Mitä odotamme täydelliseltä PCB is usually a neat rectangular shape. Vaikka useimmat mallit ovat todellakin suorakulmaisia, monet vaativat epäsäännöllisen muotoisia levyjä, joita ei aina ole helppo suunnitella. This paper introduces how to design PCB with irregular shape.

Nykyään PCBS pienenee ja levyille lisätään yhä enemmän toimintoja, jotka yhdessä kellonopeuden kasvun kanssa tekevät suunnittelusta monimutkaisemman. Katsotaanpa siis, miten käsitellä monimutkaisemman muodon piirilevyä.

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

Kuva 1: Yleisen PCI -piirilevyn ulkonäkö.

Kuitenkin, kun levyn muotoja on mukautettava monimutkaisiin koteloihin, joilla on suuria rajoituksia, piirilevyjen suunnittelijoille ei ole helppoa, koska näiden työkalujen toiminnot eivät ole samat kuin mekaanisissa CAD -järjestelmissä. Kuviossa 2 esitetty monimutkainen piirilevy on suunniteltu ensisijaisesti räjähdyssuojattuun koteloon ja siihen kohdistuu monia mekaanisia rajoituksia. Trying to reconstruct this information in EDA tools can take a long time and be unproductive. On todennäköistä, että mekaaninen insinööri on jo luonut piirilevyn suunnittelijan edellyttämän kotelon, piirilevyn muodon, asennusreiän sijainnin ja korkeusrajoitukset.

Kuva 2: Tässä esimerkissä piirilevy on suunniteltava tiettyjen mekaanisten eritelmien mukaisesti, jotta se voidaan sijoittaa räjähdyssuojattuihin astioihin.

Kuva 2: Tässä esimerkissä piirilevy on suunniteltava tiettyjen mekaanisten eritelmien mukaisesti, jotta se voidaan sijoittaa räjähdyssuojattuihin astioihin.

Piirilevyn radiaanien ja säteiden vuoksi rekonstruktio voi kestää odotettua kauemmin, vaikka piirilevyn muoto ei ole monimutkainen (kuten kuvassa 3).

Kuva 3: Useiden radiaanien ja eri sädekäyrien suunnittelu voi kestää kauan.

Kuva 3: Useiden radiaanien ja eri sädekäyrien suunnittelu voi kestää kauan.

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.

Jos palautat vuokra -auton, saatat nähdä hoitajan, joka lukee auton tiedot käsiskannerilla ja kommunikoi sitten langattomasti toimiston kanssa. The device is also connected to a thermal printer for instant receipt printing. Lähes kaikki nämä laitteet käyttävät jäykkiä/joustavia piirilevyjä (kuva 4), joissa perinteiset piirilevyt on liitetty toisiinsa joustavien painettujen piirien kanssa, jotta ne voidaan taittaa pieniksi tiloiksi.

Kuva 4: Jäykkä/joustava piirilevy mahdollistaa käytettävissä olevan tilan maksimaalisen käytön.

Kuva 4: Jäykkä/joustava piirilevy mahdollistaa käytettävissä olevan tilan maksimaalisen käytön.

Kysymys kuuluu siis: “Kuinka tuoda määritellyt koneenrakennustiedot PCB -suunnittelutyökaluun?” Tietojen uudelleenkäyttö mekaanisissa piirustuksissa eliminoi päällekkäisyyden ja mikä tärkeintä, inhimilliset virheet.

Voimme ratkaista tämän ongelman tuomalla kaikki tiedot PCB Layout -ohjelmistoon DXF-, IDF- tai ProSTEP -muodossa. Tämä säästää paljon aikaa ja eliminoi inhimillisen erehdyksen mahdollisuuden. Next, we’ll take a look at each of these formats.

Graphics interchange format – DXF

DXF on yksi vanhimmista ja laajimmin käytetyistä muodoista tietojen sähköiseen vaihtamiseen mekaanisten ja PCB -suunnittelualueiden välillä. AutoCAD kehitti sen 1980 -luvun alussa. Tätä muotoa käytetään pääasiassa kaksiulotteiseen tiedonvaihtoon. Useimmat PCB -työkalujen valmistajat tukevat tätä muotoa, ja se yksinkertaistaa tietojen vaihtoa. DXF -tuonti/-vienti vaatii lisätoimintoja vaihdeprosessissa käytettävien kerrosten, eri kokonaisuuksien ja yksiköiden hallitsemiseksi. Kuva 5 on esimerkki erittäin monimutkaisten piirilevyjen tuomisesta DXF -muodossa käyttämällä Mentor Graphicsin PADS -työkaluja:

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.

Muutama vuosi sitten 3D -toiminnot alkoivat näkyä PCB -työkaluissa, ja tarvittiin muoto, joka voisi siirtää 3D -tietoja koneiden ja PCB -työkalujen välillä. Tästä Mentor Graphics kehitti IDF -muodon, jota on sittemmin käytetty laajalti piirilevy- ja komponenttitietojen siirtämiseen PCBS: n ja työstökoneiden välillä.

Vaikka DXF-muoto sisältää levyn koon ja paksuuden, IDF-muoto käyttää komponentin X- ja Y-asemia, komponentin bittinumeroa ja komponentin z-akselin korkeutta. 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.

Järjestelmän on voitava hallita IDF -tiedoston sisältöä samalla tavalla kuin DXF -parametrin asetukset, kuten kuvassa 6 on esitetty. Jos joillakin komponenteilla ei ole korkeustietoja, IDF -vienti voi lisätä puuttuvia tietoja luomisen aikana.

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).

Toinen IDF -käyttöliittymän etu on, että jompikumpi osapuoli voi siirtää komponentin uuteen paikkaan tai muuttaa levyn muotoa ja luoda sitten toisen IDF -tiedoston. Tämän lähestymistavan haittana on, että sinun on tuotava uudelleen koko tiedosto, joka edustaa muutoksia taululle ja komponenteille, ja joissakin tapauksissa se voi kestää kauan tiedoston koon vuoksi. 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 ja ProSTEP

Kolmiulotteisen tiedon siirtämiseksi paremmin suunnittelijat etsivät parempaa tapaa, STEP-muotoa. STEP -muoto voi lähettää piirilevyn mitat ja komponenttien asettelut, mutta mikä tärkeintä, komponenteilla ei ole enää yksinkertaista muotoa ja vain korkeusarvo. STEP -komponenttimalli on yksityiskohtainen ja monimutkainen esitys kolmiulotteisessa muodossa olevista komponenteista. Piirilevyn ja komponentin tietoja voidaan siirtää piirilevyn ja koneen välillä. Muutosten seurantaan ei kuitenkaan ole vielä olemassa mekanismia.

Parantaaksemme STEP -tiedostonvaihtoa esittelimme ProSTEP -muodon. 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. He voivat myös ehdottaa erilaisia ​​levyn kokoja tai osien sijainteja. This improved communication creates an ECO (Engineering Change Order) between ECAD and the mechanical team that never existed before (Figure 7).

Kuva 7: Ehdottaa muutosta, tarkastella muutosta alkuperäisessä työkalussa, hyväksyä muutos tai ehdottaa toista.

Kuva 7: Ehdottaa muutosta, tarkastella muutosta alkuperäisessä työkalussa, hyväksyä muutos tai ehdottaa toista.

Nykyään useimmat ECAD- ja mekaaniset CAD -järjestelmät tukevat ProSTEP -muodon käyttöä viestinnän parantamiseen, säästää paljon aikaa ja vähentää monimutkaisista sähkömekaanisista rakenteista mahdollisesti aiheutuvia kalliita virheitä. Lisäksi insinöörit voivat säästää aikaa luomalla monimutkaisen piirilevyn muodon lisärajoituksilla ja lähettämällä sitten tiedot sähköisesti, jotta joku ei tulkitsisi piirilevyn mittoja väärin.

johtopäätös

Jos et ole jo käyttänyt mitään näistä DXF-, IDF-, STEP- tai ProSTEP -tiedostomuodoista tietojen vaihtamiseen, tarkista niiden käyttö. Harkitse tämän edin käyttöä lopettaaksesi ajan tuhlaaminen monimutkaisten levymuotojen luomiseen.