Ce ne așteptăm de la un complet PCB is usually a neat rectangular shape. În timp ce majoritatea desenelor sunt într-adevăr dreptunghiulare, multe necesită plăci cu forme neregulate, care nu sunt întotdeauna ușor de proiectat. This paper introduces how to design PCB with irregular shape.

Astăzi, PCBS-urile sunt din ce în ce mai mici și din ce în ce mai multe funcții sunt adăugate plăcilor, care, combinate cu creșterea vitezei de ceas, fac designurile mai complexe. Deci, să ne uităm la modul de a face față unei plăci de circuite cu o formă mai complexă.

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

Figura 1: Aspectul plăcii de circuite PCI comune.

Cu toate acestea, atunci când formele plăcilor trebuie adaptate la carcase complexe cu limitări ridicate, nu este ușor pentru proiectanții PCB, deoarece funcțiile acestor instrumente nu sunt aceleași cu cele din sistemele CAD mecanice. Placa de circuit complexă prezentată în Figura 2 este proiectată în primul rând pentru carcasă rezistentă la explozii și este supusă multor limitări mecanice. Trying to reconstruct this information in EDA tools can take a long time and be unproductive. Este probabil ca inginerul mecanic să fi creat deja carcasa, forma plăcii de circuit, locația orificiului de montare și limitele de înălțime cerute de proiectantul PCB.

Figura 2: În acest exemplu, PCB-ul trebuie proiectat în conformitate cu specificațiile mecanice specifice, astfel încât să poată fi plasat în containere antideflagrante.

Figura 2: În acest exemplu, PCB-ul trebuie proiectat în conformitate cu specificațiile mecanice specifice, astfel încât să poată fi plasat în containere antideflagrante.

Datorită radianților și razelor de pe placa de circuit, reconstrucția poate dura mai mult decât se aștepta, chiar dacă forma plăcii de circuite nu este complexă (așa cum se arată în Figura 3).

Figura 3: Proiectarea mai multor radiani și curbe de rază diferite pot dura mult timp.

Figura 3: Proiectarea mai multor radiani și curbe de rază diferite pot dura mult timp.

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.

Dacă returnați o mașină de închiriat, este posibil să puteți vedea un însoțitor folosind un scaner portabil pentru a citi informațiile despre mașină și apoi să comunicați fără fir cu biroul. The device is also connected to a thermal printer for instant receipt printing. Practic, toate aceste dispozitive utilizează plăci de circuite rigide / flexibile (Figura 4), unde plăcile PCB convenționale sunt interconectate cu circuite imprimate flexibile, astfel încât să poată fi pliate în spații mici.

Figura 4: Circuitul rigid / flexibil permite utilizarea maximă a spațiului disponibil.

Figura 4: Circuitul rigid / flexibil permite utilizarea maximă a spațiului disponibil.

Întrebarea, deci, este „Cum importați specificațiile de inginerie mecanică definite într-un instrument de proiectare PCB?” Reutilizarea acestor date în desenele mecanice elimină duplicarea efortului și, mai important, eroarea umană.

Putem rezolva această problemă importând toate informațiile în software-ul PCB Layout utilizând formatul DXF, IDF sau ProSTEP. Acest lucru economisește mult timp și elimină posibilitatea unei erori umane. Next, we’ll take a look at each of these formats.

Graphics interchange format – DXF

DXF este unul dintre cele mai vechi și mai utilizate formate pentru schimbul electronic de date între domeniile de proiectare mecanică și PCB. AutoCAD a dezvoltat-o ​​la începutul anilor 1980. Acest format este utilizat în principal pentru schimbul de date bidimensional. Majoritatea furnizorilor de instrumente PCB acceptă acest format și simplifică schimbul de date. Importurile / exporturile DXF necesită funcționalități suplimentare pentru a controla straturile, diferitele entități și unități care vor fi utilizate în procesul de schimb. 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.

În urmă cu câțiva ani, funcționalitatea 3D a început să apară în instrumentele PCB și a fost nevoie de un format care să transfere date 3D între mașini și instrumente PCB. Din aceasta, Mentor Graphics a dezvoltat formatul IDF, care de atunci a fost utilizat pe scară largă pentru a transfera informații despre circuite și componente între PCBS și mașini-unelte.

În timp ce formatul DXF conține dimensiunea și grosimea plăcii, formatul IDF utilizează pozițiile X și Y ale componentei, numărul de bit al componentei și înălțimea axei z a componentei. 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.

Sistemul trebuie să poată controla ceea ce va fi conținut în fișierul IDF într-un mod similar cu setările parametrului DXF, așa cum se arată în Figura 6. Dacă unele componente nu au informații despre înălțime, exporturile IDF pot adăuga informații lipsă în timpul creării.

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).

Un alt avantaj al interfeței IDF este că oricare dintre părți poate muta componenta într-o locație nouă sau poate schimba forma plăcii și apoi poate crea un fișier IDF diferit. Dezavantajul acestei abordări este că trebuie să reimportați întregul fișier reprezentând modificări la bord și componente și, în unele cazuri, poate dura mult timp din cauza dimensiunii fișierului. 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 și ProSTEP

Pentru a transmite mai bine date tridimensionale, proiectanții caută o modalitate îmbunătățită, formatul STEP a apărut. Formatul STEP poate transmite dimensiunile plăcii de circuit și aspectele componentelor, dar, mai important, componentele nu mai au o formă simplă cu doar o valoare a înălțimii. Modelul de componente STEP este o reprezentare detaliată și complexă a componentelor în formă tridimensională. Both circuit board and component information can be transferred between the PCB and the machine. Cu toate acestea, nu există încă niciun mecanism pentru urmărirea modificărilor.

Pentru a îmbunătăți schimbul de fișiere STEP, am introdus formatul 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: Sugerați o modificare, vizualizați modificarea pe instrumentul original, aprobați modificarea sau sugerați o altă modificare.

Figura 7: Sugerați o modificare, vizualizați modificarea pe instrumentul original, aprobați modificarea sau sugerați o altă modificare.

Astăzi, majoritatea sistemelor ECAD și CAD mecanice acceptă utilizarea formatului ProSTEP pentru a îmbunătăți comunicarea, economisind mult timp și reducând erorile costisitoare care pot rezulta din proiectări electromecanice complexe. Mai mult, inginerii pot economisi timp creând o formă complexă a plăcii de circuite cu constrângeri suplimentare și apoi transmitând aceste informații pe cale electronică pentru a evita ca cineva să interpreteze greșit dimensiunile plăcii de circuite.

concluzie

Dacă nu ați utilizat deja niciunul dintre aceste formate de date DXF, IDF, STEP sau ProSTEP pentru a face schimb de informații, ar trebui să verificați utilizarea acestora. Luați în considerare utilizarea acestui edi pentru a nu mai pierde timpul recreând forme complexe de tablă.