印刷电路板的建模系统以及建模方法与流程

本发明涉及电子电路技术领域，具体来说，涉及一种印刷电路板的建模系统以及建模方法。

背景技术：

现有pcb(印刷电路板，printedcircuitboard)传输线或者过孔建模方式过分依赖第三方提供的仿真软件中模型库，模型库的精度在一定程度上影响最终建模仿真结果，在遇到特殊不连续结构，建模过程过于繁琐。或者建模过程中缺乏必要实测数据支撑，通常采用板厂叠层中提供的经验值进行预估，未充分考虑板厂最终pcb成品规格与经验理论值之间存在的偏差。pcb加工过程中切片数据获取过分依赖传统机械方式获取。pcb传输线或者过孔建模过程中，由于项目中使用叠层差异，对于具体项目需要根据叠层重复手动建模，建模周期较长，影响仿真效率。

技术实现要素：

针对相关技术中的上述问题，本发明提出一种印刷电路板的建模系统以及建模方法，能够快速实现pcb的精准建模。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种印刷电路板的建模系统，包括：

训练模块，用于对多个待测印刷电路板切片的叠层信息，通过模式识别方式进行参数识别形成样本训练集合；

参数获取模块，用于获取待测印刷电路板切片样本的图像并利用样本训练集合得到参数的实际量测数据；

处理模块，用于根据实际量测数据和实际需求重建二维模型或重建三维模型。

根据本发明的实施例，处理模块包括：调用子模块，用于调用二维模型；参数设置子模块，用于根据实际量测数据进行相关参数设置。

根据本发明的实施例，处理模块包括：建模子模块，用于在三维建模软件中建立三维模型，三维模型包括印刷电路板走线或过孔；参数设置子模块，用于根据实际量测数据和材料库信息对相关参数进行设置。

根据本发明的实施例，印刷电路板的建模系统还包括：导出子模块，用于将重建的二维模型或重建的三维模型导入至二维或三维求解软件中进行模型求解；输出子模块，用于输出材料拟合最优参数、时域信息和频率信息之中的至少一种。

根据本发明的实施例，参数获取模块包括：切片图像获取子模块，用于获取待测印刷电路板切片样本的图像，其中，切片图像获取子模块包括摄像头、扫描电镜和金相显微镜之中的任意一种。

根据本发明的另一方面，提供了一种印刷电路板的建模方法，包括：

对多个待测印刷电路板切片的叠层信息，通过模式识别方式进行参数识别形成样本训练集合；

获取待测印刷电路板切片样本的图像并利用样本训练集合得到参数的实际量测数据；

根据实际量测数据和实际需求重建二维模型或重建三维模型。

根据本发明的实施例，重建二维模型包括：调用二维模型；根据实际量测数据进行相关参数设置。

根据本发明的实施例，重建三维模型包括：在三维建模软件中建立三维模型，三维模型包括印刷电路板走线或过孔；根据实际量测数据和材料库信息对相关参数进行设置。

根据本发明的实施例，印刷电路板的建模方法还包括：将重建的二维模型或重建的三维模型导入至二维或三维求解软件中进行模型求解，并输出材料拟合最优参数、时域信息和频率信息之中的至少一种。

根据本发明的实施例，参数包括：铜箔类型、树脂类型、玻纤布规格、完成线宽、线间距、铜箔厚度、介质厚度、铜箔粗糙度、过孔孔径、孔铜厚度之中的任意一种或多种。

本发明通过处理模块根据叠层信息，采用模式识别方式，反复训练，形成庞大的样本训练集合，可完成待测切片样品中pcb关键参数自动量测；并根据实际量测结果和实际需求(例如客户需求)，自动重建2d/3d模型。减少了pcb切片传统人工量测周期较长问题，可进行多样本自动量测，确保样本训练集合能涵盖加工的各种情况；针对pcb走线、过孔或者其它非规则的不连续结构，能根据实际量测数据自动建模，确保模型精确，同时减短传统手动建模周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的印刷电路板的建模系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的印刷电路板的建模方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，根据本发明实施例的印刷电路板的建模系统，包括训练模块、参数获取模块20和处理模块10。其中，训练模块用于对多个待测印刷电路板(printedcircuitboard，pcb)切片的叠层信息30，通过模式识别方式进行参数识别形成样本训练集合；参数获取模块20用于获取待测pcb切片样本40的图像并利用样本训练集合得到参数的实际量测数据；处理模块10用于根据实际量测数据和实际需求重建二维(2d)模型或重建三维(3d)模型。其中，处理模块10可以是pc、服务器(server)、arm、fpga或dsp。

本发明的上述技术方案，处理模块10根据叠层信息30，采用模式识别方式，反复训练，形成庞大的样本训练集合，可完成待测切片样品中pcb关键参数自动量测；并根据实际量测结果和实际需求(例如客户需求)，自动重建2d/3d模型。减少了pcb切片传统人工量测周期较长问题，可进行多样本自动量测，确保样本训练集合能涵盖加工的各种情况；针对pcb走线、过孔或者其它非规则的不连续结构，能根据实际量测数据自动建模，确保模型精确，同时减短传统手动建模周期。

其中，参数获取模块20包括切片图像获取子模块，切片图像获取子模块用于获取待测pcb切片样本40的图像。在一些实施例中，切片图像获取子模块可以是摄像头、扫描电镜和金相显微镜之中的任意一种。优选的，切片图像获取子模块是ccd摄像头。在一个实施例中，处理模块10可以包括：调用子模块，调用子模块用于调用2d模型；参数设置子模块，参数设置子模块用于根据实际量测数据进行相关参数设置。

在一个实施例中，处理模块10可以包括：建模子模块，建模子模块用于在3d建模软件中建立3d模型，3d模型包括pcb走线或过孔；参数设置子模块，参数设置子模块用于根据实际量测数据和材料库信息对相关参数进行设置。在一个实施例中，处理模块10可以同时包括上述的调用子模块、参数设置子模块、建模子模块和参数设置子模块。

进一步的，本发明的pcb的建模系统还可以包括：导出子模块，导出子模块用于将重建的2d模型或重建的3d模型导入至2d或3d求解软件中进行模型求解；输出子模块，输出子模块用于输出材料拟合最优参数、时域信息和频率信息之中的至少一种。这样，可以自动调用市场常用2d或3d仿真软件求解，最终输出求解参数；从切片数据量测到材料参数提取或链路时域/频域分析结果输出，整个过程除了在需求阶段需要客户勾选定制外，无需人为干预。其中，材料拟合最优参数可以包括dk、df、粗糙度等，时域信息可以包括tdr、il等。

继续参考图2所示，具体来说，诸如pc或者服务器的处理模块10根据板厂提供的对应的待测pcb切片的叠层信息30和pcb材料差异，采用模式识别方式，反复训练，形成庞大的样本训练集合。通过模式识别算法自动识别铜箔、树脂类型、玻纤布规格，完成线宽、线间距、铜箔厚度、介质厚度、铜箔粗糙度、过孔孔径、孔铜厚度等关键参数自动量测。针对用户多个待测pcb切片样本40，最终量测输出数据可根据样本数量迭代，减少量测数据偏差。与此同时，处理模块10调用2d软件相关模型，根据实际量测数据进行相关参数设置；或者，根据仿真需求，在3dsi建模软件中自动建立pcb走线或者过孔3d模型，结合量测数据和客户材料库信息对叠层等参数自动进行设置。系统根据用户需求勾选，仿真模型自动导入到厂商(例如，keysight、ansys、cst等)提供的2d/3d求解软件中，进行模型求解，最终输出dk、df、roughness等材料拟合最优参数，或tdr、il等时域或频率关键信息。

综上，本发明提供了一种基于pcb切片快速进行2d或者3d建模的方法，该方法通过诸如ccd三维成像的方式，在pcb建模软件中精确复原pcb真实结构，结合材料库中的材料参数能够快速实现pcb传输线或者过孔等结构的精准建模。

如图2所示，根据本发明的实施例，还提供了一种印刷电路板的建模方法，包括以下步骤：

s202，对多个待测印刷电路板切片的叠层信息，通过模式识别方式进行参数识别形成样本训练集合；

s204，获取待测印刷电路板切片样本的图像并利用样本训练集合得到参数的实际量测数据；

s206，根据实际量测数据和实际需求重建二维模型或重建三维模型。

在一个实施例中，在步骤s206处，重建二维模型可以具体包括：调用二维模型；根据实际量测数据进行相关参数设置。

在一个实施例中，在步骤s206处，重建三维模型可以包括：在三维建模软件中建立三维模型，三维模型包括印刷电路板走线或过孔；根据实际量测数据和材料库信息对相关参数进行设置。

在一个实施例中，本发明的印刷电路板的建模方法还包括步骤：s208，将重建的二维模型或重建的三维模型导入至二维或三维求解软件中进行模型求解，并输出材料拟合最优参数、时域信息和频率信息之中的至少一种。

在一些实施例中，参数可以包括：铜箔类型、树脂类型、玻纤布规格、完成线宽、线间距、铜箔厚度、介质厚度、铜箔粗糙度、过孔孔径、孔铜厚度之中的任意一种或多种。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。