به شما آموزش طراحی PCB با شکل نامنظم را می دهد

آنچه ما از یک کامل انتظار داریم PCB معمولاً یک شکل مستطیل مرتب است. در حالی که اکثر طرح ها در واقع مستطیل هستند ، بسیاری از آنها به تخته هایی با اشکال نامنظم نیاز دارند که طراحی آنها همیشه آسان نیست. این مقاله نحوه طراحی PCB با شکل نامنظم را معرفی می کند.

امروزه PCBS کوچکتر می شود و عملکردهای بیشتری به تخته ها اضافه می شود ، که در کنار افزایش سرعت ساعت ، طراحی ها را پیچیده تر می کند. بنابراین ، بیایید نحوه برخورد با برد مدار با شکل پیچیده تر را بررسی کنیم.

همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است ، اشکال ساده برد PCI را می توان به راحتی در اکثر ابزارهای EDA Layout ایجاد کرد.

شکل 1: ظاهر برد مدار رایج PCI.

با این حال ، هنگامی که اشکال تخته باید با محفظه های پیچیده با محدودیت های بالا سازگار شوند ، برای طراحان PCB کار ساده ای نیست زیرا عملکردهای این ابزارها مشابه سیستم های CAD مکانیکی نیست. برد مدار پیچیده نشان داده شده در شکل 2 در درجه اول برای محفظه ضد انفجار طراحی شده است و دارای بسیاری از محدودیت های مکانیکی است. تلاش برای بازسازی این اطلاعات در ابزارهای EDA می تواند زمان زیادی طول بکشد و بی ثمر باشد. به احتمال زیاد مهندس مکانیک قبلاً محفظه ، شکل صفحه مدار ، محل سوراخ نصب و محدودیت ارتفاع مورد نیاز طراح PCB را ایجاد کرده است.

شکل 2: در این مثال ، PCB باید مطابق مشخصات مکانیکی خاصی طراحی شود تا بتوان آن را در ظروف ضد انفجار قرار داد.

به دلیل وجود شعاع و شعاع در برد مدار ، بازسازی ممکن است بیش از حد انتظار طول بکشد ، حتی اگر شکل صفحه مدار پیچیده نباشد (همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است).

شکل 3: طراحی چندین شعاع و منحنی شعاع مختلف می تواند مدت زمان زیادی طول بکشد.

اینها تنها چند نمونه از اشکال پیچیده برد مدار است. با این حال ، از لوازم الکترونیکی مصرفی امروزی ، شما تعجب خواهید کرد که چگونه بسیاری از پروژه ها سعی می کنند تمام عملکردها را در یک بسته کوچک که همیشه مستطیل نیست جمع کنند. تلفن های هوشمند و رایانه های لوحی اولین چیزهایی هستند که به ذهن می آیند ، اما مثال های زیادی وجود دارد.

اگر خودروی کرایه ای را برمی گردانید ، ممکن است بتوانید با استفاده از اسکنر دستی به همراه یک مأمور مراجعه کنید تا اطلاعات خودرو را بخواند و سپس به صورت بی سیم با دفتر ارتباط برقرار کنید. این دستگاه همچنین برای چاپ سریع دریافت به چاپگر حرارتی متصل است. تقریباً همه این دستگاهها از بردهای سفت و سخت و انعطاف پذیر استفاده می کنند (شکل 4) ، جایی که تخته های PCB معمولی با مدارهای چاپی قابل انعطاف به هم پیوند خورده اند تا بتوان آنها را در فضاهای کوچک تا کرد.

شکل 4: برد مدار محکم/انعطاف پذیر حداکثر استفاده را از فضای موجود می کند.

بنابراین ، این س “ال مطرح می شود که “چگونه مشخصات مهندسی مکانیک تعریف شده را به ابزار طراحی PCB وارد می کنید؟” استفاده مجدد از این داده ها در نقشه های مکانیکی ، تلاش مضاعف و مهمتر از آن خطای انسانی را از بین می برد.

ما می توانیم این مشکل را با وارد کردن تمام اطلاعات به نرم افزار PCB Layout با استفاده از فرمت DXF ، IDF یا ProSTEP حل کنیم. این باعث صرفه جویی در زمان زیادی می شود و احتمال خطای انسانی را از بین می برد. در ادامه ، نگاهی به هریک از این قالب ها می اندازیم.

فرمت تبادل گرافیکی – DXF

DXF یکی از قدیمی ترین و پرکاربردترین فرمت ها برای تبادل الکترونیکی داده ها بین حوزه های مکانیکی و طراحی PCB است. اتوکد آن را در اوایل دهه 1980 توسعه داد. این فرمت عمدتا برای تبادل داده دو بعدی استفاده می شود. اکثر فروشندگان ابزار PCB از این فرمت پشتیبانی می کنند و تبادل داده را ساده می کند. واردات/صادرات DXF برای کنترل لایه ها ، واحدها و واحدهای مختلف که در فرایند مبادله مورد استفاده قرار می گیرند ، نیاز به قابلیت های اضافی دارد. شکل 5 نمونه ای از وارد کردن اشکال بسیار پیچیده برد مدار با فرمت DXF با استفاده از ابزارهای PADS Mentor Graphics است:

شکل 5: ابزارهای طراحی PCB (مانند PADS که در اینجا شرح داده شده است) باید بتوانند پارامترهای مختلف مورد نیاز را با استفاده از فرمت DXF کنترل کنند.

چند سال پیش ، قابلیت 3D در ابزارهای PCB ظاهر شد و نیاز به فرمت ای وجود داشت که بتواند داده های سه بعدی را بین ماشین ها و ابزارهای PCB منتقل کند. از این رو ، Mentor Graphics قالب IDF را توسعه داد ، که از آن زمان به طور گسترده ای برای انتقال اطلاعات مدار و قطعات بین PCBS و ابزار ماشین استفاده می شود.

در حالی که فرمت DXF شامل اندازه و ضخامت برد است ، فرمت IDF از موقعیت های X و Y جزء ، شماره بیت جزء و ارتفاع محور z مولفه استفاده می کند. این فرمت توانایی تجسم PCB را در نمای سه بعدی بسیار افزایش می دهد. اطلاعات اضافی در مورد مناطق ممنوعه ، مانند محدودیت های ارتفاع در بالا و پایین تخته نیز ممکن است در پرونده IDF موجود باشد.

همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است ، سیستم باید بتواند موارد موجود در فایل IDF را به شیوه ای مشابه پارامترهای DXF کنترل کند. اگر برخی از اجزاء اطلاعات ارتفاع ندارند ، صادرات IDF می تواند اطلاعات مفقود شده را در حین ایجاد اضافه کند.

شکل 6: پارامترها را می توان در ابزار طراحی PCB (در این مثال PADS) تنظیم کرد.

مزیت دیگر رابط IDF این است که هر یک از طرفین می توانند قطعه را به مکان جدیدی منتقل کرده یا شکل برد را تغییر دهند و سپس یک فایل IDF متفاوت ایجاد کنند. نقطه ضعف این روش این است که شما باید مجدداً کل فایل نشان دهنده تغییرات را در صفحه و اجزای آن وارد کنید ، و در برخی موارد به دلیل حجم فایل ممکن است زمان زیادی طول بکشد. علاوه بر این ، تعیین اینکه چه تغییراتی در پرونده IDF جدید ایجاد شده است ، به ویژه در تخته های بزرگتر ، دشوار است. کاربران IDF در نهایت می توانند اسکریپت های سفارشی برای تعیین این تغییرات ایجاد کنند.

STEP و ProSTEP

به منظور انتقال بهتر داده های سه بعدی ، طراحان به دنبال راهی بهتر برای ایجاد قالب STEP هستند. قالب STEP می تواند ابعاد برد صفحه و طرح بندی اجزا را منتقل کند ، اما مهمتر از همه ، اجزاء دیگر یک شکل ساده با تنها یک ارتفاع ندارند. مدل اجزای STEP یک نمایش دقیق و پیچیده از اجزاء به شکل سه بعدی است. هر دو اطلاعات برد مدار و قطعات را می توان بین PCB و دستگاه منتقل کرد. با این حال ، هنوز هیچ مکانیزمی برای ردیابی تغییرات وجود ندارد.

برای بهبود تبادل فایل STEP ، ما قالب ProSTEP را معرفی کردیم. این فرمت همان داده های IDF و STEP را جابجا می کند و پیشرفت بزرگی دارد – می تواند تغییرات را ردیابی کرده و همچنین توانایی کار در سیستم های اصلی رشته و بررسی هرگونه تغییر را پس از ایجاد خط پایه فراهم کند. علاوه بر مشاهده تغییرات ، مهندسین مدار چاپی و مکانیک می توانند همه یا هر یک از اجزای سازنده را در طرح بندی ، تغییرات شکل تخته تایید کنند. آنها همچنین می توانند اندازه های مختلف تخته یا مکان اجزا را پیشنهاد دهند. این ارتباط بهبود یافته یک ECO (سفارش تغییر مهندسی) بین ECAD و تیم مکانیکی ایجاد می کند که قبلاً وجود نداشت (شکل 7).

شکل 7: پیشنهاد تغییر ، مشاهده تغییر در ابزار اصلی ، تأیید تغییر یا پیشنهاد تغییر دیگری.

امروزه اکثر سیستم های ECAD و مکانیکی CAD از فرمت ProSTEP برای بهبود ارتباطات ، صرفه جویی در وقت زیاد و کاهش خطاهای پرهزینه ناشی از طراحی های پیچیده الکترومکانیکی پشتیبانی می کنند. علاوه بر این ، مهندسان می توانند با ایجاد یک شکل پیچیده برد مدار با محدودیت های اضافی و سپس انتقال اطلاعات به صورت الکترونیکی در زمان خود صرفه جویی کنند تا از سوء تفسیر ابعاد برد مدار جلوگیری شود.

نتیجه

اگر قبلاً از هیچ یک از این قالب های داده DXF ، IDF ، STEP یا ProSTEP برای تبادل اطلاعات استفاده نکرده اید ، باید میزان استفاده از آنها را بررسی کنید. برای جلوگیری از اتلاف وقت در بازآفرینی اشکال پیچیده تخته ، از این edi استفاده کنید.