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印刷电路板的贴装仿真及设计检错研究

作　者: 潘月娥
导　师: 姜建国
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 表面贴装技术 印刷电路板 电子设计自动化 动态仿真 规则检查
分类号: TN41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


传统表面贴装生产中,制造人员在印刷电路板(PCB)生产之前需要对其进行反复试贴装以确保可制造性。而随着PCB组件复杂性的增强和电路集成度的提高,单靠传统的元器件试贴分析已经远远不能满足电子制造短周期、低成本、高质量等要求。利用计算机进行虚拟贴装和错误检测,则可以代替传统的试贴分析,提高分析质量,缩短开发周期。为此,本文深入研究了PCB贴装仿真及设计检错的方法,并开发了一个表面贴装仿真检错系统。文中针对电子设计自动化(EDA)文件格式多样化的特点提出了异构文件同构转换的思想,并设计了一种通用的仿真文件结构；将仿真文件作为仿真建模模块的输入,研究了根据二维信息建立三维仿真模型的方法,并基于OpenGL实现了PCB组件的仿真建模；研究并设计了PCB生产中常见规则的检查算法,在此基础上实现了针对PCB设计的错误检测；结合PCB组件仿真建模和规则检查的设计,基于动画原理实现了PCB表面贴装过程的三维动态仿真及检查结果的实时显示。测试表明,本文开发的系统能实现与Protel、Mentor等六种EDA软件的无缝连接,可在PCB生产之前准确地模拟其贴装过程,判断其可装配性,从而有效缩短了电子产品的开发周期,降低了开发成本。本文在PCB贴装过程的动态仿真中尚未考虑元器件贴放顺序的优化和EDA设计数据的自动修正,这些将是本文下一步的研究重点。

全文目录


Abstract  3-4
摘要  4-7
第一章 绪论  7-15
  1.1 表面贴装技术  7-9
    1.1.1 表面贴装技术的概述  7-8
    1.1.2 表面贴装技术的优点  8-9
  1.2 虚拟制造技术  9-10
    1.2.1 虚拟制造技术的概述  9
    1.2.2 虚拟制造技术的作用  9-10
  1.3 课题来源与研究意义  10
  1.4 国内外研究现状  10-11
  1.5 本文工作  11-15
第二章 仿真检错系统总体设计  15-21
  2.1 PCB组件传统生产流程分析  15-16
  2.2 系统结构设计  16-17
  2.3 系统功能设计  17-19
    2.3.1 文件预处理模块  18
    2.3.2 元器件库扩充模块  18
    2.3.3 PCB组件仿真建模模块  18
    2.3.4 规则检查模块  18-19
    2.3.5 动画输出模块  19
  2.4 本章小结  19-21
第三章 EDA文件预处理  21-27
  3.1 EDA转换接口设计  21-22
  3.2 仿真文件结构设计  22-25
    3.2.1 元器件信息的描述格式  22-24
    3.2.2 基板信息的描述格式  24-25
  3.3 元器件库的自适应扩充  25-26
  3.4 本章小结  26-27
第四章 PCB组件仿真建模及实现  27-43
  4.1 仿真建模技术研究  27-28
    4.1.1 面向对象的思想  27-28
    4.1.2 面向对象的建模技术  28
  4.2 PCB组件仿真建模  28-33
    4.2.1 元器件的面向对象分析  29-30
    4.2.2 基板的面向对象分析  30-31
    4.2.3 数据结构设计  31-33
  4.3 基于OpenGL的仿真实现  33-41
    4.3.1 关键技术研究  33-36
    4.3.2 建模数据获取  36
    4.3.3 显示列表创建  36-39
    4.3.4 仿真环境设置  39-40
    4.3.5 实现效果  40-41
  4.4 本章小结  41-43
第五章 规则检查算法设计与实现  43-55
  5.1 设计规则与工艺规则介绍  43-45
    5.1.1 常见设计规则  43-44
    5.1.2 常见工艺规则  44-45
  5.2 常见规则检查算法设计  45-51
    5.2.1 重叠规则检查算法设计  45-49
    5.2.2 间距规则检查算法设计  49-51
  5.3 规则检查的软件实现  51-54
    5.3.1 绝对坐标计算  51-52
    5.3.2 规则检查  52-53
    5.3.3 检查结果显示  53-54
  5.4 本章小结  54-55
第六章 贴装过程动态仿真实现  55-63
  6.1 实现动画的关键技术研究  55-56
    6.1.1 双缓存技术  55-56
    6.1.2 系统定时器  56
  6.2 贴片机工作原理分析  56-58
  6.3 动态仿真实现  58-62
    6.3.1 动态仿真流程  58-60
    6.3.4 实现效果  60-62
  6.5 本章小结  62-63
第七章 结束语  63-65
致谢  65-67
参考文献  67-71
研究成果  71

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路（IC） > 印刷电路
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