Išmokykite suprojektuoti netaisyklingos formos PCB

Ko tikimės iš visiško PCB paprastai yra tvarkinga stačiakampio formos. Nors dauguma dizainų iš tiesų yra stačiakampiai, daugeliui reikalingos netaisyklingos formos lentos, kurias ne visada lengva suprojektuoti. Šiame straipsnyje pristatoma, kaip sukurti netaisyklingos formos PCB.

Šiandien PCBS vis mažėja, o prie plokščių pridedama vis daugiau funkcijų, kurios kartu su padidėjusiu laikrodžio greičiu daro dizainą sudėtingesnį. Taigi, pažvelkime, kaip elgtis su sudėtingesnės formos plokštėmis.

Kaip parodyta 1 paveiksle, paprastos PCI plokštės formos gali būti lengvai sukurtos daugelyje EDA išdėstymo įrankių.

1 pav. Bendros PCI plokštės išvaizda.

Tačiau, kai plokščių formas reikia pritaikyti sudėtingiems korpusams su dideliais apribojimais, PCB dizaineriams nėra lengva, nes šių įrankių funkcijos nėra tokios pačios kaip mechaninių CAD sistemų. 2 paveiksle pavaizduota sudėtinga plokštė pirmiausia skirta sprogimui atspariam korpusui ir jai taikomi daug mechaninių apribojimų. Bandymas atkurti šią informaciją naudojant EDA įrankius gali užtrukti ilgai ir būti neproduktyvus. Tikėtina, kad mechanikas inžinierius jau sukūrė korpusą, plokštės formą, montavimo angos vietą ir aukščio ribas, kurių reikalauja PCB dizaineris.

2 paveikslas. Šiame pavyzdyje PCB turi būti suprojektuotas pagal konkrečias mechanines specifikacijas, kad jį būtų galima sudėti į sprogimui atsparius konteinerius.

Dėl radianų ir spindulių plokštėje rekonstrukcija gali užtrukti ilgiau, nei tikėtasi, net jei plokštės forma nėra sudėtinga (kaip parodyta 3 paveiksle).

3 pav. Kelių radianų ir skirtingų spindulių kreivių projektavimas gali užtrukti ilgai.

Tai tik keletas sudėtingų plokštės formų pavyzdžių. Tačiau iš šiandieninės buitinės elektronikos nustebtumėte, kiek projektų bandoma sutelkti visas funkcijas į mažą paketą, kuris ne visada yra stačiakampis. Išmanieji telefonai ir planšetiniai kompiuteriai yra pirmieji, kurie ateina į galvą, tačiau yra daug pavyzdžių.

Jei grąžinsite išsinuomotą automobilį, galbūt galėsite pamatyti palydovą, naudodamiesi rankiniu skaitytuvu, skaityti automobilio informaciją ir tada belaidžiu ryšiu susisiekti su biuru. Prietaisas taip pat prijungtas prie terminio spausdintuvo, kad būtų galima nedelsiant spausdinti kvitus. Praktiškai visuose šiuose įrenginiuose naudojamos standžios/lanksčios plokštės (4 pav.), Kur įprastos PCB plokštės yra sujungtos su lanksčiomis spausdintinėmis plokštėmis, kad jas būtų galima sulankstyti į mažas erdves.

4 paveikslas: standi/lanksti plokštė leidžia maksimaliai išnaudoti turimą erdvę.

Tada kyla klausimas: „Kaip į PCB projektavimo įrankį importuoti apibrėžtas mechaninės inžinerijos specifikacijas? Pakartotinis šių duomenų panaudojimas mechaniniuose brėžiniuose pašalina pastangų dubliavimą ir, dar svarbiau, žmogaus klaidas.

Šią problemą galime išspręsti importuodami visą informaciją į PCB Layout programinę įrangą, naudodami DXF, IDF arba ProSTEP formatą. Tai sutaupo daug laiko ir pašalina žmogiškųjų klaidų galimybę. Toliau apžvelgsime kiekvieną iš šių formatų.

Grafikos mainų formatas – DXF

DXF yra vienas seniausių ir plačiausiai naudojamų formatų elektroniniam keitimuisi duomenimis tarp mechaninio ir PCB dizaino sričių. „AutoCAD“ jį sukūrė devintojo dešimtmečio pradžioje. Šis formatas daugiausia naudojamas keistis dviem matmenimis. Dauguma PCB įrankių pardavėjų palaiko šį formatą, ir tai supaprastina keitimąsi duomenimis. DXF importui/eksportui reikia papildomų funkcijų, skirtų valdyti sluoksnius, skirtingus subjektus ir vienetus, kurie bus naudojami mainų procese. 5 paveiksle pateiktas labai sudėtingų plokštės formų importavimo DXF formatu pavyzdys naudojant „Mentor Graphics“ PADS įrankius:

5 paveikslas. PCB projektavimo įrankiai (pvz., Čia aprašyti PADS) turi turėti galimybę valdyti įvairius parametrus, reikalingus naudojant DXF formatą.

Prieš kelerius metus 3D funkcionalumas pradėjo atsirasti PCB įrankiuose, ir reikėjo formato, kuris galėtų perduoti 3D duomenis tarp mašinų ir PCB įrankių. Iš to „Mentor Graphics“ sukūrė IDF formatą, kuris nuo to laiko buvo plačiai naudojamas perduoti plokštės ir komponentų informaciją tarp PCBS ir staklių.

Nors DXF formatas apima plokštės dydį ir storį, IDF formatas naudoja komponento X ir Y pozicijas, komponento bitų skaičių ir komponento z ašies aukštį. Šis formatas labai pagerina galimybę vizualizuoti PCB 3D vaizde. Į IDF rinkmeną taip pat gali būti įtraukta papildoma informacija apie draudžiamas zonas, pvz., Aukščio apribojimai lentos viršuje ir apačioje.

Sistema turi sugebėti valdyti tai, kas bus IDF faile, panašiai kaip DXF parametras Nustatymai, kaip parodyta 6 paveiksle. Jei kai kurie komponentai neturi aukščio informacijos, IDF eksportas gali pridėti trūkstamos informacijos kuriant.

6 pav. Parametrus galima nustatyti naudojant PCB projektavimo įrankį (šiame pavyzdyje – PADS).

Kitas IDF sąsajos pranašumas yra tas, kad bet kuri šalis gali perkelti komponentą į naują vietą arba pakeisti plokštės formą ir tada sukurti kitą IDF failą. Šio metodo trūkumas yra tas, kad jums reikia iš naujo importuoti visą failą, nurodantį plokštės ir komponentų pakeitimus, o kai kuriais atvejais dėl failo dydžio tai gali užtrukti. Be to, iš naujo IDF failo gali būti sunku nustatyti, kokie pakeitimai buvo atlikti, ypač didesnėse lentose. IDF vartotojai galiausiai gali sukurti pasirinktinius scenarijus, kad nustatytų šiuos pakeitimus.

STEP ir ProSTEP

Siekdami geriau perduoti trimatius duomenis, dizaineriai ieško patobulinto būdo-atsirado STEP formatas. STEP formatas gali perduoti plokštės matmenis ir komponentų išdėstymą, tačiau dar svarbiau, kad komponentai nebeturi paprastos formos ir turi tik aukščio vertę. STEP komponentų modelis yra išsamus ir sudėtingas komponentų vaizdas trimatėje formoje. Tiek plokštės, tiek komponentų informacija gali būti perduodama tarp PCB ir mašinos. Tačiau vis dar nėra pokyčių stebėjimo mechanizmo.

Norėdami pagerinti STEP failų mainus, pristatėme ProSTEP formatą. Šis formatas perkelia tuos pačius duomenis, kaip ir IDF ir STEP, ir yra labai patobulintas – jis gali stebėti pokyčius, taip pat suteikia galimybę dirbti pagal pradines disciplinos sistemas ir peržiūrėti bet kokius pakeitimus, kai tik nustatoma bazinė linija. PCB ir mechanikos inžinieriai gali ne tik peržiūrėti pakeitimus, bet ir patvirtinti visus ar atskirus komponentų išdėstymo, plokštės formos pakeitimus. Jie taip pat gali pasiūlyti skirtingo dydžio plokštes ar komponentų vietas. Šis patobulintas ryšys sukuria ECO (Engineering Change Order) tarp ECAD ir mechaninės komandos, kurios niekada nebuvo (7 pav.).

7 pav. Siūlykite pakeitimą, peržiūrėkite pakeitimą pradiniame įrankyje, patvirtinkite pakeitimą arba pasiūlykite kitą.

Šiandien dauguma ECAD ir mechaninių CAD sistemų palaiko „ProSTEP“ formato naudojimą, kad pagerėtų ryšys, sutaupoma daug laiko ir sumažinamos brangios klaidos, kurios gali atsirasti dėl sudėtingų elektromechaninių konstrukcijų. Be to, inžinieriai gali sutaupyti laiko, sukurdami sudėtingą plokštės formą su papildomais apribojimais ir tada perduodami šią informaciją elektroniniu būdu, kad kas nors neteisingai interpretuotų plokštės matmenis.

išvada

Jei dar nenaudojote nė vieno iš šių DXF, IDF, STEP ar ProSTEP duomenų formatų keistis informacija, turėtumėte patikrinti jų naudojimą. Apsvarstykite galimybę naudoti šį edi, kad nustotumėte gaišti laiką sudėtingoms plokštės formoms atkurti.