불규칙한 모양의 PCB를 설계하도록 가르칩니다.

우리가 완전한 것에 기대하는 것 PCB is usually a neat rectangular shape. 대부분의 디자인은 실제로 직사각형이지만 많은 디자인에는 불규칙한 모양의 보드가 필요하므로 항상 디자인하기 쉽지는 않습니다. This paper introduces how to design PCB with irregular shape.

오늘날 PCBS는 점점 더 작아지고 더 많은 기능이 보드에 추가되어 클록 속도의 증가와 함께 설계가 더 복잡해집니다. 그럼 좀 더 복잡한 모양의 회로기판을 다루는 방법을 알아보겠습니다.

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

그림 1: 일반적인 PCI 회로 기판의 모양.

그러나 보드 모양을 높은 제한이 있는 복잡한 인클로저에 적용해야 하는 경우 이러한 도구의 기능이 기계 CAD 시스템의 기능과 동일하지 않기 때문에 PCB 설계자에게는 쉽지 않습니다. 그림 2에 표시된 복잡한 회로 기판은 주로 방폭 하우징용으로 설계되었으며 많은 기계적 제한이 있습니다. Trying to reconstruct this information in EDA tools can take a long time and be unproductive. 기계 엔지니어는 PCB 설계자가 요구하는 하우징, 회로 기판 모양, 장착 구멍 위치 및 높이 제한을 이미 생성했을 가능성이 높습니다.

그림 2: 이 예에서 PCB는 방폭 용기에 넣을 수 있도록 특정 기계적 사양에 따라 설계해야 합니다.

회로 기판의 라디안과 반지름 때문에 회로 기판 모양이 복잡하지 않더라도 재구성하는 데 예상보다 시간이 오래 걸릴 수 있습니다(그림 3 참조).

그림 3: 여러 라디안과 다른 반지름 곡선을 설계하는 데 오랜 시간이 걸릴 수 있습니다.

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.

렌트카를 반납하면 직원이 휴대용 스캐너를 사용하여 차량 정보를 읽은 다음 사무실과 무선으로 통신하는 것을 볼 수 있습니다. The device is also connected to a thermal printer for instant receipt printing. 사실상 이러한 모든 장치는 강성/연성 회로 기판을 사용합니다(그림 4). 여기서 기존 PCB 기판은 작은 공간으로 접힐 수 있도록 연성 인쇄 회로와 상호 연결됩니다.

그림 4: 리지드/플렉시블 회로 기판을 사용하면 사용 가능한 공간을 최대한 활용할 수 있습니다.

그렇다면 질문은 “정의된 기계 엔지니어링 사양을 PCB 설계 도구로 어떻게 가져오는가?”입니다. 기계 도면에서 이 데이터를 재사용하면 중복 작업을 제거하고 더 중요한 것은 인적 오류를 제거할 수 있습니다.

DXF, IDF 또는 ProSTEP 형식을 사용하여 모든 정보를 PCB 레이아웃 소프트웨어로 가져와 이 문제를 해결할 수 있습니다. 이것은 많은 시간을 절약하고 인적 오류의 가능성을 제거합니다. Next, we’ll take a look at each of these formats.

Graphics interchange format – DXF

DXF는 기계 및 PCB 설계 영역 간에 전자적으로 데이터를 교환하는 데 가장 오래되고 가장 널리 사용되는 형식 중 하나입니다. AutoCAD는 1980년대 초에 이를 개발했습니다. 이 형식은 주로 XNUMX차원 데이터 교환에 사용됩니다. 대부분의 PCB 도구 공급업체는 이 형식을 지원하며 데이터 교환을 단순화합니다. DXF 가져오기/내보내기에는 교환 프로세스에서 사용될 레이어, 다른 엔티티 및 단위를 제어하기 위한 추가 기능이 필요합니다. 그림 5는 Mentor Graphics의 PADS 도구를 사용하여 DXF 형식으로 매우 복잡한 회로 기판 모양을 가져오는 예입니다.

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

몇 년 전 3D 기능이 PCB 도구에 나타나기 시작했고 기계와 PCB 도구 간에 3D 데이터를 전송할 수 있는 형식이 필요했습니다. 이를 기반으로 Mentor Graphics는 IDF 형식을 개발했으며 이후 PCBS와 공작 기계 간에 회로 기판 및 구성 요소 정보를 전송하는 데 널리 사용되었습니다.

DXF 형식에는 보드 크기와 두께가 포함되지만 IDF 형식은 구성 요소의 X 및 Y 위치, 구성 요소 비트 번호 및 구성 요소의 z축 높이를 사용합니다. 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.

시스템은 그림 6과 같이 DXF 매개변수 설정과 유사한 방식으로 IDF 파일에 포함될 내용을 제어할 수 있어야 합니다. 일부 구성요소에 높이 정보가 없는 경우 IDF 내보내기는 작성 중에 누락된 정보를 추가할 수 있습니다.

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

IDF 인터페이스의 또 다른 장점은 당사자가 구성 요소를 새 위치로 이동하거나 보드 모양을 변경한 다음 다른 IDF 파일을 생성할 수 있다는 것입니다. 이 접근 방식의 단점은 보드 및 구성 요소의 변경 사항을 나타내는 전체 파일을 다시 가져와야 하고 경우에 따라 파일 크기 때문에 시간이 오래 걸릴 수 있다는 것입니다. 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.

스텝과 프로스텝

XNUMX차원 데이터를 더 잘 전송하기 위해 설계자는 개선된 방법을 찾고 있으며 STEP 형식이 등장했습니다. STEP 형식은 회로 기판 치수와 구성 요소 레이아웃을 전송할 수 있지만 더 중요한 것은 구성 요소가 더 이상 높이 값만 있는 단순한 모양이 아니라는 것입니다. STEP 컴포넌트 모델은 XNUMX차원 형태로 컴포넌트를 상세하고 복잡하게 표현한 것입니다. PCB와 기계 간에 회로 기판과 구성 요소 정보를 모두 전송할 수 있습니다. 그러나 변경 사항을 추적하는 메커니즘은 아직 없습니다.

STEP 파일 교환을 개선하기 위해 ProSTEP 형식을 도입했습니다. 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. 또한 다양한 보드 크기 또는 구성 요소 위치를 제안할 수도 있습니다. This improved communication creates an ECO (Engineering Change Order) between ECAD and the mechanical team that never existed before (Figure 7).

그림 7: 변경 제안, 원래 도구에서 변경 보기, 변경 승인 또는 다른 제안 제안.

오늘날 대부분의 ECAD 및 기계 CAD 시스템은 ProSTEP 형식의 사용을 지원하여 커뮤니케이션을 개선함으로써 많은 시간을 절약하고 복잡한 전자 기계 설계로 인해 발생할 수 있는 값비싼 오류를 줄입니다. 또한 엔지니어는 추가 제약 조건이 있는 복잡한 회로 기판 모양을 만든 다음 해당 정보를 전자적으로 전송하여 누군가가 회로 기판의 치수를 잘못 해석하지 않도록 함으로써 시간을 절약할 수 있습니다.

결론

정보를 교환하기 위해 이러한 DXF, IDF, STEP 또는 ProSTEP 데이터 형식을 아직 사용하지 않은 경우 사용을 확인해야 합니다. 복잡한 보드 모양을 다시 만드는 데 시간을 낭비하지 않으려면 이 편집을 사용하는 것이 좋습니다.