გასწავლით არარეგულარული ფორმის PCB დიზაინის შემუშავებას

რასაც ჩვენ ველით სრული PCB is usually a neat rectangular shape. მიუხედავად იმისა, რომ დიზაინის უმეტესობა მართლაც მართკუთხაა, ბევრი მოითხოვს დაფებს არარეგულარული ფორმებით, რომელთა დიზაინი ყოველთვის ადვილი არ არის. This paper introduces how to design PCB with irregular shape.

დღეს, PCBS მცირდება და დაფებს ემატება უფრო და უფრო მეტი ფუნქცია, რაც საათის სიჩქარის მატებასთან ერთად დიზაინს უფრო რთულს ხდის. ასე რომ, მოდით შევხედოთ როგორ გავუმკლავდეთ მიკროსქემის უფრო რთულ ფორმას.

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

სურათი 1: საერთო PCI მიკროსქემის გამოჩენა.

თუმცა, როდესაც დაფის ფორმები უნდა მოერგოს რთულ გარსებს მაღალი შეზღუდვებით, PCB დიზაინერებისთვის ადვილი არ არის, რადგან ამ ინსტრუმენტების ფუნქციები არ არის იგივე მექანიკური CAD სისტემებში. ფიგურა 2-ში ნაჩვენები კომპლექსური მიკროსქემის დაფა განკუთვნილია უპირველეს ყოვლისა აფეთქების საწინააღმდეგო საცხოვრებლისთვის და ექვემდებარება ბევრ მექანიკურ შეზღუდვას. Trying to reconstruct this information in EDA tools can take a long time and be unproductive. სავარაუდოა, რომ მექანიკურმა ინჟინერმა უკვე შექმნა კორპუსი, მიკროსქემის დაფის ფორმა, სამონტაჟო ხვრელის ადგილმდებარეობა და სიმაღლის შეზღუდვები, რომლებიც საჭიროა PCB დიზაინერის მიერ.

სურათი 2: ამ მაგალითში, PCB უნდა იყოს შემუშავებული სპეციფიკური მექანიკური მახასიათებლების შესაბამისად, ისე რომ ის განთავსდეს აფეთქების საწინააღმდეგო კონტეინერებში.

მიკროსქემის რადიანისა და რადიუსების გამო, რეკონსტრუქცია შეიძლება მოსალოდნელზე მეტ ხანს გაგრძელდეს, მაშინაც კი, თუ მიკროსქემის დაფის ფორმა არ არის რთული (როგორც ეს ნაჩვენებია სურათზე 3).

სურათი 3: მრავალჯერადი რადიანისა და რადიუსის განსხვავებული მოსახვევების შემუშავებას შეიძლება დიდი დრო დასჭირდეს.

ეს არის კომპლექსური მიკროსქემის ფორმების მხოლოდ რამდენიმე მაგალითი. 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.

თუ ქირავნ მანქანას დააბრუნებთ, შეიძლება გინახავთ დამსწრე ხელის სკანერის გამოყენებით მანქანის ინფორმაციის წასაკითხად და შემდეგ უსადენოდ დაუკავშირდით ოფისს. The device is also connected to a thermal printer for instant receipt printing. პრაქტიკულად ყველა ეს მოწყობილობა იყენებს მყარ/მოქნილ მიკროსქემის დაფებს (სურათი 4), სადაც ჩვეულებრივი PCB დაფები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული მოქნილი დაბეჭდილი სქემით, რათა მათი დაკეცვა მოხდეს მცირე სივრცეებში.

ფიგურა 4: ხისტი/მოქნილი მიკროსქემის დაფა იძლევა არსებული სივრცის მაქსიმალურ გამოყენებას.

მაშ, კითხვაა: “როგორ შემოაქვთ განსაზღვრული მექანიკური სპეციფიკაციები PCB დიზაინის ინსტრუმენტში?” ამ მონაცემების ხელახლა გამოყენება მექანიკურ ნახატებში გამორიცხავს ძალისხმევის დუბლირებას და, რაც მთავარია, ადამიანურ შეცდომას.

ჩვენ შეგვიძლია მოვაგვაროთ ეს პრობლემა PCB Layout პროგრამულ უზრუნველყოფაში ყველა ინფორმაციის იმპორტირებით DXF, IDF ან ProSTEP ფორმატის გამოყენებით. ეს დაზოგავს უამრავ დროს და გამორიცხავს ადამიანის შეცდომის შესაძლებლობას. Next, we’ll take a look at each of these formats.

Graphics interchange format – DXF

DXF არის ერთ -ერთი უძველესი და ყველაზე ფართოდ გავრცელებული ფორმატი მონაცემების ელექტრონულად გაცვლის მექანიკურ და PCB დიზაინის დომენებს შორის. AutoCAD– მა შექმნა იგი 1980 – იანი წლების დასაწყისში. ეს ფორმატი ძირითადად გამოიყენება მონაცემთა ორგანზომილებიანი გაცვლისთვის. PCB ინსტრუმენტების გამყიდველების უმეტესობა მხარს უჭერს ამ ფორმატს და ეს ამარტივებს მონაცემთა გაცვლას. DXF იმპორტი/ექსპორტი მოითხოვს დამატებით ფუნქციონირებას ფენების, სხვადასხვა ერთეულების და ერთეულების გასაკონტროლებლად, რომლებიც გამოყენებული იქნება გაცვლის პროცესში. სურათი 5 არის ძალიან რთული მიკროსქემის ფორმების იმპორტირების მაგალითი DXF ფორმატში Mentor Graphics– ის PADS ინსტრუმენტების გამოყენებით:

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

რამდენიმე წლის წინ, 3D ფუნქციონირება გამოჩნდა PCB ინსტრუმენტებში და საჭირო იყო ფორმატი, რომელსაც შეეძლო 3D მონაცემების გადაცემა მანქანებსა და PCB ინსტრუმენტებს შორის. აქედან Mentor Graphics– მა შეიმუშავა IDF ფორმატი, რომელიც მას შემდეგ ფართოდ გამოიყენებოდა მიკროსქემის დაფისა და კომპონენტის ინფორმაციის PCBS და ჩარხებს შორის გადასატანად.

მიუხედავად იმისა, რომ DXF ფორმატი შეიცავს დაფის ზომას და სისქეს, IDF ფორმატში გამოიყენება კომპონენტის X და Y პოზიციები, კომპონენტის ბიტის ნომერი და კომპონენტის z ღერძის სიმაღლე. 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.

სისტემას უნდა შეეძლოს გააკონტროლოს რა იქნება IDF ფაილში DXF პარამეტრის პარამეტრების ანალოგიურად, როგორც ეს ნაჩვენებია ფიგურა 6 -ში. თუ ზოგიერთ კომპონენტს არ აქვს ინფორმაცია სიმაღლის შესახებ, IDF ექსპორტს შეუძლია დაამატოს დაკარგული ინფორმაცია შექმნის დროს.

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

IDF ინტერფეისის კიდევ ერთი უპირატესობა ის არის, რომ ნებისმიერ მხარეს შეუძლია კომპონენტის გადატანა ახალ ადგილას ან შეცვალოს დაფის ფორმა, შემდეგ კი შექმნას განსხვავებული IDF ფაილი. ამ მიდგომის მინუსი ის არის, რომ თქვენ გჭირდებათ ხელახლა იმპორტი მთელი ფაილი, რომელიც წარმოადგენს ცვლილებებს დაფაზე და კომპონენტებში და ზოგიერთ შემთხვევაში ამას შეიძლება დიდი დრო დასჭირდეს ფაილის ზომის გამო. 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 და ProSTEP

სამგანზომილებიანი მონაცემების უკეთ გადაცემის მიზნით, დიზაინერები ეძებენ გაუმჯობესებულ გზას, შეიქმნა STEP ფორმატი. STEP ფორმატს შეუძლია გადასცეს მიკროსქემის დაფის ზომები და კომპონენტების განლაგება, მაგრამ რაც მთავარია, კომპონენტებს აღარ აქვთ მარტივი ფორმა მხოლოდ სიმაღლის მნიშვნელობით. STEP კომპონენტის მოდელი არის კომპონენტების დეტალური და რთული წარმოდგენა სამგანზომილებიანი სახით. როგორც მიკროსქემის, ასევე კომპონენტის შესახებ ინფორმაციის გადაცემა შესაძლებელია PCB- სა და აპარატს შორის. თუმცა, ჯერ კიდევ არ არსებობს ცვლილებების თვალყურის დევნის მექანიზმი.

STEP ფაილის გაცვლის გასაუმჯობესებლად, ჩვენ შემოვიღეთ ProSTEP ფორმატი. 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. მათ ასევე შეუძლიათ შესთავაზონ დაფის სხვადასხვა ზომა ან კომპონენტის ადგილმდებარეობა. ეს გაუმჯობესებული კომუნიკაცია ქმნის ECO- ს (საინჟინრო ცვლილების ორდერი) ECAD- სა და მექანიკურ გუნდს შორის, რომელიც აქამდე არ არსებობდა (სურათი 7).

სურათი 7: შესთავაზეთ ცვლილება, დაათვალიერეთ ცვლილება თავდაპირველ ინსტრუმენტზე, დაამტკიცეთ ცვლილება ან შესთავაზეთ სხვა.

დღესდღეობით, ECAD და მექანიკური CAD სისტემები მხარს უჭერს ProSTEP ფორმატის გამოყენებას კომუნიკაციის გასაუმჯობესებლად, დაზოგავს უამრავ დროს და ამცირებს ძვირადღირებულ შეცდომებს, რაც შეიძლება მოხდეს რთული ელექტრომექანიკური დიზაინის შედეგად. უფრო მეტიც, ინჟინრებს შეუძლიათ დაზოგონ დრო, შექმნან კომპლექსური მიკროსქემის ფორმის დამატებითი შეზღუდვები და შემდეგ გადასცენ ეს ინფორმაცია ელექტრონულად, რათა თავიდან აიცილონ ვინმეს მიკროსქემის დაფის ზომები.

დასკვნა

თუ თქვენ ჯერ არ გამოგიყენებიათ DXF, IDF, STEP ან ProSTEP მონაცემთა ფორმატი ინფორმაციის გაცვლისთვის, უნდა შეამოწმოთ მათი გამოყენება. განიხილეთ ეს ედი, რომ არ დაკარგოთ დრო დაფის რთული ფორმების ხელახლა შექმნაზე.