पीसीबी को अनियमित आकार के साथ डिजाइन करना सिखाएं

हम एक पूर्ण की क्या उम्मीद करते हैं पीसीबी is usually a neat rectangular shape. जबकि अधिकांश डिज़ाइन वास्तव में आयताकार होते हैं, कई को अनियमित आकार वाले बोर्डों की आवश्यकता होती है, जिन्हें डिज़ाइन करना हमेशा आसान नहीं होता है। This paper introduces how to design PCB with irregular shape.

आज, PCBS छोटे होते जा रहे हैं और बोर्डों में अधिक से अधिक फ़ंक्शन जोड़े जा रहे हैं, जो घड़ी की गति में वृद्धि के साथ-साथ डिज़ाइन को और अधिक जटिल बनाते हैं। तो, आइए देखें कि अधिक जटिल आकार वाले सर्किट बोर्ड से कैसे निपटें।

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

चित्रा 1: आम पीसीआई सर्किट बोर्ड की उपस्थिति।

हालांकि, जब बोर्ड के आकार को उच्च सीमाओं के साथ जटिल बाड़ों में अनुकूलित करने की आवश्यकता होती है, तो पीसीबी डिजाइनरों के लिए यह आसान नहीं होता है क्योंकि इन उपकरणों में कार्य यांत्रिक सीएडी सिस्टम के समान नहीं होते हैं। चित्रा 2 में दिखाया गया जटिल सर्किट बोर्ड मुख्य रूप से विस्फोट-सबूत आवास के लिए डिज़ाइन किया गया है और यह कई यांत्रिक सीमाओं के अधीन है। Trying to reconstruct this information in EDA tools can take a long time and be unproductive. यह संभावना है कि मैकेनिकल इंजीनियर ने पीसीबी डिजाइनर द्वारा आवश्यक आवास, सर्किट बोर्ड आकार, बढ़ते छेद स्थान और ऊंचाई सीमा पहले ही बना ली है।

चित्रा 2: इस उदाहरण में, पीसीबी को विशिष्ट यांत्रिक विनिर्देशों के अनुसार डिजाइन किया जाना चाहिए ताकि इसे विस्फोट-सबूत कंटेनरों में रखा जा सके।

सर्किट बोर्ड में रेडियन और रेडी के कारण, पुनर्निर्माण में अपेक्षा से अधिक समय लग सकता है, भले ही सर्किट बोर्ड का आकार जटिल न हो (जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है)।

चित्र 3: एकाधिक रेडियन और विभिन्न त्रिज्या वक्रों को डिज़ाइन करने में लंबा समय लग सकता है।

ये जटिल सर्किट बोर्ड आकृतियों के कुछ उदाहरण हैं। 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.

यदि आप एक किराये की कार लौटाते हैं, तो आप कार की जानकारी पढ़ने के लिए एक हैंडहेल्ड स्कैनर का उपयोग करते हुए एक परिचारक को देख सकते हैं और फिर कार्यालय के साथ वायरलेस तरीके से संवाद कर सकते हैं। The device is also connected to a thermal printer for instant receipt printing. वस्तुतः ये सभी उपकरण कठोर/लचीले सर्किट बोर्ड (चित्र 4) का उपयोग करते हैं, जहां पारंपरिक पीसीबी बोर्ड लचीले मुद्रित सर्किट से जुड़े होते हैं ताकि उन्हें छोटे स्थानों में मोड़ा जा सके।

चित्र 4: कठोर/लचीला सर्किट बोर्ड उपलब्ध स्थान के अधिकतम उपयोग की अनुमति देता है।

तो सवाल यह है कि “आप पीसीबी डिज़ाइन टूल में परिभाषित मैकेनिकल इंजीनियरिंग विनिर्देशों को कैसे आयात करते हैं?” यांत्रिक चित्रों में इस डेटा का पुन: उपयोग करने से प्रयास का दोहराव समाप्त हो जाता है और इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि मानवीय त्रुटि।

हम DXF, IDF या ProSTEP प्रारूप का उपयोग करके PCB लेआउट सॉफ़्टवेयर में सभी जानकारी आयात करके इस समस्या का समाधान कर सकते हैं। यह बहुत समय बचाता है और मानवीय त्रुटि की संभावना को समाप्त करता है। Next, we’ll take a look at each of these formats.

Graphics interchange format – DXF

डीएक्सएफ मैकेनिकल और पीसीबी डिजाइन डोमेन के बीच इलेक्ट्रॉनिक रूप से डेटा का आदान-प्रदान करने के लिए सबसे पुराने और सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले प्रारूपों में से एक है। ऑटोकैड ने इसे 1980 के दशक की शुरुआत में विकसित किया था। यह प्रारूप मुख्य रूप से दो आयामी डेटा विनिमय के लिए उपयोग किया जाता है। अधिकांश पीसीबी उपकरण विक्रेता इस प्रारूप का समर्थन करते हैं, और यह डेटा इंटरचेंज को सरल बनाता है। DXF आयात/निर्यात को परतों, विभिन्न संस्थाओं और इकाइयों को नियंत्रित करने के लिए अतिरिक्त कार्यक्षमता की आवश्यकता होती है जिनका उपयोग विनिमय प्रक्रिया में किया जाएगा। चित्रा 5 मेंटर ग्राफिक्स के पैड टूल्स का उपयोग करके डीएक्सएफ प्रारूप में बहुत जटिल सर्किट बोर्ड आकार आयात करने का एक उदाहरण है:

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

कुछ साल पहले, पीसीबी टूल्स में 3 डी कार्यक्षमता दिखाई देने लगी थी, और एक ऐसे प्रारूप की आवश्यकता थी जो मशीनों और पीसीबी टूल्स के बीच 3 डी डेटा स्थानांतरित कर सके। इससे, Mentor ग्राफ़िक्स ने IDF प्रारूप विकसित किया, जो तब से व्यापक रूप से PCBS और मशीन टूल्स के बीच सर्किट बोर्ड और घटक जानकारी को स्थानांतरित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

जबकि डीएक्सएफ प्रारूप में बोर्ड का आकार और मोटाई होती है, आईडीएफ प्रारूप घटक के एक्स और वाई पदों, घटक बिट संख्या और घटक की जेड-अक्ष ऊंचाई का उपयोग करता है। 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.

सिस्टम को यह नियंत्रित करने में सक्षम होना चाहिए कि आईडीएफ फ़ाइल में क्या शामिल होगा, डीएक्सएफ पैरामीटर सेटिंग्स के समान, जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है। यदि कुछ घटकों में ऊंचाई की जानकारी नहीं है, तो आईडीएफ निर्यात निर्माण के दौरान अनुपलब्ध जानकारी जोड़ सकता है।

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

IDF इंटरफ़ेस का एक अन्य लाभ यह है कि कोई भी पक्ष घटक को किसी नए स्थान पर ले जा सकता है या बोर्ड का आकार बदल सकता है, और फिर एक भिन्न IDF फ़ाइल बना सकता है। इस दृष्टिकोण का नुकसान यह है कि आपको बोर्ड और घटकों में परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करने वाली पूरी फ़ाइल को फिर से आयात करने की आवश्यकता है, और कुछ मामलों में फ़ाइल आकार के कारण इसमें लंबा समय लग सकता है। 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 और ProSTEP

त्रि-आयामी डेटा को बेहतर ढंग से प्रसारित करने के लिए, डिजाइनर एक बेहतर तरीके की तलाश कर रहे हैं, STEP प्रारूप अस्तित्व में आया। STEP प्रारूप सर्किट बोर्ड आयामों और घटक लेआउट को प्रसारित कर सकता है, लेकिन इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि घटकों का अब केवल एक ऊंचाई मान के साथ एक साधारण आकार नहीं है। STEP घटक मॉडल त्रि-आयामी रूप में घटकों का विस्तृत और जटिल प्रतिनिधित्व है। सर्किट बोर्ड और घटक जानकारी दोनों को पीसीबी और मशीन के बीच स्थानांतरित किया जा सकता है। हालांकि, परिवर्तनों को ट्रैक करने के लिए अभी भी कोई तंत्र नहीं है।

STEP फाइल एक्सचेंज को बेहतर बनाने के लिए, हमने ProSTEP फॉर्मेट पेश किया। 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. वे विभिन्न बोर्ड आकार या घटक स्थानों का सुझाव भी दे सकते हैं। यह बेहतर संचार ईसीएडी और मैकेनिकल टीम के बीच एक ईसीओ (इंजीनियरिंग चेंज ऑर्डर) बनाता है जो पहले कभी अस्तित्व में नहीं था (चित्र 7)।

चित्र 7: परिवर्तन का सुझाव दें, मूल टूल पर परिवर्तन देखें, परिवर्तन को स्वीकृति दें, या किसी अन्य का सुझाव दें।

आज, अधिकांश ईसीएडी और मैकेनिकल सीएडी सिस्टम संचार में सुधार के लिए प्रोस्टेप प्रारूप के उपयोग का समर्थन करते हैं, बहुत समय बचाते हैं और जटिल इलेक्ट्रोमैकेनिकल डिजाइनों के परिणामस्वरूप होने वाली महंगी त्रुटियों को कम करते हैं। इसके अलावा, इंजीनियर अतिरिक्त बाधाओं के साथ एक जटिल सर्किट बोर्ड आकार बनाकर और फिर सर्किट बोर्ड के आयामों की गलत व्याख्या करने वाले किसी व्यक्ति से बचने के लिए उस जानकारी को इलेक्ट्रॉनिक रूप से प्रसारित करके समय बचा सकते हैं।

निष्कर्ष

यदि आपने सूचनाओं का आदान-प्रदान करने के लिए इनमें से किसी भी DXF, IDF, STEP, या ProSTEP डेटा स्वरूपों का पहले से उपयोग नहीं किया है, तो आपको उनके उपयोग की जाँच करनी चाहिए। जटिल बोर्ड आकृतियों को फिर से बनाने में समय बर्बाद करने से रोकने के लिए इस एडी का उपयोग करने पर विचार करें।