亞 東 學 報 第 2 7 期2007 6 月 頁 6 5 7 0亞 東 技 術 學 院65 電板佈局線規範設定系統研發 電板佈局線規範設定系統研發 朱玉鳳朱玉鳳 乙璇乙璇 電機工程系電機工程系 資訊管系資訊管系 摘要摘要 現在及未的電子產品均朝向輕薄短小、低成本及縮短工時的設計趨勢，但近二十的電腦化過程，整個電板的設計程幾乎沒有重大的改變。要輕薄短小則必須在小的體積內容納多的件，讓產品在市面上有較高的接受程；由於電板的成本與其製作的層有著極大的關係，可低走線層，以直接低電板的製作成本；現在的電子產業很競爭，產品能及早上市，可掌握市場的先機，在電板的設計環節中，由於許多的工作是由電板佈局工程師以手工的方式在電腦上完成，非常費時，電板佈局工作的工時幾乎佔整個設計週期的 80%，所以可從縮短電板佈局工時，以達縮短設計工時。 電板設計的程可分為前處、中處及後處三個部分，其中中處是最重要的環節，在中處的工作中，在線工作前，會盡將電子工程師所要求的線規範全部輸入到電板中，讓系統自動檢查線的規範，這些線規範包含走線寬、安全距及長控制等。 目前線規範的工作在產業界，是先由研發工程師書面規範，再由佈局工程師一一設定到電板中，由於規範的工作非常繁瑣容出錯，且產生規範一致，因而增加電板設計工時，所以本系與合作廠商擬一產學合作計劃，共同研發線規範設定系統，將規範統一避免產生一致，且提供工程師一個人性化的操作介面。 本計畫所產出的成果可以即讓合作廠商統一線規範，改善電板設計的程，藉由師生投入此研究，可以清楚解電子產品生產程的實務經驗，可結合學校所教所學之專業知，獲得專業系統設計的實務經驗。 關鍵詞：關鍵詞：電板設計、電板佈局、線規範 壹、前言壹、前言 由於電子產品均朝向輕薄短小、低成本及生命週期也短，為低成本創造潤，本計畫合作廠商從事印刷電板設計，也在分析如何縮短印刷電板設計設計工時以低成本，且可讓產品提早上市即可創造較好的潤。 本計畫所研發電板佈局線規範設定系統，針對印刷電板設計程之中處中，在線工作前，盡將電子工程師所要求的線規範全部輸入到電板中，讓 Layout 專業軟體自動檢查線規範，設定系統功能包含 Signal Model、Bus Name、Spacing Type、Physical Type、Differential Pai、Propagation Delay、Relative Propagation Delay、Max Via Count 等設定。 貳、計畫目的貳、計畫目的 本計畫的目的，主要是要研發線規範設定系統，該設定系統必須簡單、容操作及快速設定線規範，縮短印刷電板佈線工時，以達縮短設計工時。 在印刷電板設計之中處的工作中，在線工作之前，會盡將電子工程師所要求的線規範全部亞東學報 第 27 期 66圖一 計畫進方法、步驟及執進程輸入到電板中，讓系統自動檢查線的規範，這些線規範包含走線寬、安全距及長控制等。 目前線規範的工作在產業界，是先由研發工程師電子書面規範，再由佈局工程師一一設定到電板中，即研發工程師規範一次，佈局工程師再規範一次，由於規範的工作非常繁瑣容出錯，且常在分工合作的大板子產生規範一致，而整合失敗，因而增加電板設計工時。目前電板佈局軟體中，業界較多採用 Cadence 公司所出品的 Allegro Layout 軟體 ， 此軟體規範設定功能雖然完整，但合作廠商在使用上倍感繁瑣且容設定錯誤，或有遺，線規範設定完整，佈線結果常常容出錯，因而必須修修改改非常耗時，往往在處大且複雜的電板時，為縮短線工時，線工作多採分工合作，規範一致，將產無法整合，勢必增加工時與成本，這種況困擾合作廠商多，合作廠商殷期盼能改善此況。 然而在目前學校教學上少應用設計的實務經驗傳授。使得學生在校所學與產業界的需求存在著極大的差。廣泛開設相關課程並無法有效解決此一困境，最重要的是教師涉入相關實務技術的研發。 本系所安排的課程中，如程式設計、資結構、電子實習(內含 PCB Layout) ，吾人在授課的過程中， 技術報告包含: 檔案格式、軟體設計程、軟體設計技巧、資結構、軟體操作明。 與本計劃的教師則可以由研究過程中，可獲得電子產品生產程實務及 PCB Layout 實務經驗 ， 並將其實務經驗導入課程。 参、合作方式参、合作方式 本計畫合作廠商配合款為 53%，本計畫所研發電板佈局線規範設定系統是為合作廠商身訂製的，合作廠商提供相關專業資，為清楚廠商工作需求，測試系統功能，且要符合操作方性，每週訂定約會議一次，研究方式如圖一所示： Yes No 整歸納產品研 發程的細節步研規格書 Allegro Layout 軟體使用a a 軟體撰寫及除錯 系統人機介面規系統分析 系統測試 OK?手冊撰寫 成品 電板佈局線規範設定系統研發67系統功能程圖如圖二所示。其中使用者身分確認，這部分是由使用者輸入帳號密碼，送至遠端伺服器做身分確認，無誤則遠端伺服器回應相關之訊息，即可使用本系統，以達控管系統的使用。 肆、結果與討肆、結果與討 本規範設定系統的功能有： 使用者身分確認 Signal Model 的設定 Bus Name 的設定 Differential Pair 的設定 Spacing Type 的設定 Physical Type 的設定 Max Via Count 的設定 Propagation Delay 的設定 Relative Propagation 的設定 線規範包含走線寬、安全距及長控制等，線規範的設定，最主要是為能有效處 EMI的課題，為能有效低 EMI 達到規範要求，需要有效控制走線長達到阻抗匹配需求，即能大大低雜訊干擾，這是印刷電板設計重要課題，所以本系統但在很短的時間完成規範設定，這些規範為走線把關，縮短工時，低印刷電板設計成本。 合作廠商目前已經運用本系統各個功能在線規範設定上。該系統確實讓工程師輕鬆地設定規範，也確實達到計畫所預期的時效，合作廠商甚為歡喜滿意。 本計畫劃已順將線規範設定系統開發，其中使用者身分確認，這部分是由使用者輸入帳號密碼，送至遠端伺服器做身分確認，無誤則遠端伺服器回應相關之訊息，即可使用本系統，以達控管系統的使用。 本設定系統可是合作廠商經驗與智慧的結合產品，目前已在合作廠商公司內使用，廠商反應很實用且好用，但這些規範電子研發工程師最清楚，印刷電板設計工程師經驗足，容將線規範設定錯誤且常有遺，合作廠商主要目的是要將線規範的設定工作出，推廣該系統由電子研發工程師設定，如此能將時效提升。 本計畫所應用的軟體技術，有 Allegro Layout 軟體、Visual Basic 軟體、Java servlet 軟體及 MYSQL 資庫軟體等，皆是產業界一時之選的應用技術。用本計劃的執，可以厚植教師的實務經驗，可將此系統開發的實務經驗，未可開設相關的實務課程，分享給學生。 伍、計畫成果自評 伍、計畫成果自評 在本計畫推過程中，一方面與師生藉由投入此產學研究，清楚解電子產品生產程的實務經驗，可結合學校所教所學之專業知，獲得專業系統設計的實務經驗，此經驗非常珍貴。另一方面，合作廠商目前運用本系統各個功能在線規範設定上。圖二系統程圖 使用者身分系統主畫確認 OK?BUS NAME DIFFERENTIAL ANET SPACING NET PHYSICAL PROPAGATION RELATIVE PROPAGATION DELAY 啟動系統 開系統 MAX VIA COUNT Yes NSignal Model 亞東學報 第 27 期 68該系統確實讓工程師輕鬆地設定規範，也確實達到計畫所預期的時效，合作廠商甚為滿意，合作廠商滿意此次產學合作研究計畫，僅是對設定系統簡操作滿意，也對與師生配合的態感到滿意，合作廠商滿意的回應，可是本計畫最大的成果。 、可供推廣之研發成果資表、可供推廣之研發成果資表 一般使用 Layout 專業軟體本身提供的設定功能最少也要花約個工作天，而且設定內容容被改，增加往返檢查修正時間;使用本計畫研發的設定系統最多要花約 30 分鐘 ， 且設定內容可方儲存當成統一設定標準，可快速檢查出正確佈線，可以大大縮短印刷電板設計的工時。 考文獻考文獻 1 黃宏仁，Allegro 15.X PCB Layout (I) 高速電板 設計，台科大圖書股份有限公司(2004) 2 溫惠美，實戰 DreamWeaver 8 for JSP與MySQL 動態資庫網頁，禾資訊(2006) 3 王國榮，Visual Basic 6.0 實戰講座，旗標出版公司(2000) 4 王國榮，新觀的 Visual Basic 6.0 教本，旗標出版公司(1998) 電板佈局線規範設定系統研發69The Routing Constrain setup System Development for PCB Layout Chu, Yu Feng Yeh, Yi-Hsuan Department of Electrical Engineering Department of Information Management Abstract The size and cost down of the electronic products are becoming the trend of modern design. However, the design flow of the PC board is barely changed in 2 decades. It is necessary to adopt more elements in a tiny area for size-down purpose such that the products will be much more attractive in the marketing. The cost of a PC board is dominated by the number of the layers. The simple way to reduce production cost is to decrease the number of the layers. The time to marketing decides the profit of a product. In the process of the PC board design, a lot of works are designed manually by engineer on a computer. It is very time consuming to design layout manually and almost takes about 80% of the design cycle. Reducing the time for layout is a good strategy to shorten the overall design cycle. The design flow of a pc board can be divided into three parts, i.e. the pre-processing, medium-processing an