Yn eich dysgu i ddylunio PCB gyda siâp afreolaidd

Yr hyn yr ydym yn ei ddisgwyl o gyflawn PCB fel arfer yn siâp petryal taclus. Er bod y mwyafrif o ddyluniadau yn wir hirsgwar, mae angen byrddau â siapiau afreolaidd ar lawer ohonynt, nad ydynt bob amser yn hawdd eu dylunio. Mae’r papur hwn yn cyflwyno sut i ddylunio PCB gyda siâp afreolaidd.

Heddiw, mae PCBS yn mynd yn llai ac mae mwy a mwy o swyddogaethau’n cael eu hychwanegu at y byrddau, sydd, ynghyd â’r cynnydd yng nghyflymder y cloc, yn gwneud dyluniadau’n fwy cymhleth. Felly, gadewch i ni edrych ar sut i ddelio â bwrdd cylched gyda siâp mwy cymhleth.

Fel y dengys ffigur 1, gellir creu siapiau bwrdd PCI syml yn hawdd yn y mwyafrif o offer Cynllun EDA.

ipcb

Ffigur 1: Ymddangosiad bwrdd cylched PCI cyffredin.

Fodd bynnag, pan fydd angen addasu siapiau bwrdd i gaeau cymhleth sydd â chyfyngiadau uchel, nid yw’n hawdd i ddylunwyr PCB oherwydd nad yw’r swyddogaethau yn yr offer hyn yr un fath â’r rhai mewn systemau CAD mecanyddol. Mae’r bwrdd cylched cymhleth a ddangosir yn Ffigur 2 wedi’i gynllunio’n bennaf ar gyfer tai atal ffrwydrad ac mae’n destun llawer o gyfyngiadau mecanyddol. Gall ceisio ailadeiladu’r wybodaeth hon mewn offer EDA gymryd amser hir a bod yn anghynhyrchiol. Mae’n debygol bod y peiriannydd mecanyddol eisoes wedi creu’r tai, siâp bwrdd cylched, lleoliad twll mowntio, a’r terfynau uchder sy’n ofynnol gan y dylunydd PCB.

Ffigur 2: Yn yr enghraifft hon, rhaid dylunio’r PCB yn unol â manylebau mecanyddol penodol fel y gellir ei roi mewn cynwysyddion sy’n atal ffrwydrad.

Ffigur 2: Yn yr enghraifft hon, rhaid dylunio’r PCB yn unol â manylebau mecanyddol penodol fel y gellir ei roi mewn cynwysyddion sy’n atal ffrwydrad.

Oherwydd radianau a radiws yn y bwrdd cylched, gall ailadeiladu gymryd mwy o amser na’r disgwyl, hyd yn oed os nad yw siâp y bwrdd cylched yn gymhleth (fel y dangosir yn Ffigur 3).

Ffigur 3: Gall dylunio radianau lluosog a chromliniau radiws gwahanol gymryd amser hir.

Ffigur 3: Gall dylunio radianau lluosog a chromliniau radiws gwahanol gymryd amser hir.

Dyma ychydig enghreifftiau yn unig o siapiau bwrdd cylched cymhleth. Fodd bynnag, o electroneg defnyddwyr heddiw, byddech chi’n synnu faint o brosiectau sy’n ceisio crwydro’r holl ymarferoldeb i mewn i becyn bach nad yw bob amser yn betryal. Ffonau clyfar a thabledi yw’r pethau cyntaf sy’n dod i’r meddwl, ond mae yna ddigon o enghreifftiau.

Os dychwelwch gar ar rent, efallai y gallwch weld cynorthwyydd yn defnyddio sganiwr llaw i ddarllen gwybodaeth y car ac yna cyfathrebu’n ddi-wifr â’r swyddfa. Mae’r ddyfais hefyd wedi’i chysylltu ag argraffydd thermol ar gyfer argraffu derbynneb ar unwaith. Mae bron pob un o’r dyfeisiau hyn yn defnyddio byrddau cylched anhyblyg / hyblyg (Ffigur 4), lle mae byrddau PCB confensiynol wedi’u cydgysylltu â chylchedau printiedig hyblyg fel y gellir eu plygu i Fannau bach.

Ffigur 4: Mae bwrdd cylched anhyblyg / hyblyg yn caniatáu i’r defnydd gorau o’r gofod sydd ar gael.

Ffigur 4: Mae bwrdd cylched anhyblyg / hyblyg yn caniatáu i’r defnydd gorau o’r gofod sydd ar gael.

Y cwestiwn, felly, yw “Sut ydych chi’n mewnforio manylebau peirianneg fecanyddol diffiniedig i offeryn dylunio PCB?” Mae ailddefnyddio’r data hwn mewn lluniadau mecanyddol yn dileu dyblygu ymdrech ac, yn bwysicach fyth, gwall dynol.

Gallwn ddatrys y broblem hon trwy fewnforio’r holl wybodaeth i feddalwedd Cynllun PCB gan ddefnyddio fformat DXF, IDF neu ProSTEP. Mae hyn yn arbed llawer o amser ac yn dileu’r posibilrwydd o wall dynol. Nesaf, byddwn yn edrych ar bob un o’r fformatau hyn.

Fformat cyfnewidfa graffeg – DXF

DXF yw un o’r fformatau hynaf a ddefnyddir fwyaf eang ar gyfer cyfnewid data yn electronig rhwng parthau dylunio mecanyddol a PCB. Datblygodd AutoCAD ef yn gynnar yn yr 1980au. Defnyddir y fformat hwn yn bennaf ar gyfer cyfnewid data dau ddimensiwn. Mae’r mwyafrif o werthwyr offer PCB yn cefnogi’r fformat hwn, ac mae’n symleiddio cyfnewidfa ddata. Mae mewnforion / allforion DXF yn gofyn am ymarferoldeb ychwanegol i reoli’r haenau, gwahanol endidau ac unedau a fydd yn cael eu defnyddio yn y broses gyfnewid. Mae Ffigur 5 yn enghraifft o fewnforio siapiau bwrdd cylched cymhleth iawn ar ffurf DXF gan ddefnyddio offer PADS Mentor Graphics:

Ffigur 5: Mae angen i offer dylunio PCB (fel PADS a ddisgrifir yma) allu rheoli’r paramedrau amrywiol sy’n ofynnol gan ddefnyddio fformat DXF.

Ffigur 5: Mae angen i offer dylunio PCB (fel PADS a ddisgrifir yma) allu rheoli’r paramedrau amrywiol sy’n ofynnol gan ddefnyddio fformat DXF.

Ychydig flynyddoedd yn ôl, dechreuodd ymarferoldeb 3d ymddangos mewn offer PCB, ac roedd angen fformat a allai drosglwyddo data 3D rhwng peiriannau ac offer PCB. O hyn, datblygodd Mentor Graphics y fformat IDF, a ddefnyddiwyd yn helaeth ers hynny i drosglwyddo gwybodaeth bwrdd cylched a chydran rhwng PCBS ac offer peiriant.

Er bod fformat DXF yn cynnwys maint a thrwch y bwrdd, mae’r fformat IDF yn defnyddio safleoedd X ac Y y gydran, rhif did y gydran, ac uchder echel z y gydran. Mae’r fformat hwn yn gwella’r gallu i ddelweddu PCB mewn golwg 3D yn fawr. Gellir cynnwys gwybodaeth ychwanegol am ardaloedd gwaharddedig, megis cyfyngiadau uchder ar ben a gwaelod y bwrdd, yn y ffeil IDF.

Mae angen i’r system allu rheoli’r hyn a fydd yn y ffeil IDF mewn ffordd debyg i’r Gosodiadau paramedr DXF, fel y dangosir yn Ffigur 6. Os nad oes gan rai cydrannau wybodaeth uchder, gall allforion IDF ychwanegu gwybodaeth sydd ar goll yn ystod y creu.

Ffigur 6: Gellir gosod paramedrau yn yr offeryn dylunio PCB (PADS yn yr enghraifft hon).

Ffigur 6: Gellir gosod paramedrau yn yr offeryn dylunio PCB (PADS yn yr enghraifft hon).

Mantais arall y rhyngwyneb IDF yw y gall y naill barti neu’r llall symud y gydran i leoliad newydd neu newid siâp y bwrdd, ac yna creu ffeil IDF wahanol. Anfantais y dull hwn yw bod angen i chi ail-fewnforio’r ffeil gyfan sy’n cynrychioli newidiadau i’r bwrdd a’r cydrannau, ac mewn rhai achosion gall gymryd amser hir oherwydd maint y ffeil. Yn ogystal, gall fod yn anodd penderfynu o’r ffeil IDF newydd pa newidiadau a wnaed, yn enwedig ar fyrddau mwy. Yn y pen draw, gall defnyddwyr IDF greu sgriptiau wedi’u teilwra i bennu’r newidiadau hyn.

CAM a ProSTEP

Er mwyn trosglwyddo data tri dimensiwn yn well, mae dylunwyr yn chwilio am ffordd well, daeth fformat STEP i fodolaeth. Gall y fformat STEP drosglwyddo dimensiynau bwrdd cylched a chynllun cydrannau, ond yn bwysicach fyth, nid oes gan y cydrannau siâp syml mwyach gyda gwerth uchder yn unig. Mae model cydrannau STEP yn gynrychiolaeth fanwl a chymhleth o gydrannau ar ffurf tri dimensiwn. Gellir trosglwyddo gwybodaeth bwrdd cylched a chydran rhwng y PCB a’r peiriant. Fodd bynnag, nid oes mecanwaith o hyd ar gyfer olrhain newidiadau.

Er mwyn gwella cyfnewid ffeiliau STEP, gwnaethom gyflwyno fformat ProSTEP. Mae’r fformat hwn yn symud yr un data ag IDF a STEP ac mae ganddo welliant mawr – gall olrhain newidiadau a hefyd roi’r gallu i weithio o fewn systemau gwreiddiol y ddisgyblaeth ac adolygu unrhyw newidiadau ar ôl sefydlu llinell sylfaen. Yn ogystal â gweld newidiadau, gall PCB a pheirianwyr mecanyddol gymeradwyo’r holl newidiadau cydran neu unigol mewn cynllun, addasiadau siâp bwrdd. Gallant hefyd awgrymu gwahanol feintiau bwrdd neu leoliadau cydran. Mae’r cyfathrebu gwell hwn yn creu ECO (Gorchymyn Newid Peirianneg) rhwng ECAD a’r tîm mecanyddol nad oedd erioed yn bodoli o’r blaen (Ffigur 7).

Ffigur 7: Awgrymwch newid, gweld y newid ar yr offeryn gwreiddiol, cymeradwyo’r newid, neu awgrymu un gwahanol.

Ffigur 7: Awgrymwch newid, gweld y newid ar yr offeryn gwreiddiol, cymeradwyo’r newid, neu awgrymu un gwahanol.

Heddiw, mae’r rhan fwyaf o systemau ECAD a CAD mecanyddol yn cefnogi’r defnydd o’r fformat ProSTEP i wella cyfathrebu, gan arbed llawer o amser a lleihau gwallau costus a all ddeillio o ddyluniadau electromecanyddol cymhleth. Yn fwy na hynny, gall peirianwyr arbed amser trwy greu siâp bwrdd cylched cymhleth gyda chyfyngiadau ychwanegol ac yna trosglwyddo’r wybodaeth honno’n electronig er mwyn osgoi rhywun yn camddehongli dimensiynau’r bwrdd cylched.

casgliad

Os nad ydych eisoes wedi defnyddio unrhyw un o’r fformatau data DXF, IDF, STEP, neu ProSTEP i gyfnewid gwybodaeth, dylech wirio eu defnydd. Ystyriwch ddefnyddio’r edi hwn i roi’r gorau i wastraffu amser yn ail-greu siapiau bwrdd cymhleth.