Anders Borge Ørjan Nilsen Veileder: Carsten Helgesen. Masteroppgave for Elprint og Macaos AS

Mønsterkortprodusent Grunnlagt 1973 Er i dag en av Nordens ledende mønsterkortprodusenter

Mål med oppgaven: - Utvikle en objektstruktur for mønsterkort. - Utvikle en tolker for ustrukturerte mønsterkortdata slik at disse kan legges inn i objektstrukturen. - Visualisere innholdet i objektstrukturen. - Utvikle et system som automatisk kan teste innholdet i objektstrukturen for design feil.

Et mønsterkort brukes til å holde på plass og elektrisk koble sammen elektronikk komponenter Finnes i dag i nesten alt av elektronikkprodukter Ideen bak dagens måte å produsere mønsterkort ble oppfunnet av det amerikanske forsvaret i Et mønsterkort med elektronikk komponenter påmontert kalles et kretskort. Kort om mønsterkort

Hvordan produseres mønsterkort?(forenklet): 1)Produseres fra laminater. 2)Et laminat består av en plast kjerne med en tynn kobberfolie rundt. 3)Det legges en lysfølsom film over kobberet på laminatet. 4)Den lysfølsome filmen blir belyst der hvor det skal være ledere av kobber. 5)Dette får den lysfølsome filmen til å feste seg der hvor den har blitt utsatt for lys. Lyser først på over, deretter på undersiden av Laminatet. Deretter etses alt kobberet som ikke et beskyttet av lysfølsom film vekk. 6)Man sitter igjen med ledere av kobber

Et mønsterkort består vanligvis av mellom 1 og 24 lag med kobberledere. Flere laminater produseres som beskrevet på lysbilde foran. Disse laminatene blir deretter presset sammen, med et isolerende lag mellom hvert laminat. For å få elektrisk kontakt mellom de ulike lagene med kobber bores det hull i de sammenpressede panelene. Disse hullene legges det kobber på innsiden av, slik at det blir kontakt mellom de ulike lagene hullet går mellom. Mønsterkort produseres flere om gangen fra store laminater. Disse kalles panel.

- Så legges det loddemaske på mønsterkortene, dette gir grønnfargen. -Deretter legges det notasjon (hvitlakk) på mønsterkortene Til slutt elektrisk testing, før de individuelle kortene løsnes fra panelene.

Hva består et mønsterkort av? Lag: lederlag, notasjon, loddemaske, overflatebehandling,hull lag

Pad Path Artwork. Target Hull Plan Nett

Problemstilling: Mønsterkortdesignere designer mønsterkortene i ulike DAK program. Designet eksporteres til Gerber filer, disse filene sendes så til mønsterkortprodusenten. Gerber er et ustrukturert format fra 60 tallet som ikke er tilstrekkelig til å beskrive dagens mønsterkort design. Dette medfører en rekke komplikasjoner og mye ekstra arbeid.

Gerber Filformat for tegneintstruksjoner Definer figurer. Tegn linjer eller buer mellom koordinater Forflyttning uten å tegne Tegn figur i en bestemt koordinat ……. %ADD10C,0.010*% ……. G54D10 X0Y0D02*X5000Y0D01* X5000Y5000D01*X0Y5000D01* X0Y0D01* X6000Y0* X11000Y0D01* X11000Y5000D01* X6000Y5000D01* X6000Y0D01* D02* M02*

- Mye informasjon Gerber ikke er i stand til å beskrive Nettliste Stackup Hull; dybde og platering Nabonett Minste sporklarering Overflatebehandling Hva som er pad, path, plan osv Komponentdata ++

Tilleggsfiler på andre formater Tekstfiler generert fra DAK programmene Tekstfiler skrevet fra designer Reverse Engineering på fabrikken Visuell inspeksjon Beskrivende filnavn Hvordan forholder man seg til manglene i Gerber?

Mangelen på struktur i Gerber og alle dataene Gerber ikke kan beskrive medfører: Mye informasjon må sendes i andre filer og på andre ustandardiserte formater. Vanskelig å behandle Gerber dataene før produksjon. Høyere produksjons kostnader, Større fare for produksjonsfeil. Mye ekstra arbeid for mønsterkortprodusenter i forbindelse med test av design data. Ikke mulig å koble mønsterkortdesignet mot eksterne databaser. Komponenter og mønsterkort må bestilles separat.

Prosjektbeskrivelse: -Utvikle en ny datastruktur for mønsterkort. Rundt denne datastrukturen skal det lages en rekke applikasjoner, som skal kunne : Ta i mot designfiler fra kunder generert av ulike DAK-program Strukturerer data fra design filene og legge dette inn i objektstrukturen. Manipulere data i objektstrukturen og generere filer til de ulike maskinene i fabrikken. Kunne visualisere innholdet i objektstrukturen Koble innholdet i objektstrukturen mot eksterne databaser, slik som IPC, eller elektronikk komponent databaser. Lagre innholdet i objektstrukturen til fil.

Oppgaven beskrivelse: Finne et godt overordnet design for det komplette systemet. Utvikle en objektstruktur for mønsterkort. Utvikle en tolker som leser inn ustrukturerte data, tolker disse og legger objekter inn i objektstrukturen. Det skal også kunne utføres en automatisk test av designet etter at dataene er lest inn og strukturert. Utvikle et grafisk brukergrensesnitt som gjør det mulig å lese inn filer med ustrukturerte data, samt lage en grafikk motor for tegning av mønsterkort slik at innholdet i objektstrukturen kan visualiseres.

NIST har definert noe av den samme problemstillingen Har begynt på en Gerber til IPC 2581 tolker Prosjektet ble raskt lagt dødt Lignende arbeid utført av andre:

Objektstrukturen: -Kjernen i systemet, alle andre moduler skal bygges rundt denne. -Kan inneholde alle data som er nødvendig for å kunne produsere mønsterkort, pluss informasjon om elektronikk komponenter. - Objektstrukturen kan inneholde flere mønsterkort samtidig, dvs mønsterkort som skal produseres fra de samme panelene. Objektstrukturen er i stor grad basert på IPC og IPC – 2581, filformatene. Disse filformatene som er fra 2000 og 2004, ble utviklet for å erstatte Gerber og Excellon, men har ikke blitt tatt i bruk.

Et mønsterkort legges inn i objektstrukturen som en definisjon. Denne plasseres på et produksjonspanel ved bruk av referanser.

1.Gerber parser - Gir grafiske objekter med koordinater 2. Oppretter mønsterkort objekt fra grafiske objekt FigurerPad linjer/buerBaner(path) Polygonerplan (større område dekket av kobber) Tolking av Gerber filer

3. Finne forbindelser mellom objekter innenfor hvert enkelt lag og sette disse sammen. 4. Finne forbindelser mellom objekter på tvers av lag og sette disse sammen til flerlagsobjekter. 5. Finne nett og nabonett

5. Test for designfeil (minste sporklarering, annular ring)

Visualisering / grafikkmotor: - For grafisk å kunne vise innholdet i objektstrukturen var det nødvendig å utvikle en grafikkmotor for tegning av objektene i objektstrukturen. -Nødvendig for å verifisere designdata. -For å visualisere koblingen mot eksterne databaser - Denne visualiseringen har vert meget nyttig til testing under arbeidet med oppgaven.

Hva gjenstår i forhold til oppgavespesifikasjonen: - Klarer ikke å gjenkjenne plan på en tilfredsstillende måte - Testing av minimumsporklarering ikke ferdig - Finne nabonett ikke ferdig. - Implementere støtte i det grafiske brukergrensesnittet for å kunne legge inne mer enn et mønsterkort i objektstrukturen.

Hva gjenstår for hele prosjektet: -Finne et egnet filformat for lagring av innholdet i objektstrukturen. - Implementere moduler for generering av data til maskinene i produksjonen. -Modul for kobling mot eksterne databaser

Om arbeidet med oppgaven: - Utviklet i Borland Delphi. - Mye tid har gått med til å sette deg inn i teori knyttet til mønsterkort.

Demonstrasjon