Hvad vi forventer af en komplet PCB is usually a neat rectangular shape. Selvom de fleste designs faktisk er rektangulære, kræver mange brædder med uregelmæssige former, som ikke altid er lette at designe. This paper introduces how to design PCB with irregular shape.

I dag bliver PCBS mindre og flere og flere funktioner tilføjes til tavlerne, som kombineret med stigningen i urhastigheder gør designs mere komplekse. Så lad os se på, hvordan vi skal håndtere et printkort med en mere kompleks form.

As figure 1 shows, simple PCI board shapes can be easily created in most EDA Layout tools.

Figur 1: Udseende af fælles PCI -printkort.

Når pladeformer skal tilpasses komplekse kabinetter med store begrænsninger, er det imidlertid ikke let for PCB -designere, fordi funktionerne i disse værktøjer ikke er de samme som i mekaniske CAD -systemer. Det komplekse printkort vist i figur 2 er primært designet til eksplosionssikkert hus og er underlagt mange mekaniske begrænsninger. Trying to reconstruct this information in EDA tools can take a long time and be unproductive. Det er sandsynligt, at maskiningeniøren allerede har skabt huset, printkortets form, monteringshullets placering og højdebegrænsninger, der kræves af PCB -designeren.

Figur 2: I dette eksempel skal printkortet designes i henhold til specifikke mekaniske specifikationer, så det kan placeres i eksplosionssikre beholdere.

Figur 2: I dette eksempel skal printkortet designes i henhold til specifikke mekaniske specifikationer, så det kan placeres i eksplosionssikre beholdere.

På grund af radianer og radier i printkortet kan rekonstruktion tage længere tid end forventet, selvom printkortets form ikke er kompleks (som vist i figur 3).

Figur 3: Design af flere radianer og forskellige radiuskurver kan tage lang tid.

Figur 3: Design af flere radianer og forskellige radiuskurver kan tage lang tid.

These are just a few examples of complex circuit board shapes. However, from today’s consumer electronics, you’d be surprised how many projects try to cram all the functionality into a small package that isn’t always rectangular. Smartphones and tablets are the first things that come to mind, but there are plenty of examples.

Hvis du returnerer en udlejningsbil, kan du muligvis se en ledsager ved hjælp af en håndholdt scanner til at læse bilens oplysninger og derefter kommunikere trådløst med kontoret. The device is also connected to a thermal printer for instant receipt printing. Stort set alle disse enheder bruger stive/fleksible kredsløbskort (figur 4), hvor konventionelle printkort er forbundet med fleksible trykte kredsløb, så de kan foldes i små rum.

Figur 4: Stift/fleksibelt printkort tillader maksimal udnyttelse af tilgængelig plads.

Figur 4: Stift/fleksibelt printkort tillader maksimal udnyttelse af tilgængelig plads.

Spørgsmålet er så “Hvordan importerer du definerede maskintekniske specifikationer til et PCB -designværktøj?” Genbrug af disse data i mekaniske tegninger eliminerer dobbeltarbejde og endnu vigtigere menneskelige fejl.

Vi kan løse dette problem ved at importere alle oplysninger til PCB Layout -software ved hjælp af DXF-, IDF- eller ProSTEP -format. Dette sparer meget tid og eliminerer muligheden for menneskelige fejl. Next, we’ll take a look at each of these formats.

Graphics interchange format – DXF

DXF er et af de ældste og mest udbredte formater til elektronisk udveksling af data mellem mekaniske og PCB design domæner. AutoCAD udviklede det i begyndelsen af ​​1980’erne. Dette format bruges hovedsageligt til todimensionel dataudveksling. De fleste PCB -værktøjsleverandører understøtter dette format, og det forenkler dataudveksling. DXF import/eksport kræver yderligere funktionalitet til at kontrollere lagene, forskellige enheder og enheder, der vil blive brugt i udvekslingsprocessen. Figur 5 er et eksempel på import af meget komplekse printkortformer i DXF -format ved hjælp af Mentor Graphics ‘PADS -værktøjer:

Figure 5: PCB design tools (such as PADS described here) need to be able to control the various parameters required using DXF format.

Figure 5: PCB design tools (such as PADS described here) need to be able to control the various parameters required using DXF format.

For et par år siden begyndte 3d -funktionalitet at dukke op i PCB -værktøjer, og der var behov for et format, der kunne overføre 3D -data mellem maskiner og PCB -værktøjer. Fra dette udviklede Mentor Graphics IDF -formatet, som siden har været meget udbredt til at overføre kredsløbskort og komponentinformation mellem PCBS og værktøjsmaskiner.

Mens DXF-formatet indeholder tavlens størrelse og tykkelse, bruger IDF-formatet komponentens X- og Y-position, komponentbitnummeret og komponentens z-aksehøjde. This format greatly improves the ability to visualize a PCB in a 3D view. Additional information about forbidden areas, such as height restrictions on the top and bottom of the board, may also be included in the IDF file.

Systemet skal være i stand til at styre, hvad der vil være indeholdt i IDF -filen på samme måde som DXF -parameterindstillingerne, som vist i figur 6. Hvis nogle komponenter ikke har højdeoplysninger, kan IDF -eksport tilføje manglende oplysninger under oprettelsen.

Figure 6: Parameters can be set in the PCB design tool (PADS in this example).

Figure 6: Parameters can be set in the PCB design tool (PADS in this example).

En anden fordel ved IDF -grænsefladen er, at hver af parterne kan flytte komponenten til et nyt sted eller ændre tavlens form og derefter oprette en anden IDF -fil. Ulempen ved denne fremgangsmåde er, at du skal re-importere hele filen, der repræsenterer ændringer i tavlen og komponenter, og i nogle tilfælde kan det tage lang tid på grund af filstørrelsen. In addition, it can be difficult to determine from the new IDF file what changes have been made, especially on larger boards. Users of IDF can eventually create custom scripts to determine these changes.

STEP og ProSTEP

For bedre at kunne overføre tredimensionelle data leder designere efter en forbedret måde, STEP-format blev til. STEP -formatet kan transmittere printkortdimensioner og komponentlayout, men endnu vigtigere har komponenter ikke længere en enkel form med kun en højdeværdi. STEP -komponentmodellen er en detaljeret og kompleks fremstilling af komponenter i tredimensionel form. Både printkort- og komponentinformation kan overføres mellem printkortet og maskinen. Der er dog stadig ingen mekanisme til sporing af ændringer.

For at forbedre STEP -filudvekslingen introducerede vi ProSTEP -formatet. This format moves the same data as IDF and STEP and has a big improvement – it can track changes and also provide the ability to work within the discipline’s original systems and review any changes once a baseline has been established. In addition to viewing changes, PCB and mechanical engineers can approve all or individual component changes in layout, board shape modifications. De kan også foreslå forskellige pladestørrelser eller komponentplaceringer. Denne forbedrede kommunikation skaber en ECO (Engineering Change Order) mellem ECAD og det mekaniske team, der aldrig har eksisteret før (figur 7).

Figur 7: Foreslå en ændring, se ændringen på det originale værktøj, godkend ændringen eller foreslå en anden.

Figur 7: Foreslå en ændring, se ændringen på det originale værktøj, godkend ændringen eller foreslå en anden.

I dag understøtter de fleste ECAD og mekaniske CAD -systemer brugen af ​​ProSTEP -formatet til at forbedre kommunikationen, hvilket sparer meget tid og reducerer dyre fejl, der kan skyldes komplekse elektromekaniske designs. Desuden kan ingeniører spare tid ved at oprette en kompleks printkortform med yderligere begrænsninger og derefter sende disse oplysninger elektronisk for at undgå, at nogen fejlagtigt tolker printkortets dimensioner.

konklusion

Hvis du ikke allerede har brugt nogen af ​​disse DXF-, IDF-, STEP- eller ProSTEP -dataformater til at udveksle oplysninger, bør du kontrollere deres brug. Overvej at bruge denne edi til at stoppe med at spilde tid på at genskabe komplekse bordformer.