性能参数以及加工环境的参数。电路板的性质参数可以包括电路板的尺寸、铜箔的种类、铜箔的厚度、导电线路的线宽、线距等。加工材料的性能参数视原材料而定，可以包括原材料的尺寸、成分、浓度、性能等。加工设备的性能参数与加工设备密切相关，可以为加工设备的磨损度、稳定周期等。加工环境的参数包括加工温度、加工压力、加工时间、加工速度等。
在实际仿真过程中，待处理的数据可以包括与所仿真的工序相关的所有工艺参数，也可以为部分较相关的工艺参数。例如，电路板进行压膜工序时，较相关的工艺参数包括压膜热轮温度T1、压膜压力P、压膜速度V以及板面温度T2。
所述存储模块112存储有与数据获取模块111获取的待处理的数据相对应的仿真函数。所述存储模块112可以为半导体存储器或磁性存储器，例如，硬盘。
本技术方案中，所述仿真函数是指制作电路板的工艺参数与制作出的电路板的具体性能参数之间的关系，其可以为电路板的某一具体制作工序的工艺参数与经过该工序的电路板的性能参数之间的关系，也可以为多个工序的工艺参数与经过该多个工序的电路板的性能参数之间的关系。所述仿真函数可以为根据数学、物理原理推导得出的确切关系，也可以为根据多次试验得出的经验函数，还可以为根据函数模拟法以回归分析或统计分析对多个试验数据进行曲线拟合得出的模拟函数。
优选的，电路板制作仿真系统10还包括数据分析模块及仿真函数获取模块。所述数据分析模块用于根据多次试验结果以函数模拟法自动生成仿真函数。所述仿真函数获取模块用于从数据分析模块获取生成的仿真函数。所述存储模块112可与仿真函数获取模块、数据分析模块具有数据连接关系，以可从仿真函数获取模块、数据分析模块获取生成的仿真函数。
在压膜工序中，当压膜热轮温度T1在100~140摄氏度之间、板面温度T2在35~65摄氏度之间、压膜速度V在1.5~2.5米/分之间、压膜压力P在100~300千帕之间时，以F表示干膜的附着力，以N表示干膜的填充性，则有仿真函数(1)、(2)：
F＝a1T1+a2T2+a3P+a4V  (1)
N＝b1T1+b2T2+b3P+b4V  (2)
其中，a1、a2、a3、a4、b1、b2、b3、b4均为常数，且a1、a2、a3、b1、b2、b3为正数，a4、b4为负数。
所述处理模块113用于获取所述与待处理的数据相对应的仿真函数，并根据所述仿真函数对获取的数据进行运算，以得出仿真结果。所述数据处理模块113可以为CPU。
本实施例中，处理模块113首先从存储模块112获取仿真函数(1)、(2)，然后根据仿真函数(1)、(2)以及数据获取模块111获取的待处理的数据T1、T2、V、P进行运算，获得干膜的附着力F、干膜的填充性N的具体数值即仿真结果。
所述输出模块114用于从处理模块113获取仿真结果，并将仿真结果输出于外界界面，从而工作人员可获知该工艺参数下制作出的电路板的性能参数。本实施例中，输出模块114可以将仿真结果F、N输出至一显示屏。
请参阅图2，本技术方案第一实施例提供的电路板制作仿真方法包括以下步骤：
步骤S1：数据获取模块111从外界的数据输入端或另一电路板制作仿真系统的输出模块获取待处理的数据。所述待处理的数据为制作电路板的某一工序或多个工序的待试验的工艺参数。
步骤S2：从数据存储模块112获取与所述待处理的数据相对应的仿真函数。所述仿真函数是指制作电路板的工艺参数与制作出的电路板的具体性能参数之间的关系。
步骤S3：数据处理模块113利用仿真函数对从数据获取模块111获取的待处理的数据进行运算，并得出仿真结果。所述仿真结果是模拟电路板经过某一制作工序或多个制作工序后的电路板的具体性能参数。
步骤S4：输出模块114从数据处理模块113获取仿真结果，并将所述仿真结果输出至外界界面。从而，工作人员可以获得与待试验的工艺参数相对应的电路板的性能参数。
请参阅图3，本技术方案第二实施例的电路板制作仿真系统20包括第一电路板制作仿真子系统21、第二电路板制作仿真子系统22及第三电路板制作仿真子系统23。第一电路板制作仿真子系统21用于对电路板的曝光工序进行仿真，第二电路板制作仿真子系统22可以对电路板显影工序进行仿真，第三电路板制作仿真子系统23为电路板蚀刻工序的仿真系统。从而，电路板制作仿真系统20可以对电路板的导电图形制作流程进行仿真。
所述第一电路板制作仿真子系统21包括第一数据获取模块211、第一存储模块212、第一处理模块213及第一输出模块214。所述第一数据获取模块211用于获取待试验的曝光工序的工艺参数，所述待试验的工艺参数可以由工作人员输入或设定。所述第一存储模块212用于存储与获取的待试验的工艺参数相对应的曝光仿真函数。所述第一处理模块213用于获取所述曝光仿真函数，并根据所述曝光仿真函数对获取的待试验的工艺参数进行运算，得出电路板曝光性能的仿真结果。所述第一输出模块214用于输出电路板经过曝光工序的曝光仿真结果。
所述第二电路板制作仿真子系统22包括第二数据获取模块221、第二存储模块222、第二处理模块223及第二输出模块224。所述第二数据获取模块221用于获取待试验的显影工序的工艺参数，所述待试验的显影工序的工艺参数可以包括工作人员输入的工艺参数和第一输出模块214输出的电路板曝光仿真结果。所述第二存储模块222用于存储显影仿真函数。所述第二处理模块223用于得出电路板显影性能的仿真结果。所述第二输出模块224用于输出电路板经过显影工序的显影性能仿真结果。
相类的，所述第三电路板制作仿真子系统23包括第三数据获取模块231、第三存储模块232、第三处理模块233及第三输出模块234，可获得蚀刻工序的仿真运算结果。
当然，所述第一存储模块212、第二存储模块222、第三存储模块232可以为同一存储模块，即，存储模块可存储有多个仿真函数，仅需多个仿真函数的存取路径不同即可。第一处理模块213、第二处理模块223、第三处理模块233也可以为同一处理模块，即，处理模块可处理多个待处理流程，仅需各个待处理的流程的处理顺序不同即可。
电路板制作仿真系统20可以根据工作人员输入的工艺参数快速获得较为准确的电路板导电图形制作的性能仿真结果。
请参阅图4，本技术方案第二实施例提供的电路板制作仿真方法包括以下步骤：
步骤S10：第一数据获取模块211从外界的数据输入端获取待试验的曝光工序的工艺参数。
步骤S11：从第一存储模块212获取与曝光工序的工艺参数相对应的曝光仿真函数。
步骤S12：第一处理模块213利用曝光仿真函数对从第一数据获取模块211获取的工艺参数进行运算，得出曝光仿真结果。
步骤S13：第一输出模块214从第一处理模块213获取曝光仿真结果，并输出所述曝光仿真结果。
步骤S14：第二数据获取模块221从外界的数据输入端及第一输出模块214获取待试验的显影工序的工艺参数。
步骤S15：从第二存储模块222获取与显影工序的工艺参数相对应的显影仿真函数。
步骤S16：第二处理模块223利用显影仿真函数对从第二数据获取模块221获取的工艺参数进行运算，并得出显影仿真结果。
步骤S17：第二输出模块224从第二处理模块223获取显影仿真结果，并将所述显影仿真结果输出。
步骤S18：第三数据获取模块231从外界的数据输入端及第二输出模块224获取蚀刻工序的工艺参数。
步骤S19：从第三存储模块232获取与蚀刻工序的工艺参数相对应的蚀刻仿真函数。
步骤S20：第三处理模块233利用蚀刻仿真函数对从第三数据获取模块231获取的工艺参数进行运算，并得出蚀刻仿真结果。
步骤S21：第三输出模块234从第三处理模块233获取蚀刻仿真结果，并将所述蚀刻仿真结果输出至显示屏。
经过以上步骤，电路板制作仿真系统及方法可以获得并输出电路板经压膜、显影、蚀刻工序后的性能参数仿真结果，即，可获得并输出电路板导电图形的性能参数仿真结果。
本技术方案的电路板制作仿真系统及方法可以根据仿真函数对待试验的电路板工艺参数进行电路板制作流程的模拟，并输出仿真结果。因此，开发电路板新产品的或改进现有产品时，不需要进行实际的大量投料和实验，即可准确、快速地获得仿真结果，不但节省了大量的原材料和人力资源，降低了电路板新产品开发或现有产品改进的成本，而且提高了开发或改进的速度。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (11)

  1. 【权利要求1】一种电路板制作仿真系统，包括至少一个电路板制作仿真子系统，所述电路板制作仿真子系统包括数据获取模块、存储模块、处理模块及输出模块，所述数据获取模块用于获取待试验的电路板制作工序的工艺参数，所述存储模块用于存储与获取的工艺参数相对应的仿真函数，所述处理模块用于获取所述仿真函数，并根据所述仿真函数对获取的工艺参数进行运算，得出电路板经过该制作工序的性能参数的仿真结果，所述输出模块用于输出所述仿真结果。
  2. 【权利要求2】如权利要求1所述的电路板制作仿真系统，其特征在于，所述待试验的电路板制作工序的工艺参数由数据获取模块从外界数据输入端或另一电路板制作仿真子系统的输出模块获取。
  3. 【权利要求3】如权利要求1所述的电路板制作仿真系统，其特征在于，所述待试验的电路板制作工序的工艺参数包括电路板的性质参数、加工材料的性能参数、加工设备的性能参数以及加工环境的参数。
  4. 【权利要求4】如权利要求1所述的电路板制作仿真系统，其特征在于，所述仿真函数是指制作电路板的工艺参数与制作出的电路板的具体性能参数之间的函数关系。
  5. 【权利要求5】如权利要求4所述的电路板制作仿真系统，其特征在于，所述仿真函数与电路板一个或多个制作工序相对应。
  6. 【权利要求6】如权利要求1所述的电路板制作仿真系统，其特征在于，所述电路板制作仿真系统还包括数据分析模块，所述数据分析模块用于根据多次试验结果以函数模拟法自动生成仿真函数。
  7. 【权利要求7】如权利要求6所述的电路板制作仿真系统，其特征在于，所述电路板制作仿真系统还包括仿真函数获取模块，所述仿真函数获取模块用于从数据分析模块获取生成的仿真函数。
  8. 【权利要求8】如权利要求7所述的电路板制作仿真系统，其特征在于，所述存储模块与
    所述仿真函数获取模块具有数据连接关系。
  9. 【权利要求9】如权利要求1所述的电路板制作仿真系统，其特征在于，所述输出模块将所述仿真结果输出至外界界面。
  10. 【权利要求10】如权利要求1所述的电路板制作仿真系统，其特征在于，所述电路板制作仿真系统包括多个电路板制作仿真子系统，所述多个电路板制作仿真子系统具有同一存储模块或同一数据处理模块。
  11. 【权利要求11】一种电路板制作仿真方法，包括步骤：
    利用数据获取模块获取待试验的电路板制作工序的工艺参数；
    从存储模块获取仿真函数，所述仿真函数与获取的工艺参数相对应；
    处理模块利用所述仿真函数对获取的工艺参数进行运算，得出电路板经过该制作工序的性能参数的仿真结果；
    利用输出模块输出所述仿真结果。
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