基于类型化几何模型与连接过滤的封装基板设计规则检查方法与流程

本发明属于电子设计自动化，具体涉及基于类型化几何模型与连接过滤的封装基板设计规则检查方法。

背景技术：

1、随着半导体工艺的进步，先进封装技术（如高密度封装基板、再布线层rdl、扇出型封装等）中的互连结构日益复杂，导线、过孔和焊盘的数量急剧增加且尺寸不断缩小。为确保产品的制造良率和电气可靠性，必须对版图设计进行严格的设计规则检查，其中包括最小线宽、最小孔径以及不同图形对象之间的最小间距检查。

2、现有通用设计规则检查方法通常把版图图形统一表示为多边形，并对多边形边界进行布尔运算、扫描线处理或全量边界距离计算。对于封装基板中常见的圆头导线、圆形过孔和圆角焊盘，如果直接对每一对象对的完整多边形边界执行两两线段比较，容易产生较大的计算量，且不能充分利用不同对象的典型几何特征。其次，封装基板中的导线首尾连接、导线与过孔连接、导线接入焊盘等结构，在几何意义上可能表现为距离为零或小于最小间距阈值，但其属于正常导通结构，不应被报告为间距违规。仅依据字面几何距离进行判断，容易将合法连接误判为违规，导致误报数量增加。最后，若仅使用简化几何模型直接给出最终距离，可能使检测结果偏离真实多边形边界；若始终使用完整多边形进行计算，又难以兼顾效率和错误位置的可解释性。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提出了基于类型化几何模型与连接过滤的封装基板设计规则检查方法，既能充分利用封装基板对象的几何特征以提高效率、又能准确区分合法连接与真实违规，并且能精确定位违规位置。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供基于类型化几何模型与连接过滤的封装基板设计规则检查方法，包括以下步骤：

4、s1、获取封装基板版图数据和设计规则数据，从所述封装基板版图数据中提取多边形图形，根据图层属性和/或对象属性识别导线对象、过孔对象和焊盘对象，并将各对象封装为包含对象类型、多边形边界及轴对齐包围盒的版图对象；

5、s2、根据待执行的最小间距规则，从所述版图对象中生成待检查对象对，并根据所述对象对的轴对齐包围盒与所述最小间距规则的阈值执行对象对粗筛；

6、s3、针对粗筛保留的对象对，按照对象类型构建类型化几何模型，其中，导线对象构建为包含两端圆心、中心线段及半径的胶囊体模型，过孔对象构建为包含圆心及半径的退化胶囊体模型，焊盘对象构建为轴对齐包围盒模型；

7、s4、基于所述类型化几何模型的关键几何特征和预设几何容差判断所述对象对是否构成合法连接关系，并过滤构成合法连接关系的对象对；当所述版图对象包括电气网络标识时，仅在对象对的电气网络标识相同且对象所在图层之间满足预设层间连接关系的情况下，将满足相应几何连接条件的对象对判定为合法连接关系；

8、s5、针对未被过滤的对象对，计算两个类型化几何模型之间的最近距离线段，将所述最近距离线段映射至两个对象各自的检测边界，以从每一对象的检测边界中确定一条候选边，其中，所述候选边为连接两个相邻边界顶点的完整原始边界线段；

9、s6、计算两条候选边之间的线段最短距离，将所述线段最短距离确定为实际检测间距，将所述实际检测间距与所述最小间距规则的阈值进行比较，并在实际检测间距小于阈值时生成间距违规结果。

10、所述s2中对象对粗筛包括：

11、s21、设第一对象的轴对齐包围盒在横向的最小值和最大值分别为和，纵向的最小值和最大值分别为和；第二对象的轴对齐包围盒在横向的最小值和最大值分别为和，纵向的最小值和最大值分别为和；所述最小间距规则的阈值为；

12、s22、根据以下公式计算两个包围盒在横向和纵向的轴向间隔和：

13、；

14、；

15、当或时，判定所述对象对满足所述最小间距规则并跳过后续处理；当和 均不大于时，保留所述对象对。

16、所述s3中构建类型化几何模型包括：

17、s31、根据导线对象的圆头边界确定两个端部圆心a和b，以线段ab作为中心线段，以导线宽度的一半作为胶囊体半径r；

18、s32、根据过孔对象的轴对齐包围盒确定过孔圆心o，并将轴对齐包围盒的横向尺寸和纵向尺寸中的较小值的二分之一确定为过孔半径；

19、s33、采用焊盘对象的轴对齐包围盒作为焊盘模型；

20、s34、所述导线对象的原始轮廓采用外切正n边形离散化，n = 64，每个半圆端包括32个离散顶点，相邻离散顶点的角度间隔为，离散顶点到对应端部圆心的距离r满足：

21、。

22、所述s4中合法连接关系至少包括以下任一种：

23、对于导线对象与导线对象，当任意两个导线端部圆心之间的距离不大于所述预设几何容差时，判定为导线首尾连接；

24、对于导线对象与过孔对象，当任一导线端部圆心与过孔圆心之间的距离不大于所述预设几何容差时，判定为导线与过孔连接；

25、对于导线对象与焊盘对象，当任一导线端部圆心位于焊盘对象的轴对齐包围盒内或位于经所述预设几何容差扩张后的轴对齐包围盒内时，判定为导线与焊盘连接。

26、所述s5中最近距离线段按照对象类型组合确定：

27、导线-导线对象对采用两个胶囊体中心线段之间的最近距离线段；

28、导线-过孔对象对采用导线胶囊体中心线段与过孔圆心之间的最近距离线段；

29、过孔-过孔对象对采用两个过孔圆心之间的连线；

30、导线-焊盘对象对采用导线胶囊体与焊盘轴对齐包围盒之间的最近距离线段；

31、过孔-焊盘对象对采用过孔退化胶囊体与焊盘轴对齐包围盒之间的最近距离线段；

32、焊盘-焊盘对象对采用两个轴对齐包围盒之间的最近距离线段。

33、所述s5中，将最近距离线段映射至检测边界包括：

34、s51、将导线对象和过孔对象的检测边界设为对应对象的原始多边形边界，将焊盘对象的检测边界设为对应对象的原始多边形边界，或者在快速检查模式下设为对应对象的轴对齐包围盒边界；

35、s52、使所述最近距离线段分别与两个对象的检测边界求交，将包含交点且由两个相邻边界顶点限定的完整边界线段确定为候选边；

36、s53、当所述最近距离线段经过检测边界的边界顶点时，获取与所述边界顶点相邻的两条完整边界线段，分别计算两条完整边界线段的外法向单位向量与所述最近距离线段的方向单位向量之间的点积绝对值，将点积绝对值较大的完整边界线段确定为候选边；当两个点积绝对值相等时，将与另一对象检测边界的最短距离较小的完整边界线段确定为候选边；

37、s54、当所述最近距离线段与检测边界不存在严格交点时，以模型最近点对应的边界投影点为中心建立预设局部搜索邻域，并按照所述点积绝对值和最短距离的先后顺序从所述局部搜索邻域内确定候选边。

38、所述s6中，计算两条候选边之间的实际检测间距包括：

39、当两条候选边相交时，将所述实际检测间距确定为零；

40、当两条候选边不相交时，将每一候选边的两个端点到另一候选边所在线段的距离中的最小值确定为所述实际检测间距。

41、所述方法还包括s7：根据间距违规结果生成间距违规对象，所述间距违规对象至少包括触发规则、两个违规对象的实例名称和对象类型、规则阈值、实际检测间距、两条候选边、标记图层和标记多边形，将所述间距违规对象输出为结构化错误报告，并将所述标记多边形写入独立版图标记单元。

42、所述方法还包括s8：循环处理下一条设计规则或下一对象对，直至所有设计规则和所有待检查对象对处理完毕，汇总所有间距违规对象并输出。

43、所述方法还包括单对象尺寸规则检查：

44、对于具有恒定宽度的圆头导线对象，按照最小线宽阈值的二分之一对导线多边形执行向内偏移，并在偏移后不存在有效内部区域时判定所述导线对象的线宽小于所述最小线宽阈值；

45、对于过孔对象，根据过孔多边形的轴对齐包围盒的横向尺寸和纵向尺寸 中的较小值确定等效直径，并将等效直径与最小直径阈值进行比较。

46、第二方面，本发明提供基于类型化几何模型与连接过滤的封装基板设计规则检查系统，包括：

47、版图与规则获取模块，用于获取封装基板版图数据和设计规则数据；

48、对象识别与规则调度模块，用于识别导线对象、过孔对象和焊盘对象并生成版图对象集合，以及根据设计规则生成待检查对象对；

49、对象对粗筛模块，用于根据对象对的轴对齐包围盒和最小间距规则阈值过滤明显满足规则的对象对；

50、类型化建模模块，用于构建类型化几何模型；

51、合法连接过滤模块，用于基于类型化几何模型的关键几何特征、预设几何容差以及电气网络标识和层间连接关系过滤合法连接对象对；

52、候选边定位模块，用于计算两个类型化几何模型之间的最近距离线段，并将所述最近距离线段映射至两个对象的检测边界以确定两条候选边；

53、距离判定模块，用于计算两条候选边之间的实际检测间距并与规则阈值比较；

54、错误对象与标记生成模块，用于在实际检测间距小于规则阈值时生成间距违规对象和标记多边形；

55、报告与版图标记输出模块，用于将间距违规对象输出为结构化错误报告，并将所述标记多边形写入独立版图标记单元。

56、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得电子设备执行上述基于类型化几何模型与连接过滤的封装基板设计规则检查方法。

57、第四方面， 本发明提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述基于类型化几何模型与连接过滤的封装基板设计规则检查方法。

58、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

59、（1）本发明针对导线、过孔和焊盘分别建立胶囊体、退化胶囊体和轴对齐包围盒，使几何处理中间表示与封装基板对象形态相匹配，能够在保留主要方向和尺度信息的同时缩小后续几何搜索范围，降低完整多边形边界计算的开销。

60、（2）在距离计算前利用端部圆心、过孔圆心和焊盘包围盒识别合法连接，能够区分正常电气导通造成的几何接近与非连接对象之间的间距不足，从而从根本上降低间距检查误报率，减少人工复核工作量。

61、（3）通过类型化模型确定最近位置，再将最近位置映射回原始多边形边界或快速检查模式下的焊盘包围盒边界计算最终距离，并在候选边选择中引入基于外法向与最近方向点积绝对值的优化策略，巧妙兼顾了计算效率、几何准确性和违规位置的可解释性，使得最终报告的检测距离和标记位置均能精准反映真实版图情况。

62、（4）通过对象对包围盒粗筛，可在进入主算法前过滤大量满足间距规则的对象对，减少类型化建模、连接判断和线段距离计算次数，提升整体检查效率。

63、（5）违规对象保存候选边和标记多边形，可生成结构化错误报告和独立版图标记层，便于在版图查看器中定位和复核具体违规位置；规则解析、对象识别、检查调度和错误输出相互解耦，便于扩展新的对象类型和设计规则。此外，对于导线线宽和过孔直径等尺寸类规则，也提供了与间距检查协同工作的完整实施方案，使本发明能够作为一个完整的设计规则检查工具应用于实际工程中。