Тогтмол бус хэлбэртэй ПХБ -ийн загвар зохион бүтээхийг танд заах болно

Бидний бүрэн хүлээж буй зүйл ПХБ-ийн ихэвчлэн цэвэрхэн тэгш өнцөгт хэлбэртэй байдаг. Ихэнх загвар нь үнэхээр тэгш өнцөгт хэлбэртэй байдаг ч ихэнхдээ загвар гаргахад тийм ч амар байдаггүй жигд бус хэлбэртэй хавтанг шаарддаг. This paper introduces how to design PCB with irregular shape.

Өнөөдөр PCBS нь жижиг болж, илүү олон функцуудыг самбар дээр нэмж байгаа бөгөөд энэ нь цагийн хурдыг нэмэгдүүлснээр дизайныг илүү төвөгтэй болгодог. Тиймээс, илүү төвөгтэй хэлбэртэй хэлхээний самбартай хэрхэн харьцах талаар авч үзье.

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

Зураг 1: Нийтлэг PCI хэлхээний хавтангийн гадаад төрх.

Гэсэн хэдий ч хавтангийн хэлбэрийг өндөр хязгаарлалттай нарийн хашлагад дасан зохицох шаардлагатай бол ПХБ -ийн дизайнеруудын хувьд эдгээр хэрэгслүүдийн функцууд нь CAD механик системтэй ижил биш тул хялбар биш юм. Зураг 2-т үзүүлсэн цогц хэлхээний самбар нь үндсэндээ дэлбэрэлтээс хамгаалагдсан орон сууцанд зориулагдсан бөгөөд олон тооны механик хязгаарлалттай байдаг. Trying to reconstruct this information in EDA tools can take a long time and be unproductive. Механик инженер нь ПХБ -ийн дизайнераас шаардагдах орон сууц, хэлхээний самбарын хэлбэр, бэхэлгээний нүхний байршил, өндрийн хязгаарыг аль хэдийн бий болгосон байх.

Зураг 2: Энэ жишээн дээр ПХБ-ийг тусгай механик үзүүлэлтүүдийн дагуу зохион бүтээсэн байх ёстой бөгөөд ингэснээр дэлбэрэлтээс хамгаалагдсан саванд хийж болно.

Хэлхээний самбар дахь радиан ба радиусын улмаас хэлхээний самбар хэлбэр нь нарийн төвөгтэй биш байсан ч сэргээн босголт нь төлөвлөснөөс илүү удаан хугацаа шаардагдах болно (Зураг 3 -т үзүүлсэн шиг).

Зураг 3: Олон радиан ба өөр өөр радиусын муруй зохион бүтээхэд удаан хугацаа шаардагдана.

Эдгээр нь нарийн төвөгтэй хэлхээний хэлбэрийн цөөн хэдэн жишээ юм. 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.

Хэрэв та түрээсийн машинаа буцааж өгвөл гар сканнер ашиглан машины мэдээллийг уншиж, дараа нь оффистой утасгүй холбогдож буй үйлчлэгчийг харж болно. The device is also connected to a thermal printer for instant receipt printing. Бараг бүх эдгээр төхөөрөмжүүд нь хатуу/уян хатан хэлхээний хавтанг ашигладаг (Зураг 4), ердийн ПХБ хавтанг уян хатан хэвлэмэл хэлхээгээр холбож жижиг орон зайд нугалж болно.

Зураг 4: Хатуу/уян хатан хэлхээний самбар нь боломжтой зайг хамгийн их ашиглах боломжийг олгодог.

Тиймээс, “Механик инженерчлэлийн тодорхойлолтыг ПХБ -ийн дизайны хэрэгсэлд хэрхэн импортлох вэ?” Гэсэн асуулт гарч ирнэ. Энэхүү өгөгдлийг механик зураг дээр дахин ашиглах нь хүчин чармайлтын давхардал, хамгийн чухал нь хүний алдааг арилгадаг.

Бид DXF, IDF эсвэл ProSTEP форматыг ашиглан PCB Layout програм руу бүх мэдээллийг импортлох замаар энэ асуудлыг шийдэж чадна. Энэ нь маш их цагийг хэмнэж, хүний алдаа гаргах боломжийг үгүй болгодог. Дараа нь бид эдгээр формат тус бүрийг авч үзэх болно.

Graphics interchange format – DXF

DXF бол механик болон ПХБ -ийн дизайны домэйны хооронд өгөгдөл солилцох хамгийн эртний, хамгийн өргөн хэрэглэгддэг форматуудын нэг юм. AutoCAD үүнийг 1980 -аад оны эхээр боловсруулсан. Энэ форматыг ихэвчлэн хоёр хэмжээст өгөгдөл солилцоход ашигладаг. ПХБ -ийн ихэнх хэрэгсэл үйлдвэрлэгчид энэ форматыг дэмждэг бөгөөд энэ нь өгөгдлийн солилцоог хялбаршуулдаг. DXF -ийн импорт/экспорт нь солилцох явцад ашиглагдах давхаргууд, өөр өөр нэгжүүд, нэгжүүдийг хянах нэмэлт функц шаарддаг. Зураг 5 нь Mentor Graphics -ийн PADS хэрэгслийг ашиглан маш нарийн хэлхээний самбар хэлбэрийг DXF форматаар импортлох жишээ юм.

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

Хэдэн жилийн өмнө ПХБ хэрэгслүүдэд 3d функц гарч эхэлсэн бөгөөд машин болон ПХБ хэрэгслүүдийн хооронд 3D өгөгдлийг дамжуулах формат хэрэгтэй болсон. Үүнээс Mentor Graphics нь IDF форматыг боловсруулсан бөгөөд энэ нь PCBS болон машин хэрэгслийн хооронд хэлхээний самбар болон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн мэдээллийг дамжуулахад өргөн хэрэглэгддэг болсон.

DXF формат нь хавтангийн хэмжээ, зузааныг агуулдаг бол IDF формат нь бүрэлдэхүүн хэсгийн X ба Y байрлал, бүрэлдэхүүн хэсгийн битийн дугаар, бүрэлдэхүүн хэсгийн z тэнхлэгийн өндрийг ашигладаг. 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.

Систем нь IDF файлд юу агуулагдахыг DXF параметрийн тохиргоотой ижил аргаар хянах боломжтой байх ёстой. Хэрэв зарим бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд өндрийн мэдээлэл байхгүй бол IDF экспорт хийх явцад дутуу мэдээллийг нэмж болно.

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

IDF интерфэйсийн өөр нэг давуу тал нь аль ч тал бүрэлдэхүүн хэсгийг шинэ байршилд шилжүүлэх эсвэл самбарын хэлбэрийг өөрчлөх, дараа нь өөр IDF файл үүсгэх боломжтой юм. Энэхүү аргын сул тал нь та самбар болон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн өөрчлөлтийг харуулсан файлыг бүхэлд нь дахин импортлох шаардлагатай бөгөөд зарим тохиолдолд файлын хэмжээнээс шалтгаалан удаан хугацаа шаардагддаг. 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.

Алхам ба ProSTEP

Гурван хэмжээст өгөгдлийг илүү сайн дамжуулахын тулд дизайнерууд STEP форматыг боловсронгуй болгох арга замыг хайж байна. STEP формат нь хэлхээний самбарын хэмжээ, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн байршлыг дамжуулах боломжтой боловч хамгийн чухал нь бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь зөвхөн өндрийн утгатай энгийн хэлбэртэй байхаа больсон. STEP бүрэлдэхүүн хэсгийн загвар нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гурван хэмжээст хэлбэрээр нарийвчлан, нарийн дүрсэлсэн дүрслэл юм. ПХБ ба машин хооронд хэлхээний самбар болон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн мэдээллийг хоёуланг нь дамжуулж болно. Гэсэн хэдий ч өөрчлөлтийг хянах механизм одоог хүртэл байхгүй байна.

STEP файлын солилцоог сайжруулахын тулд бид ProSTEP форматыг нэвтрүүлсэн. 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. Тэд мөн өөр өөр хэмжээтэй самбар эсвэл бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн байршлыг санал болгож болно. Энэхүү сайжруулсан харилцаа холбоо нь ECAD болон урьд өмнө байгаагүй механик багийн хооронд ЭКО (Инженерчлэлийн өөрчлөлтийн захиалга) үүсгэдэг (Зураг 7).

Зураг 7: Өөрчлөлт санал болгох, өөрчлөлтийг анхны хэрэгсэл дээр үзэх, өөрчлөлтийг зөвшөөрөх эсвэл өөр хувилбар санал болгох.

Өнөөдөр ихэнх ECAD болон механик CAD системүүд нь харилцаа холбоог сайжруулахын тулд ProSTEP форматыг ашиглахыг дэмжиж, маш их цагийг хэмнэж, нарийн төвөгтэй цахилгаан механик хийцээс үүдэлтэй үнэтэй алдааг бууруулдаг. Үүнээс гадна инженерүүд нэмэлт хязгаарлалт бүхий нарийн төвөгтэй хэлхээний самбар хэлбэрийг бий болгож, улмаар энэ мэдээллийг цахим хэлбэрээр дамжуулж, хэн нэгэн хэлхээний самбарын хэмжээсийг буруу тайлбарлахгүйн тулд цаг хэмнэх боломжтой юм.

дүгнэлт

Хэрэв та мэдээлэл солилцохын тулд эдгээр DXF, IDF, STEP, ProSTEP форматын аль нэг форматыг ашиглаагүй байгаа бол тэдгээрийн хэрэглээг шалгах хэрэгтэй. Самбарын нарийн төвөгтэй хэлбэрийг бүтээхэд цаг алдахаа болихын тулд энэ эдийг ашиглах талаар бодож үзээрэй.