Ce que nous attendons d’un PCB is usually a neat rectangular shape. Si la plupart des designs sont effectivement rectangulaires, beaucoup nécessitent des planches aux formes irrégulières, qui ne sont pas toujours faciles à concevoir. This paper introduces how to design PCB with irregular shape.

Aujourd’hui, les PCBS sont de plus en plus petits et de plus en plus de fonctions sont ajoutées aux cartes, ce qui, associé à l’augmentation des vitesses d’horloge, rend les conceptions plus complexes. Voyons donc comment traiter un circuit imprimé avec une forme plus complexe.

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

Figure 1 : Aspect du circuit imprimé PCI commun.

Cependant, lorsque les formes de cartes doivent être adaptées à des boîtiers complexes avec des limitations élevées, ce n’est pas facile pour les concepteurs de PCB car les fonctions de ces outils ne sont pas les mêmes que celles des systèmes de CAO mécaniques. La carte de circuit imprimé complexe illustrée à la figure 2 est conçue principalement pour un boîtier antidéflagrant et est soumise à de nombreuses limitations mécaniques. Trying to reconstruct this information in EDA tools can take a long time and be unproductive. Il est probable que l’ingénieur en mécanique ait déjà créé le boîtier, la forme de la carte de circuit imprimé, l’emplacement des trous de montage et les limites de hauteur requises par le concepteur de PCB.

Figure 2 : Dans cet exemple, le PCB doit être conçu selon des spécifications mécaniques spécifiques afin qu’il puisse être placé dans des conteneurs antidéflagrants.

Figure 2 : Dans cet exemple, le PCB doit être conçu selon des spécifications mécaniques spécifiques afin qu’il puisse être placé dans des conteneurs antidéflagrants.

En raison des radians et des rayons de la carte de circuit imprimé, la reconstruction peut prendre plus de temps que prévu, même si la forme de la carte de circuit imprimé n’est pas complexe (comme le montre la figure 3).

Figure 3 : La conception de plusieurs radians et de différentes courbes de rayon peut prendre beaucoup de temps.

Figure 3 : La conception de plusieurs radians et de différentes courbes de rayon peut prendre beaucoup de temps.

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.

Si vous restituez une voiture de location, vous pourrez peut-être voir un préposé utiliser un scanner portable pour lire les informations de la voiture, puis communiquer sans fil avec le bureau. The device is also connected to a thermal printer for instant receipt printing. Pratiquement tous ces dispositifs utilisent des circuits imprimés rigides/flexibles (Figure 4), où les circuits imprimés conventionnels sont interconnectés avec des circuits imprimés flexibles afin qu’ils puissent être pliés dans de petits espaces.

Figure 4 : Le circuit imprimé rigide/flexible permet une utilisation maximale de l’espace disponible.

Figure 4 : Le circuit imprimé rigide/flexible permet une utilisation maximale de l’espace disponible.

La question est alors « Comment importer des spécifications d’ingénierie mécanique définies dans un outil de conception de circuits imprimés ? » La réutilisation de ces données dans les dessins mécaniques élimine la duplication des efforts et, plus important encore, l’erreur humaine.

Nous pouvons résoudre ce problème en important toutes les informations dans le logiciel PCB Layout en utilisant le format DXF, IDF ou ProSTEP. Cela permet de gagner beaucoup de temps et élimine la possibilité d’erreur humaine. Next, we’ll take a look at each of these formats.

Graphics interchange format – DXF

DXF est l’un des formats les plus anciens et les plus largement utilisés pour l’échange électronique de données entre les domaines de conception mécanique et PCB. AutoCAD l’a développé au début des années 1980. Ce format est principalement utilisé pour l’échange de données en deux dimensions. La plupart des fournisseurs d’outils PCB prennent en charge ce format et cela simplifie l’échange de données. Les importations/exportations DXF nécessitent des fonctionnalités supplémentaires pour contrôler les couches, les différentes entités et unités qui seront utilisées dans le processus d’échange. La figure 5 est un exemple d’importation de formes de circuits imprimés très complexes au format DXF à l’aide des outils PADS de Mentor Graphics :

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.

Il y a quelques années, la fonctionnalité 3D a commencé à apparaître dans les outils PCB, et il y avait un besoin pour un format capable de transférer des données 3D entre les machines et les outils PCB. À partir de là, Mentor Graphics a développé le format IDF, qui a depuis été largement utilisé pour transférer des informations sur les circuits imprimés et les composants entre les PCBS et les machines-outils.

Alors que le format DXF contient la taille et l’épaisseur de la carte, le format IDF utilise les positions X et Y du composant, le numéro de bit du composant et la hauteur de l’axe z du composant. 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.

Le système doit être en mesure de contrôler ce qui sera contenu dans le fichier IDF d’une manière similaire aux paramètres DXF Settings, comme illustré à la Figure 6. Si certains composants n’ont pas d’informations sur la hauteur, les exportations IDF peuvent ajouter des informations manquantes lors de la création.

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).

Un autre avantage de l’interface IDF est que chaque partie peut déplacer le composant vers un nouvel emplacement ou modifier la forme de la carte, puis créer un fichier IDF différent. L’inconvénient de cette approche est que vous devez réimporter l’intégralité du fichier représentant les modifications apportées à la carte et aux composants, et dans certains cas, cela peut prendre beaucoup de temps en raison de la taille du fichier. 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 et ProSTEP

Afin de mieux transmettre les données tridimensionnelles, les concepteurs recherchent un moyen amélioré, le format STEP a vu le jour. Le format STEP peut transmettre les dimensions des circuits imprimés et la disposition des composants, mais plus important encore, les composants n’ont plus une forme simple avec seulement une valeur de hauteur. Le modèle de composants STEP est une représentation détaillée et complexe des composants sous forme tridimensionnelle. Both circuit board and component information can be transferred between the PCB and the machine. Cependant, il n’y a toujours pas de mécanisme de suivi des changements.

Pour améliorer l’échange de fichiers STEP, nous avons introduit le format ProSTEP. 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. Ils peuvent également suggérer différentes tailles de cartes ou emplacements de composants. This improved communication creates an ECO (Engineering Change Order) between ECAD and the mechanical team that never existed before (Figure 7).

Figure 7 : Suggérez une modification, affichez la modification sur l’outil d’origine, approuvez la modification ou suggérez-en une autre.

Figure 7 : Suggérez une modification, affichez la modification sur l’outil d’origine, approuvez la modification ou suggérez-en une autre.

Aujourd’hui, la plupart des systèmes ECAD et de CAO mécanique prennent en charge l’utilisation du format ProSTEP pour améliorer la communication, ce qui permet de gagner beaucoup de temps et de réduire les erreurs coûteuses pouvant résulter de conceptions électromécaniques complexes. De plus, les ingénieurs peuvent gagner du temps en créant une forme de carte de circuit complexe avec des contraintes supplémentaires, puis en transmettant ces informations par voie électronique pour éviter que quelqu’un interprète mal les dimensions de la carte de circuit.

conclusion

Si vous n’avez pas encore utilisé l’un de ces formats de données DXF, IDF, STEP ou ProSTEP pour échanger des informations, vous devez vérifier leur utilisation. Pensez à utiliser cette édition pour ne plus perdre de temps à recréer des formes de planches complexes.