Ono što očekujemo od potpunog PCB obično je urednog pravokutnog oblika. Iako je većina dizajna doista pravokutna, mnogi zahtijevaju ploče nepravilnog oblika, koje nije uvijek lako dizajnirati. This paper introduces how to design PCB with irregular shape.

Danas su PCBS -i sve manji i pločama se dodaje sve više funkcija, što, zajedno s povećanjem brzine takta, čini dizajn složenijim. Dakle, pogledajmo kako se nositi s pločom složenijeg oblika.

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

Slika 1: Izgled uobičajene PCI ploče.

Međutim, kada oblike ploča treba prilagoditi složenim kućištima s visokim ograničenjima, dizajnerima PCB -a nije lako jer funkcije u tim alatima nisu iste kao u mehaničkim CAD sustavima. Složena ploča prikazana na slici 2 namijenjena je prvenstveno kućištu zaštićenim od eksplozije i podložna je mnogim mehaničkim ograničenjima. Trying to reconstruct this information in EDA tools can take a long time and be unproductive. Vjerojatno je da je strojarski inženjer već izradio kućište, oblik pločice, mjesto otvora za montažu i ograničenja visine koje zahtijeva dizajner PCB -a.

Slika 2: U ovom primjeru, PCB mora biti projektiran u skladu sa posebnim mehaničkim specifikacijama tako da se može staviti u posude zaštićene od eksplozije.

Slika 2: U ovom primjeru, PCB mora biti projektiran u skladu sa posebnim mehaničkim specifikacijama tako da se može staviti u posude zaštićene od eksplozije.

Zbog radijana i radijusa na ploči, rekonstrukcija može potrajati dulje od očekivanog, čak i ako oblik ploče nije složen (kao što je prikazano na slici 3).

Slika 3: Izrada više radijana i krivulja različitih radijusa može potrajati dugo.

Slika 3: Izrada više radijana i krivulja različitih radijusa može potrajati dugo.

Ovo je samo nekoliko primjera složenih oblika pločica. 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.

Ako vratite unajmljeni automobil, možda ćete moći vidjeti pratitelja koji pomoću ručnog skenera čita podatke o automobilu, a zatim bežično komunicira s uredom. The device is also connected to a thermal printer for instant receipt printing. Gotovo svi ovi uređaji koriste krute/fleksibilne ploče (slika 4), gdje su konvencionalne PCB ploče međusobno povezane fleksibilnim tiskanim krugovima, tako da se mogu presavijati u male prostore.

Slika 4: Kruta/fleksibilna ploča omogućuje maksimalno korištenje raspoloživog prostora.

Slika 4: Kruta/fleksibilna ploča omogućuje maksimalno korištenje raspoloživog prostora.

Pitanje je, dakle, “Kako uvesti definirane specifikacije strojarstva u alat za projektiranje PCB -a?” Ponovna uporaba ovih podataka na mehaničkim crtežima eliminira dupliranje napora i, što je još važnije, ljudsku pogrešku.

Ovaj problem možemo riješiti uvozom svih informacija u softver za postavljanje PCB -a u DXF, IDF ili ProSTEP formatu. Time se štedi mnogo vremena i eliminira mogućnost ljudske pogreške. Zatim ćemo pogledati svaki od ovih formata.

Graphics interchange format – DXF

DXF je jedan od najstarijih i najčešće korištenih formata za elektroničku razmjenu podataka između domena dizajna mehaničkih i PCB -a. AutoCAD ga je razvio početkom 1980 -ih. Ovaj se format uglavnom koristi za dvodimenzionalnu razmjenu podataka. Većina dobavljača PCB alata podržava ovaj format i pojednostavljuje razmjenu podataka. DXF uvoz/izvoz zahtijeva dodatnu funkcionalnost za kontrolu slojeva, različitih entiteta i jedinica koji će se koristiti u procesu razmjene. Slika 5 je primjer uvoza vrlo složenih oblika ploča u DXF formatu pomoću PADS alata 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.

Prije nekoliko godina, 3D funkcionalnost počela se pojavljivati ​​u PCB alatima, te je postojala potreba za formatom koji bi mogao prenositi 3D podatke između strojeva i PCB alata. Iz toga je Mentor Graphics razvio IDF format, koji se od tada naširoko koristi za prijenos informacija o pločicama i komponentama između PCBS -a i alatnih strojeva.

Dok DXF format sadrži veličinu i debljinu ploče, IDF format koristi položaje X i Y komponente, broj bita komponente i visinu osi z komponente. 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.

Sustav mora moći kontrolirati ono što će biti sadržano u IDF datoteci na sličan način kao postavke parametra DXF, kako je prikazano na slici 6. Ako neke komponente nemaju podatke o visini, IDF izvoz može dodati informacije koje nedostaju tijekom stvaranja.

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).

Još jedna prednost IDF sučelja je ta da bilo koja strana može premjestiti komponentu na novo mjesto ili promijeniti oblik ploče, a zatim stvoriti drugu IDF datoteku. Nedostatak ovog pristupa je što morate ponovno uvesti cijelu datoteku koja predstavlja promjene na ploči i komponentama, a u nekim slučajevima to može potrajati zbog veličine datoteke. 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.

KORAK i PROSTEP

Kako bi bolje prenijeli trodimenzionalne podatke, dizajneri traže poboljšani način, nastao je STEP format. Format STEP može prenositi dimenzije pločica i raspored komponenti, ali što je još važnije, komponente više nemaju jednostavan oblik sa samo vrijednošću visine. Model komponente STEP detaljan je i složen prikaz komponenata u trodimenzionalnom obliku. I ploče i informacije o komponentama mogu se prenositi između PCB -a i uređaja. Međutim, još uvijek ne postoji mehanizam za praćenje promjena.

Kako bismo poboljšali razmjenu datoteka STEP, uveli smo 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. Također mogu predložiti različite veličine ploča ili mjesta sastavnih dijelova. Ova poboljšana komunikacija stvara ECO (Engineering Change Order) između ECAD -a i mehaničkog tima koji nikada prije nije postojao (slika 7).

Slika 7: Predložite promjenu, pogledajte promjenu na izvornom alatu, odobrite promjenu ili predložite drugu.

Slika 7: Predložite promjenu, pogledajte promjenu na izvornom alatu, odobrite promjenu ili predložite drugu.

Danas većina ECAD i mehaničkih CAD sustava podržava upotrebu ProSTEP formata za poboljšanje komunikacije, čime se štedi puno vremena i smanjuju skupe pogreške koje mogu nastati zbog složenih elektromehaničkih konstrukcija. Štoviše, inženjeri mogu uštedjeti vrijeme stvaranjem složenog oblika ploče s dodatnim ograničenjima, a zatim te informacije prenose elektroničkim putem kako bi izbjegli da netko pogrešno protumači dimenzije ploče.

zaključak

Ako već niste koristili neki od ovih formata podataka DXF, IDF, STEP ili ProSTEP za razmjenu informacija, trebali biste provjeriti njihovu upotrebu. Razmislite o korištenju ovog edi da prestanete gubiti vrijeme na ponovno stvaranje složenih oblika ploče.