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在印刷电路板(PCB)贴装生产中,表面贴装技术(SMT)不断地向薄型化、微型化和高精度化方向发展,对印刷电路板组件的可制造性分析成为能否缩短开发时间和节省开发成本的关键。PCB组件贴装仿真系统的成熟应用,使得在PCB设计阶段或生产之前,就能实时模拟出其未来生产全过程,将为优化产品设计和工艺设计,检验和评价生产流程,节约生产资源,提高生产效率起到巨大作用。对这一技术的研究,在我国乃至国际上还处于起步阶段,还没有能应用在生产实际中的仿真软件。
本文以PCB板级电路表面贴装生产为背景,针对电子设计自动化(EDA)软件所设计出的印刷电路板,研究了表面贴装技术在计算机上的三维可视化方法,以及加工过程在计算机上的仿真。文中以PROTEL为例,详细分析了其数据格式,并给出了从。EDA设计文件中获取印刷电路板以及电子元器件三维外观数据的方法。同时,给出了基于OpenGL技术的器件和基板的CSG建模方法,通过对PCB组件对象的详细分析,设计了一套有针对性的数据结构,并建立了一个比较实用的贴装仿真系统,实现了贴装工艺流程的可视化动态仿真,以得出对PCB软件的分析结果和错误提示。最后,本文对多贴装头贴装优化问题进行了算法研究,为改进贴装生产中工艺文件的设计,提高贴装效率提供了理论依据。
从EDA设计文件中获取印刷电路板以及电子元器件三维外观数据是仿真系统的基础性问题,本文给出的方法简单实用,便于程序实现,但是存在对个别特型外观器件不适用的问题。在下一步工作中,需要更深入的研究,以找到更好的方法,能够获取任何电子元器件的外观参数。