一种计算电子版图组合图形面积的方法

摘要

本发明公开一种计算电子版图组合图形面积的方法，包括以下步骤：在制作电子版图的EDA软件内将电子版图导出为GBR文件；将GBR文件导入CAM350软件内；在CAM350软件内对导入的电子版图文件进行外框层和印刷层的合并处理；在CAM350软件内对步骤c处理后的文件填充外框层和印刷层间隙；在CAM350软件内将步骤d处理后文件的背景层和填充层分离；将CAM350处理后的文件导出为dxf文件；将dxf文件导入AUTOCAD软件，并在AUTOCAD软件对导入的文件创建面域；在AUTOCAD软件中合并面域；利用AUTOCAD软件分别计算外框面积S1与合并后面域的面积S2，电子版图组合图形面积S即为S1减去S2，实现了复杂图形组合后总面积的计算；计算印刷面积效率高，能够大幅度缩短计算时间。

说明书

技术领域

本发明涉及微电子制造技术领域，具体是一种计算电子版图组合图形面积的方法。

背景技术

厚薄膜混合集成电路或PCB印制电路板等电子产品需要预先在电子设计软件中绘制出版图文件，版图文件中的具体线路的图形再通过光绘、制版等工艺手段在陶瓷、PCB等基底材料上分层印刷或淀积其他金属材料，印刷或淀积的图形应和设计图形保持一致。

在实际生产中，由于材料成本昂贵，特别是当印刷材料为含金材料时，由于含金的材料价格昂贵，需要外购，然而此类材料平均每克需要几百元，而且材料价格和材料的量也有关系，通常采购越多价格越低，这就需要对产品生产材料所消耗的材料进行预先核算，以确定采购量，制定相应采购计划，此外，在材料使用过程中，也需要对材料消耗量进行计算，建立必要的控制手段，避免浪费。因此，有必要对材料印刷消耗量进行准确计算，提高成本控制能力。

现有技术对印刷或淀积材料用量的多少无法精确计算，现有技术只能通过一定时间内的材料使用损耗估算获得，但是，对一定时间内多个产品进行统计的材料使用量并不能反映实际使用量，不利于印刷材料特别是贵重印刷材料成本控制和核算。

根据材料质量、密度和体积的固有关系，印刷材料的使用质量等于密度和体积的乘积，而印刷材料的体积又等于印刷面积和印刷厚度的乘积，在实际生产中，由于印刷厚度对产品质量有重要影响，印刷膜层的厚度一般通过（激光）膜厚测量仪等专用设备准确测量，从而得到有效的工艺控制。

因此，在膜层厚度（或厚度范围）可以确定的前提下，单位面积可以印刷的材料质量可以根据下述计算过程获得：

假设印刷膜层的厚度为H，单位可定为cm，假设材料供应商所提供的材料密度为P，单位可定为g/cm³，假设1cm²单位面积印刷的材料质量为M，单位可定为g/cm²，根据公式M=P×H就可以很容易计算出M的值。

在单位面积印刷的材料质量确定后，只要印刷线路的面积可以计算获得，就可以知道单只电路所需要的印刷材料的质量（或质量范围）。由于线路印刷为分层完成，只要单层线路的总面积可以计算获得，单只电路某层所需要消耗的印刷材料质量可以按下述方法计算：

假设单只电路印刷某层所需要消耗的印刷材料质量为M1，单位可定为g，假设单层线路的总面积为S，单位可定为cm²，再将前面计算获得的M值，代入公式M1=M×S计算，在计算出单只电路印刷某层所需要消耗的印刷材料质量就可以开展相应的成本控制和核算。

然而，电子版图通常使用Protel、Cadence、Powerpcb等专用设计软件，这些软件没有面积计算的功能，如附图1所示，如果想用Protel等专用设计软件计算面积，现有技术可以通过测量每个图形的长宽等尺寸，计算面积后累加获得，计算繁琐，容易遗漏或重复计算造成计算结果出错，此外这些图形之间还有叠加，叠加处有可能圆角过渡，现有计算对此因素无法考虑，也影响计算结果的准确性，因此现有技术耗时耗力，计算不准确。对于稍微复杂些的图形的面积，这种方法至少需要1天的时间逐个测量，逐个计算，还需要反复校对。

发明内容

本发明的目的在于提供一种计算电子版图组合图形面积的方法，该方法可以准确地计算电子版图组合图形面积，掌握印刷材料使用量，从而实现对材料成本进行科学精准控制，且计算方法省时省力、效率高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种计算电子版图组合图形面积的方法，包括以下步骤：

a、在制作电子版图的EDA软件内将电子版图导出为GBR文件；

b、将GBR文件导入CAM350软件内；

c、在CAM350软件内对导入的电子版图文件进行外框层和印刷层的合并处理；

d、在CAM350软件内对步骤c处理后的文件填充外框层和印刷层间隙；

e、在CAM350软件内将步骤d处理后文件的背景层和填充层分离；

f、将CAM350处理后的文件导出为dxf文件；

g、将dxf文件导入AUTOCAD软件，并在AUTOCAD软件对导入的文件创建面域；

h、在AUTOCAD软件中合并面域；

i、利用AUTOCAD软件分别计算外框面积S1与合并后面域的面积S2，电子版图组合图形面积S即为S1减去S2。

本发明的有益效果是：

一、借助于CAM350软件导入版图文件，并作一些必要的处理导出至AUTOCAD软件可编辑的文件，再借助AUTOCAD对处理后的图形通过创建和合并面域等操作，计算出所需要的面积，实现了复杂图形组合后总面积的计算；

二、相对于现有技术，使用本发明提供的计算方法，最多需要20分钟就可以计算出一种印刷图形的总面积，计算印刷面积效率高，能够大幅度缩短计算时间；

三、计算准确，能够给成本控制提供准确数据；经实际测算，按照本发明提供的方法，计算出的材料使用量和实际消耗量之间的误差在5%以内；

四、应用范围广，只要EDA设计软件能够提供和CAM350软件之间转换的接口，就可以按照本方法进行计算。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明实施例在Protel环境中电子版图的金导带单层印刷图形；

图2是在Protel 中点击“CAM Manager”的弹出菜单；

图3是在Protel 中导出“Gerber”的弹出菜单；

图4是标出Protel 中导出GBR文件夹的位置；

图5是CAM350系统导入GBR文件时的初始界面；

图6是文件版图中印刷图层和基板外框层导入CAM350后的状态；

图7是 CAM350中印刷图层和基板外框层合并后的图形；

图8是在CAM350中选择合并后图层，并将背景层属性修改为“dark”后的状态；

图9 是填充后的图形（含默认的背景层）一起移入新层（第3层）后的图形状态；

图10是实例将填充图形移入新层（第4层）后的状态；

图11是在CAM350中导出dxf的图形界面；

图12是在AUTOCAD中打开图形文件的状态；

图13是在AUTOCAD中图形创建面域后的状态；

图14是在AUTOCAD中图形合并面域后的状态；

图15是在AUTOCAD中图形属性栏显示面积的状态。

具体实施方式

本发明提供一种计算电子版图组合图形面积的方法，包括以下步骤：

步骤a、在制作电子版图的EDA软件内将电子版图导出为GBR文件；

本实施例以PROTEL软件为例进行具体说明，如图1所示，为在Protel环境中电子版图的金导带单层印刷图形。

结合图2所示，进入Protel，打开PCB文件，依次点击File→CAM Manager，在图2中的弹出菜单中点击“NEXT”，弹出菜单见图3，在图3的弹出菜单中选择“Gerber”后再连续点击“NEXT”,进入图形单位选择界面时，一般选择inch，进入图层选择界面时，要选择外框层和需要计算的图层。继续连续点击“NEXT”，最后点击“finish”。然后找到“gerber output1”文件，右键点击，在下拉菜单中选择“Generate CAM Files”。再找到生成的文件夹，右键点击，在下拉菜单中选择“Export”，根据提示，将输出的文件导出到指定文件夹，该文件夹应包含所有输出的GBR文件，结合图4所示，蓝色背景文件夹图形对应的即为所生产的文件夹。

步骤b、将GBR文件导入CAM350软件内；

具体为：进入CAM350，点击按照如下顺序调入GBR文件：File→Import→GerberData…，根据提示，选择步骤a中导出的GBR文件，导入文件时可以只选择需要待计算的印刷和基板外框图层的GBR文件。

图5所示为8.7版本的CAM350系统导入GBR文件时的初始界面。

图6所示为选择导入印刷图层和基板外框层后的状态，图中第1层“hg93xx.gko”为基板外框层，第2层“hg93xx.gtl”为金导带印刷图层。

步骤c、在CAM350软件内对导入的电子版图文件进行外框层和印刷层的合并处理；

具体为：在CAM350中，将外框层和印刷合并为一层，推荐操作是在其中一层中，依次点击Edit→Move，在弹出的小菜单中点击选择“Select All”， 再在弹出的小菜单中点击“Move to Layer”后，根据提示将选择的图形移动到指定图层。

图7所示为CAM350软件内将外框层整体移入印刷层进行合并后，在印刷层（第2层）中形成的合并图形状态。

步骤d、在CAM350软件内对步骤c处理后的文件填充外框层和印刷层间隙；

具体为：在CAM350中，填充操作命令分两步，第一步为组合，操作命令是Table→Compsites…，在弹出的菜单中点击“add”，选择合并后的图层，将图层右侧的属性点击为“clear”，背景层的属性点击为“dark”，然后点击“OK”结束；第二步为组合图形移入新层，操作命令是Utilites→Compsites to Layer，根据图示将填充后的图形（含默认的背景层）转入新层。

图8所示为组合操作时选择合并后图层（第2层），并将背景层属性修改为“dark”后的状态。

图9所示为将填充后的图形（含默认的背景层）一起移入新层（第3层）后的图形状态。

步骤e、在CAM350软件内将步骤d处理后文件的背景层和填充层分离；

具体为：在CAM350中，依次点击Edit→Move，在填充的部分点击选择填充的图形，再击“Move to Layer”后，根据提示将选择的图形移动到指定图层。

图10所示为将本实例填充图形移入新层（第4层）后的状态。

步骤f、将CAM350处理后的文件导出为dxf文件；

具体为：在CAM350中，依次点击File→Import→DXF，根据提示只选择在步骤5中处理后的填充图形所在图层，导出dxf文件。

图11所示为将CAM350文件导出dxf的图形界面。

步骤g、将dxf文件导入AUTOCAD软件，并在AUTOCAD软件对导入的文件创建面域；

具体为：用AUOTCAD软件打开上述导出文件，依次点击绘图→面域，然后框选需创建的对象后按 ENTER 键，所选填充图形将自动拆分成一个个面域。

图12为在AUTOCAD中打开本实例文件的状态。

图13为在AUTOCAD中本实例图形创建面域后的状态。

步骤h、在AUTOCAD软件中合并面域；

具体为：在AUTOCAD中依次单击“修改”下拉菜单中“实体编辑”选项，在其下拉菜单中选择“并集”选项，然后框选需合并的对象，按 ENTER 键后，所选对象将自动合并；即修改→实体编辑→并集→框选需合并的对象→按 ENTER 键。

图14为在AUTOCAD中本实例图形合并面域后的状态。

步骤i、利用AUTOCAD软件分别计算外框面积S1与合并后面域的面积S2，电子版图组合图形面积S即为S1减去S2。

具体为：在AUTOCAD中点击左键选择合并后的面域图形，再点击右键，弹出菜单，选择“特性”，在面积栏中可获知该填充图形的面积S2。再根据外框尺寸大小计算出外框的面积S1，根据公式S= S1-S2，即可架算得到印刷图形的面积S。

图15所示，本实例图形属性栏中面积S2为1.3968（单位为inch）。在本实例中，从版图实测获知基板长度尺寸为1.99inch，宽度尺寸为0.811inch，可知基板面积尺寸S1为1.6139inch，根据上述计算要求，可知本实例印刷图形面积S为1.6139-1.3968=0.2171inch。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。