Léiert Iech PCB mat onregelméisseger Form ze designen

Wat mir vun engem komplette erwaarden PCB is usually a neat rectangular shape. Wärend déi meescht Designer wierklech rechteckeg sinn, erfuerdert vill Boards mat onregelméissege Formen, déi net ëmmer einfach ze designen sinn. This paper introduces how to design PCB with irregular shape.

Haut ginn PCBS méi kleng a méi a méi Funktioune ginn op d’Brieder bäigefüügt, déi, gekoppelt mat der Erhéijung vun der Auergeschwindegkeet, Motiver méi komplex maachen. Also loosst eis kucken wéi Dir mat engem Circuit Board mat enger méi komplexer Form handelt.

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

Figur 1: Erscheinung vum gemeinsame PCI Circuit Board.

Wéi och ëmmer, wann Boardforme musse fir komplex Gehäuse mat héijer Aschränkungen ugepasst ginn, ass et net einfach fir PCB Designer well d’Funktiounen an dësen Tools net déiselwecht sinn wéi déi a mechanesche CAD Systemer. De komplexe Circuit Board, deen an der Figur 2 gewise gëtt, ass haaptsächlech fir explosiounsbeständeg Wunneng designt an ass ënnerleien fir vill mechanesch Aschränkungen. Trying to reconstruct this information in EDA tools can take a long time and be unproductive. Et ass méiglecherweis datt de mechanesche Ingenieur scho de Logement, d’Form vum Circuit Board, d’Montage Loch Location, an d’Héichlimiten erstallt huet, erfuerdert vum PCB Designer.

Figur 2: An dësem Beispill muss de PCB no spezifesche mechanesche Spezifikatioune designt ginn sou datt se an explosiounsbeständege Behälter plazéiert ka ginn.

Wéinst Radianer a Radien am Circuit Board kann d’Rekonstruktioun méi laang daueren wéi erwaart, och wann de Circuit Board Form net komplex ass (wéi an der Figur 3).

Figur 3: Designéiere vu multiple Radianer a verschiddene Radiuskurven kann laang daueren.

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.

Wann Dir en Mietauto zréckkommt, kënnt Dir e Begleeder mat engem Handheld Scanner gesinn fir d’Informatioun vum Auto ze liesen an dann drahtlos mam Büro ze kommunizéieren. The device is also connected to a thermal printer for instant receipt printing. Praktesch all dës Apparater benotze steif/flexibel Circuitboards (Figur 4), wou konventionell PCB Boards mat flexiblen gedréckte Circuiten verlinkt sinn, sou datt se a kleng Raum geklappt kënne ginn.

Figur 4: Steif/flexibel Circuit Board erlaabt maximal Notzung vum verfügbaren Raum.

D’Fro ass dann “Wéi importéiert Dir definéiert mechanesch technesch Spezifikatioune an e PCB Design Tool?” Dës Donnéeën a mechanesche Zeechnunge weiderbenotzen eliminéiert Verdueblung vun Ustrengung a, méi wichteg, mënschleche Feeler.

Mir kënnen dëse Problem léisen andeems Dir all Informatioun an d’PCB Layout Software importéiert mat DXF, IDF oder ProSTEP Format. Dëst spuert vill Zäit an eliminéiert d’Méiglechkeet vu mënschleche Feeler. Next, we’ll take a look at each of these formats.

Graphics interchange format – DXF

DXF ass eng vun den eelsten a meescht benotzte Formater fir elektronesch Datenaustausch tëscht mechaneschen an PCB Design Domainen. AutoCAD huet et an de fréien 1980er entwéckelt. Dëse Format gëtt haaptsächlech fir zweedimensional Datenaustausch benotzt. Déi meescht PCB Toolhändler ënnerstëtzen dëst Format, an et vereinfacht d’Datenaustausch. DXF Import/Export erfuerdert zousätzlech Funktionalitéit fir d’Schichten, verschidden Entitéiten an Eenheeten ze kontrolléieren déi am Austauschprozess benotzt ginn. Figur 5 ass e Beispill fir ganz komplex Circuit Board Formen am DXF Format z’importéieren mat Mentor Graphics ‘PADS Tools:

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

E puer Joer huet 3D Funktionalitéit ugefaang a PCB Tools ze erschéngen, an et war e Bedierfnes fir e Format dat 3D Daten tëscht Maschinnen an PCB Tools iwwerdroe konnt. Vun dësem huet Mentor Graphics den IDF Format entwéckelt, dat zënterhier wäit benotzt gouf fir Circuit Board a Komponentinformatioun tëscht PCBS a Maschinn Tools ze transferéieren.

Wärend den DXF Format d’Bordgréisst an d’Dicke enthält, benotzt den IDF Format d’X an Y Positiounen vum Komponent, d’Komponent Bitnummer, an d’Z-Achs Héicht vum Komponent. 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.

De System muss fäeg sinn ze kontrolléieren wat an der IDF Datei enthale gëtt op eng ähnlech Manéier wéi d’DXF Parameter Astellungen, wéi an der Figur 6 gewisen. Wann e puer Komponenten keng Héichtinformatioun hunn, kënnen IDF Exporten fehlend Informatioun bäidroen wärend der Schafung.

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

En anere Virdeel vun der IDF Interface ass datt entweder Partei d’Komponent op eng nei Plaz ka réckelen oder d’Bordform ännere kann, an dann eng aner IDF Datei erstellen. Den Nodeel vun dëser Approche ass datt Dir déi ganz Datei nei importéiere musst, déi Ännerunge vum Board a Komponenten duerstellt, an a ville Fäll kann et laang daueren wéinst der Dateigréisst. 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 a ProSTEP

Fir besser dreidimensional Donnéeën ze vermëttelen, sichen Designer no engem verbesserten Wee, STEP Format ass entstanen. De STEP Format kann Circuit Board Dimensiounen a Komponent Layouten weiderginn, awer méi wichteg, Komponenten hunn net méi eng einfach Form mat nëmmen engem Héichtwäert. STEP Komponentemodell ass eng detailléiert a komplex Duerstellung vu Komponenten an dreidimensionaler Form. Béid Circuit Board a Komponent Informatioun kënne tëscht dem PCB an der Maschinn transferéiert ginn. Wéi och ëmmer gëtt et nach ëmmer kee Mechanismus fir Ännerungen ze verfollegen.

Fir de STEP Dateiaustausch ze verbesseren, hu mir de ProSTEP Format agefouert. 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. Si kënnen och verschidde Boardgréissten oder Komponentplaze proposéieren. Dës verbessert Kommunikatioun erstellt en ECO (Engineering Change Order) tëscht ECAD an dem mechanesche Team dat ni virdru existéiert huet (Figur 7).

Figur 7: Gitt eng Ännerung vir, kuckt d’Ännerung um originalen Tool, approuvéiert d’Ännerung oder proposéiert eng aner.

Haut ënnerstëtzen déi meescht ECAD a mechanesch CAD Systemer d’Benotzung vum ProSTEP Format fir d’Kommunikatioun ze verbesseren, vill Zäit ze spueren an deier Feeler ze reduzéieren déi aus komplexe elektromechaneschen Designen resultéiere kënnen. Wat méi ass, Ingenieuren kënnen Zäit spueren andeems se eng komplex Circuit Board Form mat zousätzlechen Aschränkungen erstellen an dann dës Informatioun elektronesch iwwerdroen fir ze vermeiden datt een d’Dimensioune vum Circuit Board falsch interpretéiert.

Conclusioun komm

Wann Dir nach keng vun dësen DXF, IDF, STEP, oder ProSTEP Datenformater benotzt hutt fir Informatioun auszetauschen, sollt Dir hir Notzung kontrolléieren. Betruecht dës Edi ze benotzen fir ze stoppen Zäit ze verbréngen fir komplex Boardformen nei ze kreéieren.