Ajari Anda mendesain PCB dengan bentuk tidak beraturan

Apa yang kami harapkan dari yang lengkap PCB is usually a neat rectangular shape. Sementara kebanyakan desain memang persegi panjang, banyak yang membutuhkan papan dengan bentuk tidak beraturan, yang tidak selalu mudah untuk dirancang. This paper introduces how to design PCB with irregular shape.

Saat ini, PCB semakin kecil dan semakin banyak fungsi ditambahkan ke papan, yang, ditambah dengan peningkatan kecepatan clock, membuat desain menjadi lebih kompleks. Jadi, mari kita lihat bagaimana menangani papan sirkuit dengan bentuk yang lebih kompleks.

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

Gambar 1: Tampilan papan sirkuit PCI umum.

Namun, ketika bentuk papan perlu disesuaikan dengan selungkup kompleks dengan keterbatasan tinggi, tidak mudah bagi perancang PCB karena fungsi alat ini tidak sama dengan yang ada di sistem CAD mekanis. Papan sirkuit kompleks yang ditunjukkan pada Gambar 2 dirancang terutama untuk rumah tahan ledakan dan tunduk pada banyak keterbatasan mekanis. Trying to reconstruct this information in EDA tools can take a long time and be unproductive. Kemungkinan insinyur mesin telah membuat rumah, bentuk papan sirkuit, lokasi lubang pemasangan, dan batas ketinggian yang diperlukan oleh perancang PCB.

Gambar 2: Dalam contoh ini, PCB harus dirancang sesuai dengan spesifikasi mekanis tertentu sehingga dapat ditempatkan dalam wadah tahan ledakan.

Karena radian dan jari-jari di papan sirkuit, rekonstruksi mungkin memakan waktu lebih lama dari yang diharapkan, bahkan jika bentuk papan sirkuit tidak rumit (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3).

Gambar 3: Merancang beberapa radian dan kurva radius yang berbeda dapat memakan waktu lama.

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.

Jika Anda mengembalikan mobil sewaan, Anda mungkin dapat melihat petugas menggunakan pemindai genggam untuk membaca informasi mobil dan kemudian berkomunikasi secara nirkabel dengan kantor. The device is also connected to a thermal printer for instant receipt printing. Hampir semua perangkat ini menggunakan papan sirkuit kaku/fleksibel (Gambar 4), di mana papan PCB konvensional saling terkait dengan sirkuit cetak fleksibel sehingga dapat dilipat menjadi ruang kecil.

Gambar 4: Papan sirkuit yang kaku/fleksibel memungkinkan penggunaan ruang yang tersedia secara maksimal.

Pertanyaannya, kemudian, adalah “Bagaimana Anda mengimpor spesifikasi teknik mesin yang ditentukan ke dalam alat desain PCB?” Menggunakan kembali data ini dalam gambar mekanis menghilangkan duplikasi usaha dan, yang lebih penting, kesalahan manusia.

Kami dapat mengatasi masalah ini dengan mengimpor semua informasi ke dalam perangkat lunak Tata Letak PCB menggunakan format DXF, IDF, atau ProSTEP. Ini menghemat banyak waktu dan menghilangkan kemungkinan kesalahan manusia. Next, we’ll take a look at each of these formats.

Graphics interchange format – DXF

DXF adalah salah satu format tertua dan paling banyak digunakan untuk pertukaran data secara elektronik antara domain desain mekanik dan PCB. AutoCAD mengembangkannya pada awal 1980-an. Format ini terutama digunakan untuk pertukaran data dua dimensi. Sebagian besar vendor alat PCB mendukung format ini, dan ini menyederhanakan pertukaran data. Impor/ekspor DXF memerlukan fungsionalitas tambahan untuk mengontrol lapisan, entitas dan unit berbeda yang akan digunakan dalam proses pertukaran. Gambar 5 adalah contoh mengimpor bentuk papan sirkuit yang sangat kompleks dalam format DXF menggunakan alat PADS 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.

Beberapa tahun yang lalu, fungsionalitas 3D mulai muncul di alat PCB, dan ada kebutuhan untuk format yang dapat mentransfer data 3D antara mesin dan alat PCB. Dari sini, Mentor Graphics mengembangkan format IDF, yang sejak itu telah banyak digunakan untuk mentransfer papan sirkuit dan informasi komponen antara PCB dan peralatan mesin.

Sementara format DXF berisi ukuran dan ketebalan papan, format IDF menggunakan posisi X dan Y komponen, nomor bit komponen, dan tinggi sumbu z komponen. 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.

Sistem harus dapat mengontrol apa yang akan dimuat dalam file IDF dengan cara yang mirip dengan Pengaturan parameter DXF, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6. Jika beberapa komponen tidak memiliki informasi ketinggian, ekspor IDF dapat menambahkan informasi yang hilang selama pembuatan.

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

Keuntungan lain dari antarmuka IDF adalah salah satu pihak dapat memindahkan komponen ke lokasi baru atau mengubah bentuk papan, lalu membuat file IDF yang berbeda. Kerugian dari pendekatan ini adalah Anda perlu mengimpor ulang seluruh file yang mewakili perubahan pada papan dan komponen, dan dalam beberapa kasus dapat memakan waktu lama karena ukuran file. 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.

LANGKAH dan ProSTEP

Untuk mentransmisikan data tiga dimensi dengan lebih baik, desainer mencari cara yang lebih baik, format LANGKAH muncul. Format STEP dapat mengirimkan dimensi papan sirkuit dan tata letak komponen, tetapi yang lebih penting, komponen tidak lagi memiliki bentuk yang sederhana hanya dengan nilai ketinggian. Model komponen STEP adalah representasi komponen yang detail dan kompleks dalam bentuk tiga dimensi. Both circuit board and component information can be transferred between the PCB and the machine. Namun, masih belum ada mekanisme untuk melacak perubahan.

Untuk meningkatkan pertukaran file STEP, kami memperkenalkan 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. Mereka juga dapat menyarankan ukuran papan atau lokasi komponen yang berbeda. This improved communication creates an ECO (Engineering Change Order) between ECAD and the mechanical team that never existed before (Figure 7).

Gambar 7: Sarankan perubahan, lihat perubahan pada alat asli, setujui perubahan, atau sarankan yang lain.

Saat ini, sebagian besar sistem ECAD dan CAD mekanis mendukung penggunaan format ProSTEP untuk meningkatkan komunikasi, menghemat banyak waktu, dan mengurangi kesalahan mahal yang dapat diakibatkan oleh desain elektromekanis yang kompleks. Terlebih lagi, para insinyur dapat menghemat waktu dengan membuat bentuk papan sirkuit yang kompleks dengan batasan tambahan dan kemudian mengirimkan informasi itu secara elektronik untuk menghindari seseorang salah mengartikan dimensi papan sirkuit.

kesimpulan

Jika Anda belum pernah menggunakan format data DXF, IDF, STEP, atau ProSTEP ini untuk bertukar informasi, Anda harus memeriksa penggunaannya. Pertimbangkan untuk menggunakan edi ini untuk berhenti membuang waktu membuat ulang bentuk papan yang rumit.