Kenna þér að hanna PCB með óreglulegri lögun

Það sem við búumst við af fullkomnu PCB er venjulega nett rétthyrnd lögun. Þó að flest hönnun sé vissulega rétthyrnd, þá krefjast margir borða með óreglulegum formum, sem ekki er alltaf auðvelt að hanna. This paper introduces how to design PCB with irregular shape.

Í dag eru PCBS að verða smærri og fleiri og fleiri aðgerðir bætast við spjöldin, sem, ásamt hækkun klukkuhraða, gera hönnun flóknari. Svo, við skulum líta á hvernig á að takast á við hringrás með flóknari lögun.

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

Mynd 1: Útlit venjulegs PCI hringrásar.

Hins vegar, þegar laga þarf borðform að flóknum girðingum með miklum takmörkunum, er það ekki auðvelt fyrir PCB hönnuði vegna þess að aðgerðir í þessum verkfærum eru ekki þær sömu og í vélrænum CAD kerfum. Flókna hringrásin sem sýnd er á mynd 2 er fyrst og fremst hönnuð fyrir sprengingarlaust hús og er háð mörgum vélrænni takmörkunum. Trying to reconstruct this information in EDA tools can take a long time and be unproductive. Það er líklegt að vélaverkfræðingurinn hafi þegar búið til húsnæði, hringrásarform, staðsetningu holu og hæðarmörk sem PCB hönnuðurinn krefst.

Mynd 2: Í þessu dæmi verður PCB að vera hannað í samræmi við sérstakar vélrænni forskriftir þannig að hægt sé að setja það í sprengihætta ílát.

Vegna radíana og radíus í hringrásinni getur endurbyggingin tekið lengri tíma en búist var við, jafnvel þó að hringrásartaflan sé ekki flókin (eins og sýnt er á mynd 3).

Mynd 3: Hönnun margra radíana og mismunandi radíusferla getur tekið langan tíma.

Þetta eru aðeins nokkur dæmi um flókin hringrásarform. 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.

Ef þú skilar bílaleigubíl geturðu séð aðstoðarmanninn nota handfesta skanna til að lesa upplýsingar um bílinn og hafa síðan þráðlaus samskipti við skrifstofuna. The device is also connected to a thermal printer for instant receipt printing. Nánast öll þessi tæki nota stíf/sveigjanleg hringrásartafla (mynd 4), þar sem hefðbundin PCB spjöld eru samtengd sveigjanlegum prentuðum hringrásum svo hægt sé að brjóta þau saman í lítil rými.

Mynd 4: Stíf/sveigjanleg hringrás leyfir hámarks notkun á lausu plássi.

Spurningin er því „Hvernig flytur þú inn skilgreindar vélaverkfræðilegar forskriftir í PCB hönnunarverkfæri? Með því að endurnýta þessi gögn í vélrænni teikningu er útrýmt tvíverknaði og, mikilvægara, mannlegum mistökum.

Við getum leyst þetta vandamál með því að flytja allar upplýsingar inn í PCB Layout hugbúnað með DXF, IDF eða ProSTEP sniði. Þetta sparar mikinn tíma og útilokar möguleika á mannlegum mistökum. Næst munum við skoða hvert af þessum sniðum.

Graphics interchange format – DXF

DXF er eitt af elstu og mest notuðu sniðunum til að skiptast á gögnum milli vélrænna og PCB hönnunar léna með rafrænum hætti. AutoCAD þróaði það snemma á níunda áratugnum. Þetta snið er aðallega notað til tvívíðra gagnaskipta. Flestir framleiðendur PCB tækja styðja þetta snið og það einfaldar gagnaskipti. Innflutningur/útflutningur á DXF krefst viðbótarvirkni til að stjórna lögunum, mismunandi aðilum og einingum sem verða notaðar í skiptiferlinu. Mynd 5 er dæmi um innflutning á mjög flóknum hringrásarformum í DXF sniði með PADS verkfærum 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.

Fyrir nokkrum árum byrjaði 3d virkni að birtast í PCB verkfærum og þörf var á sniði sem gæti flutt 3D gögn milli véla og PCB tækja. Út frá þessu þróaði Mentor Graphics IDF sniðið, sem síðan hefur verið mikið notað til að flytja hringrásarspjald og íhlutaupplýsingar milli PCBS og vélaverkfæra.

Þó að DXF sniðið innihaldi borðstærð og þykkt, þá notar IDF sniðið X og Y stöður íhlutar, hluti bita númer og z-ás hæð íhlutar. 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.

Kerfið þarf að geta stjórnað því sem verður í IDF skránni á svipaðan hátt og DXF færibreytustillingar, eins og sýnt er á mynd 6. Ef sumir íhlutir hafa ekki upplýsingar um hæð getur útflutningur IDF bætt við upplýsingum sem vantar meðan á stofnun stendur.

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

Annar kostur við IDF viðmótið er að hvor aðili getur fært íhlutinn á nýjan stað eða breytt lögun borðsins og síðan búið til aðra IDF skrá. Ókosturinn við þessa nálgun er að þú þarft að flytja inn alla skrána aftur sem tákna breytingar á töflunni og íhlutum, og í sumum tilfellum getur það tekið langan tíma vegna skráarstærðarinnar. 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 og ProSTEP

Til þess að senda þrívíddargögn betur eru hönnuðir að leita að bættri leið, STEP snið varð til. STEP sniðið getur sent hringrásarvíddir og deiliskipulag, en mikilvægara er að íhlutir hafa ekki lengur einfalda lögun með aðeins hæðargildi. STEP íhlutalíkanið er ítarleg og flókin framsetning á íhlutum í þrívíðu formi. Hægt er að flytja bæði hringborð og íhlutaupplýsingar milli PCB og vélarinnar. Hins vegar er enn ekkert fyrirkomulag til að rekja breytingar.

Til að bæta STEP skráaskipti kynntum við ProSTEP sniðið. 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. Þeir geta einnig stungið upp á mismunandi borðstærðum eða íhlutastöðum. Þessi bættu samskipti búa til ECO (Engineering Change Order) milli ECAD og vélrænna teymisins sem aldrei var til áður (mynd 7).

Mynd 7: Leggðu til breytingu, skoðaðu breytinguna á upprunalega tólinu, samþykktu breytinguna eða stingu á öðru.

Í dag styðja flest ECAD og vélræn CAD kerfi notkun ProSTEP sniðsins til að bæta samskipti, spara mikinn tíma og draga úr dýrum villum sem geta stafað af flókinni rafmagnshönnun. Það sem meira er, verkfræðingar geta sparað tíma með því að búa til flókið hringrásarform með viðbótarþvingunum og senda síðan þær upplýsingar rafrænt til að forðast að einhver túlki víddir hringrásarinnar rangt.

Niðurstaða

Ef þú hefur ekki þegar notað eitthvað af þessum DXF, IDF, STEP eða ProSTEP gagnaformi til að skiptast á upplýsingum, ættir þú að athuga notkun þeirra. Íhugaðu að nota þetta edi til að hætta að sóa tíma í að endurskapa flókin borðform.