Ono što očekujemo od potpunog PCB obično je urednog pravokutnog oblika. Iako je većina dizajna doista pravokutna, mnogi zahtijevaju ploče nepravilnog oblika, koje nije uvijek lako dizajnirati. Ovaj rad predstavlja način dizajniranja PCB -a nepravilnog oblika.

Danas su PCBS -i sve manji i pločama se dodaje sve više funkcija koje, zajedno s povećanjem brzine takta, čine dizajn složenijim. Dakle, pogledajmo kako se nositi s pločom složenijeg oblika.

Kao što prikazuje slika 1, jednostavni oblici PCI ploče mogu se lako stvoriti u većini EDA Layout alata.

Slika 1: Izgled uobičajene PCI ploče.

Međutim, kada oblike ploča treba prilagoditi složenim kućištima s visokim ograničenjima, dizajnerima PCB -a nije lako jer funkcije u ovim alatima nisu iste kao u mehaničkim CAD sistemima. Složena ploča prikazana na slici 2 namijenjena je prvenstveno za kućišta otporna na eksploziju i podložna je mnogim mehaničkim ograničenjima. Pokušaj rekonstrukcije ovih informacija u alatima EDA -e može potrajati dugo i biti neproduktivan. Vjerojatno je da je inženjer strojarstva već stvorio kućište, oblik ploče, mjesto otvora za montažu i ograničenja visine koje zahtijeva dizajner PCB -a.

Slika 2: U ovom primjeru, PCB mora biti projektiran prema posebnim mehaničkim specifikacijama tako da se može staviti u kontejnere otporne na eksploziju.

Slika 2: U ovom primjeru, PCB mora biti projektiran prema posebnim mehaničkim specifikacijama tako da se može staviti u kontejnere otporne na eksploziju.

Zbog radijana i radijusa na ploči, rekonstrukcija može potrajati duže nego što se očekivalo, čak i ako oblik ploče nije složen (kao što je prikazano na slici 3).

Slika 3: Dizajniranje više radijana i različitih radijusnih krivulja može potrajati.

Slika 3: Dizajniranje više radijana i različitih radijusnih krivulja može potrajati.

Ovo je samo nekoliko primjera složenih oblika ploča. Međutim, iz današnje potrošačke elektronike iznenadili biste se koliko projekata pokušava ugurati svu funkcionalnost u mali paket koji nije uvijek pravokutnog oblika. Pametni telefoni i tableti prve su stvari koje mi padaju na pamet, ali primjera ima mnogo.

Ako vratite iznajmljeni automobil, možda ćete moći vidjeti pratioca koji koristi ručni skener kako bi pročitao podatke o automobilu, a zatim bežično komunicirao s uredom. Uređaj je takođe povezan sa termalnim štampačem za trenutno štampanje računa. Gotovo svi ovi uređaji koriste krute/fleksibilne ploče (slika 4), gdje su konvencionalne PCB ploče međusobno povezane fleksibilnim tiskanim krugovima tako da se mogu presavijati u male prostore.

Slika 4: Kruta/fleksibilna ploča omogućuje maksimalno korištenje raspoloživog prostora.

Slika 4: Kruta/fleksibilna ploča omogućuje maksimalno korištenje raspoloživog prostora.

Pitanje je, dakle, “Kako uvesti definirane specifikacije strojarstva u alat za projektiranje PCB -a?” Ponovna upotreba ovih podataka na mehaničkim crtežima eliminira dupliranje napora i, što je još važnije, ljudsku grešku.

Ovaj problem možemo riješiti uvozom svih informacija u softver za postavljanje PCB -a koristeći DXF, IDF ili ProSTEP format. Time se štedi mnogo vremena i eliminira mogućnost ljudske greške. Zatim ćemo pogledati svaki od ovih formata.

Format grafičke razmjene – DXF

DXF je jedan od najstarijih i najčešće korištenih formata za elektroničku razmjenu podataka između mehaničkih i domena dizajna PCB -a. AutoCAD ga je razvio početkom 1980 -ih. Ovaj format se uglavnom koristi za dvodimenzionalnu razmjenu podataka. Većina proizvođača PCB alata podržava ovaj format i pojednostavljuje razmjenu podataka. DXF uvoz/izvoz zahtijeva dodatnu funkcionalnost za kontrolu slojeva, različitih entiteta i jedinica koji će se koristiti u procesu razmjene. Slika 5 je primjer uvoza vrlo složenih oblika ploča u DXF formatu pomoću PADS alata Mentor Graphics:

Slika 5: Alati za dizajn PCB -a (poput ovdje opisanih PADS -ova) moraju biti u mogućnosti kontrolirati različite parametre potrebne pomoću DXF formata.

Slika 5: Alati za dizajn PCB -a (poput ovdje opisanih PADS -ova) moraju biti u mogućnosti kontrolirati različite parametre potrebne pomoću DXF formata.

Prije nekoliko godina, 3D funkcionalnost počela se pojavljivati ​​u PCB alatima, te je postojala potreba za formatom koji bi mogao prenositi 3D podatke između strojeva i PCB alata. Iz toga je Mentor Graphics razvio IDF format, koji se od tada naširoko koristi za prijenos informacija o pločicama i komponentama između PCBS -a i alatnih strojeva.

Dok DXF format sadrži veličinu i debljinu ploče, IDF format koristi položaje X i Y komponente, broj bita komponente i visinu osi z komponente. Ovaj format uvelike poboljšava mogućnost vizualizacije PCB -a u 3D prikazu. Dodatne informacije o zabranjenim područjima, poput ograničenja visine na vrhu i dnu ploče, također mogu biti uključene u IDF datoteku.

Sistem mora moći kontrolirati ono što će biti sadržano u IDF datoteci na sličan način kao i postavke DXF parametra, kao što je prikazano na slici 6. Ako neke komponente nemaju informacije o visini, IDF izvoz može dodati informacije koje nedostaju tokom kreiranja.

Slika 6: Parametri se mogu postaviti u alatu za dizajn PCB -a (PADS u ovom primjeru).

Slika 6: Parametri se mogu postaviti u alatu za dizajn PCB -a (PADS u ovom primjeru).

Još jedna prednost IDF sučelja je to što bilo koja strana može premjestiti komponentu na novu lokaciju ili promijeniti oblik ploče, a zatim kreirati drugu IDF datoteku. Nedostatak ovog pristupa je to što morate ponovno uvesti cijelu datoteku koja predstavlja promjene na ploči i komponentama, a u nekim slučajevima to može potrajati zbog veličine datoteke. Osim toga, iz nove datoteke IDF -a može biti teško odrediti koje su promjene napravljene, posebno na većim pločama. Korisnici IDF -a na kraju mogu stvoriti prilagođene skripte za utvrđivanje ovih promjena.

KORAK i PROSTEP

Kako bi bolje prenijeli trodimenzionalne podatke, dizajneri traže poboljšani način, nastao je STEP format. Format STEP može prenositi dimenzije pločica i raspored komponenti, ali što je još važnije, komponente više nemaju jednostavan oblik sa samo vrijednošću visine. Model komponente STEP je detaljan i složen prikaz komponenti u trodimenzionalnom obliku. I ploče i informacije o komponentama mogu se prenositi između PCB -a i uređaja. Međutim, još uvijek ne postoji mehanizam za praćenje promjena.

Da bismo poboljšali razmjenu datoteka STEP, uveli smo format ProSTEP. Ovaj format pomiče iste podatke kao IDF i STEP i ima veliko poboljšanje – može pratiti promjene, a također pruža mogućnost rada u originalnim sistemima discipline i pregledati sve promjene nakon što se uspostavi osnovna linija. Osim pregleda promjena, inženjeri PCB -a i mašinstva mogu odobriti sve ili pojedinačne promjene komponenti u izgledu, promjeni oblika ploče. Također mogu predložiti različite veličine ploča ili lokacije komponenti. Ova poboljšana komunikacija stvara ECO (Engineering Change Order) između ECAD -a i mehaničkog tima koji nikada prije nije postojao (slika 7).

Slika 7: Predložite promjenu, pogledajte promjenu na originalnom alatu, odobrite promjenu ili predložite drugu.

Slika 7: Predložite promjenu, pogledajte promjenu na originalnom alatu, odobrite promjenu ili predložite drugu.

Danas većina ECAD i mehaničkih CAD sistema podržava upotrebu ProSTEP formata za poboljšanje komunikacije, štedeći puno vremena i smanjujući skupe greške koje mogu nastati uslijed složenih elektromehaničkih konstrukcija. Štoviše, inženjeri mogu uštedjeti vrijeme stvaranjem složenog oblika ploče s dodatnim ograničenjima, a zatim te informacije prenose elektroničkim putem kako bi izbjegli da netko pogrešno protumači dimenzije ploče.

zaključak

Ako već niste koristili neki od ovih DXF, IDF, STEP ili ProSTEP formata podataka za razmjenu informacija, trebali biste provjeriti njihovu upotrebu. Razmislite o korištenju ovog edi da prestanete gubiti vrijeme na ponovno stvaranje složenih oblika ploče.