[發明專利]一種基于粒子群的PCB板貼片方法

有效

• 申請號: 202010422929.9
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111385980B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 沈薪童;朱煜
• 申請（專利權）人: 桂林智慧產業園有限公司
• 主分類號: H05K3/30
• 分類號: H05K3/30;G06N3/00
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 楊雪梅

本發明公開了一種基于粒子群的PCB板貼片方法，步驟為：按照電子元器件的種類，將粒子群分類成多個子種群，初始化粒子群中每個粒子的位置和速度；根據PCB板的貼片要求，構造限制函數來限制粒子的搜索方式；根據限制函數，將初始化后的粒子代替電子元器件，采用粒子群優化算法對粒子進行優化更新，得到最優的電子元器件分布圖；PCB仿真模塊利用相關軟件，根據最優的電子元器件分布圖制作出PCB板圖，再根據PCB板圖，制作出無貼片元器件的PCB板；根據先大后小的元器件貼片規則，利用CSO優化算法得出一條最優貼片路徑；微控制系統根據最優貼片路徑，控制貼片機的機械臂根據最優的貼片路徑拾取電子元器件在無貼片元器件的PCB板進行貼片，得到貼片好的PCB板。

技術領域

本發明涉及PCB板貼片技術領域，具體是一種基于粒子群的PCB板貼片方法。

背景技術

相較于4G時代百萬級別的基站數量規模，毫米波發展將推進5G時代基站規模突破千萬級別?？梢灶A見，隨著5G全面商用時代的逐漸到來，通訊基站的大批量建設和升級換代將對PCB制板廠這樣的高頻高速板形成海量需求，PCB電路板將迎接新一輪升級替換的需求。

綜合考慮基站數量和單個基站價值量來估測，5G基站為多層PCB帶來的市場空間是4G的4-5倍以上。

同時，5G網絡將承載更大的帶寬流量，路由器、交換機、IDC等設備投資加大，高速PCB/覆銅板的需求量也將會大幅增加。除了需求用量提升外，高性能的設備將采用附加值更高的高頻(天線用)高速(IDC/基站用)板材料，也會帶來多層PCB/覆銅板產業鏈附加值和用量雙提升。

根據數據顯示，受益于需求大量增加，全球印制電路板工廠行業正加速成長，國內的產業增速更快。據Prismark統計，2017年全球PCB多層電路板產值為588.43億美元，增長8.6％；其中，中國PCB線路板廠產值297.32億美元，同比增長9.9％。

Prismark預測，受益于通信、計算機、消費電子和汽車電子領域結構性升級和增量需求的爆發，2016-2021年全球智能手機PCB電路板和汽車PCB電路板廠路板的產值增速均達到5％-8％，遠高于其他領域PCB工廠的產值增速，PCB線kht上行期將會持續7年左右，到2021年，中國PCB工廠行業產值將突破500億美元。

因此，由此看來在未來時代PCB板的需求必定是呈指數級增長的。面對這么大的需求，如何在節省成本的同時快速且準確的制作PCB板便成了一個無法避免的問題，然而傳統的PCB板在設計方面主要依靠人工經驗，這大大的限制了快速的設計出優秀的PCB板布局圖，而且傳統的機械臂貼片方法很難找到最優的貼片方法，生產效率低，這在工業上無疑是對利益的最大損失。

發明內容

本發明的目的在于克服上述背景技術中的不足，而提供一種基于粒子群的PCB板貼片方法，該方法解決了PCB板制作成本和節約制作時間的同時又能擁有更好的精確度。

實現本發明目的的技術方案是：

一種基于粒子群的PCB板貼片方法，包括如下步驟：

1)按照電子元器件的種類，將粒子群分類成多個子種群，初始化粒子群中每個粒子的位置和速度；

2)根據PCB板的貼片要求，構造限制函數來限制粒子的搜索方式；

3)根據步驟2)構造的限制函數，將初始化后的粒子代替電子元器件，采用粒子群優化算法對粒子進行優化更新，得到最優的電子元器件分布圖，優化公式如下：

V_i(t+1)＝ωV_i(t)+c₁R₁(t)(pbest_i(t)-X_i(t))+c₂R₂(t)(gbest(t)-X_i(t)) (1)