O que esperamos de um completo PCB is usually a neat rectangular shape. Embora a maioria dos projetos sejam retangulares, muitos exigem placas com formatos irregulares, que nem sempre são fáceis de projetar. This paper introduces how to design PCB with irregular shape.

Hoje, os PCBS estão ficando menores e cada vez mais funções são adicionadas às placas, o que, juntamente com o aumento da velocidade do clock, tornam os projetos mais complexos. Então, vamos ver como lidar com uma placa de circuito com uma forma mais complexa.

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

Figura 1: Aparência da placa de circuito PCI comum.

No entanto, quando os formatos da placa precisam ser adaptados a gabinetes complexos com grandes limitações, não é fácil para os projetistas de PCB porque as funções nessas ferramentas não são as mesmas dos sistemas CAD mecânicos. A complexa placa de circuito mostrada na Figura 2 foi projetada principalmente para invólucros à prova de explosão e está sujeita a muitas limitações mecânicas. Trying to reconstruct this information in EDA tools can take a long time and be unproductive. É provável que o engenheiro mecânico já tenha criado o invólucro, o formato da placa de circuito, a localização do orifício de montagem e os limites de altura exigidos pelo projetista do PCB.

Figura 2: Neste exemplo, o PCB deve ser projetado de acordo com especificações mecânicas específicas para que possa ser colocado em recipientes à prova de explosão.

Figura 2: Neste exemplo, o PCB deve ser projetado de acordo com especificações mecânicas específicas para que possa ser colocado em recipientes à prova de explosão.

Por causa dos radianos e raios na placa de circuito, a reconstrução pode demorar mais do que o esperado, mesmo se a forma da placa de circuito não for complexa (como mostrado na Figura 3).

Figura 3: Projetar vários radianos e curvas de raio diferentes pode levar muito tempo.

Figura 3: Projetar vários radianos e curvas de raio diferentes pode levar muito tempo.

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.

Se você devolver um carro alugado, poderá ver um atendente usando um scanner portátil para ler as informações do carro e, em seguida, comunicar-se sem fio com o escritório. The device is also connected to a thermal printer for instant receipt printing. Praticamente todos esses dispositivos usam placas de circuito rígido / flexível (Figura 4), onde placas PCB convencionais são interligadas com circuitos impressos flexíveis para que possam ser dobrados em pequenos espaços.

Figura 4: A placa de circuito rígido / flexível permite o uso máximo do espaço disponível.

Figura 4: A placa de circuito rígido / flexível permite o uso máximo do espaço disponível.

A questão, então, é “Como você importa especificações definidas de engenharia mecânica para uma ferramenta de projeto de PCB?” Reutilizar esses dados em desenhos mecânicos elimina a duplicação de esforços e, mais importante, o erro humano.

Podemos resolver esse problema importando todas as informações para o software PCB Layout usando o formato DXF, IDF ou ProSTEP. Isso economiza muito tempo e elimina a possibilidade de erro humano. Next, we’ll take a look at each of these formats.

Graphics interchange format – DXF

DXF é um dos formatos mais antigos e mais amplamente usados ​​para a troca eletrônica de dados entre os domínios de projeto mecânico e PCB. O AutoCAD o desenvolveu no início dos anos 1980. Este formato é usado principalmente para troca de dados bidimensionais. A maioria dos fornecedores de ferramentas de PCB oferece suporte a esse formato e isso simplifica o intercâmbio de dados. As importações / exportações DXF requerem funcionalidade adicional para controlar as camadas, diferentes entidades e unidades que serão usadas no processo de troca. Figure 5 is an example of importing very complex circuit board shapes in DXF format using 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.

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

Há alguns anos, a funcionalidade 3d começou a aparecer nas ferramentas de PCB e havia a necessidade de um formato que pudesse transferir dados 3D entre máquinas e ferramentas de PCB. A partir disso, a Mentor Graphics desenvolveu o formato IDF, que desde então tem sido amplamente usado para transferir placas de circuito e informações de componentes entre PCBS e máquinas-ferramenta.

Enquanto o formato DXF contém o tamanho e a espessura da placa, o formato IDF usa as posições X e Y do componente, o número de bits do componente e a altura do eixo z do componente. 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.

O sistema precisa ser capaz de controlar o que estará contido no arquivo IDF de forma semelhante às configurações do parâmetro DXF, conforme mostrado na Figura 6. Se alguns componentes não tiverem informações de altura, as exportações de IDF podem adicionar informações ausentes durante a criação.

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

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

Outra vantagem da interface IDF é que qualquer uma das partes pode mover o componente para um novo local ou alterar o formato da placa e, em seguida, criar um arquivo IDF diferente. A desvantagem dessa abordagem é que você precisa reimportar todo o arquivo que representa as alterações na placa e nos componentes e, em alguns casos, pode levar muito tempo devido ao tamanho do arquivo. 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 e ProSTEP

A fim de transmitir melhor os dados tridimensionais, os designers estão procurando uma maneira melhorada de criar o formato STEP. O formato STEP pode transmitir dimensões da placa de circuito e layouts de componentes, mas, mais importante, os componentes não têm mais uma forma simples com apenas um valor de altura. O modelo de componente STEP é uma representação detalhada e complexa de componentes em forma tridimensional. Both circuit board and component information can be transferred between the PCB and the machine. No entanto, ainda não há mecanismo para rastrear alterações.

Para melhorar a troca de arquivos STEP, introduzimos o formato ProSTEP. 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. They can also suggest different board sizes or component locations. This improved communication creates an ECO (Engineering Change Order) between ECAD and the mechanical team that never existed before (Figure 7).

Figura 7: sugira uma mudança, veja a mudança na ferramenta original, aprove a mudança ou sugira uma diferente.

Figura 7: sugira uma mudança, veja a mudança na ferramenta original, aprove a mudança ou sugira uma diferente.

Hoje, a maioria dos sistemas CAD mecânico e ECAD suportam o uso do formato ProSTEP para melhorar a comunicação, economizando muito tempo e reduzindo erros dispendiosos que podem resultar de projetos eletromecânicos complexos. Além do mais, os engenheiros podem economizar tempo criando um formato complexo de placa de circuito com restrições adicionais e transmitindo essas informações eletronicamente para evitar que alguém interprete mal as dimensões da placa de circuito.

conclusão

Se você ainda não usou nenhum desses formatos de dados DXF, IDF, STEP ou ProSTEP para trocar informações, você deve verificar seu uso. Considere usar este edi para não perder tempo com a recriação de formas complexas de tabuleiro.