我们期望一个完整的 PCB 通常是一个整洁的矩形形状。 虽然大多数设计确实是矩形的，但许多设计需要不规则形状的板，这并不总是容易设计。 This paper introduces how to design PCB with irregular shape.

今天，PCBS 变得越来越小，而且越来越多的功能被添加到电路板上，再加上时钟速度的提高，使设计变得更加复杂。 那么，让我们来看看如何处理形状更复杂的电路板。

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

图 1：常见 PCI 电路板外观。

然而，当电路板形状需要适应具有高限制的复杂外壳时，PCB 设计人员并不容易，因为这些工具中的功能与机械 CAD 系统中的功能不同。 图 2 中所示的复杂电路板主要设计用于防爆外壳，并受到许多机械限制。 Trying to reconstruct this information in EDA tools can take a long time and be unproductive. 机械工程师很可能已经创建了 PCB 设计人员所需的外壳、电路板形状、安装孔位置和高度限制。

图 2：在此示例中，PCB 必须根据特定的机械规格进行设计，以便将其放置在防爆容器中。

图 2：在此示例中，PCB 必须根据特定的机械规格进行设计，以便将其放置在防爆容器中。

由于电路板中的弧度和半径，即使电路板形状并不复杂（如图 3 所示），重建时间也可能比预期的要长。

图 3：设计多个弧度和不同半径的曲线可能需要很长时间。

图 3：设计多个弧度和不同半径的曲线可能需要很长时间。

这些只是复杂电路板形状的几个例子。 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.

如果您还车，您可能会看到服务员使用手持扫描仪读取汽车信息，然后与办公室进行无线通信。 The device is also connected to a thermal printer for instant receipt printing. 几乎所有这些设备都使用刚性/柔性电路板（图 4），其中传统的 PCB 板与柔性印刷电路相连，以便它们可以折叠成小空间。

图 4：刚性/柔性电路板可以最大限度地利用可用空间。

图 4：刚性/柔性电路板可以最大限度地利用可用空间。

那么，问题是“如何将定义的机械工程规范导入 PCB 设计工具？” 在机械图纸中重复使用这些数据可以消除重复工作，更重要的是，可以消除人为错误。

我们可以通过使用 DXF、IDF 或 ProSTEP 格式将所有信息导入 PCB Layout 软件来解决这个问题。 这样可以节省大量时间并消除人为错误的可能性。 接下来，我们将看看这些格式中的每一种。

Graphics interchange format – DXF

DXF 是最古老、使用最广泛的格式之一，用于在机械和 PCB 设计领域之间以电子方式交换数据。 AutoCAD 在 1980 年代初期开发了它。 这种格式主要用于二维数据交换。 大多数 PCB 工具供应商都支持这种格式，它确实简化了数据交换。 DXF 导入/导出需要额外的功能来控制将在交换过程中使用的层、不同的实体和单元。 图 5 是使用 Mentor Graphics 的 PADS 工具以 DXF 格式导入非常复杂的电路板形状的示例：

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.

几年前，3d 功能开始出现在 PCB 工具中，并且需要一种可以在机器和 PCB 工具之间传输 3D 数据的格式。 由此，Mentor Graphics 开发了 IDF 格式，此后该格式被广泛用于在 PCBS 和机床之间传输电路板和元件信息。

DXF 格式包含电路板尺寸和厚度，而 IDF 格式使用组件的 X 和 Y 位置、组件位数和组件的 z 轴高度。 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.

系统需要能够以类似于 DXF 参数设置的方式控制 IDF 文件中将包含的内容，如图 6 所示。 如果某些组件没有高度信息，IDF 导出可以在创建过程中添加缺失的信息。

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).

IDF 接口的另一个优点是任何一方都可以将组件移动到新位置或更改电路板形状，然后创建不同的 IDF 文件。 这种方法的缺点是您需要重新导入表示电路板和组件更改的整个文件，并且在某些情况下，由于文件大小的原因，可能需要很长时间。 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 和 ProSTEP

为了更好的传输三维数据，设计者正在寻找一种改进的方式，STEP格式应运而生。 STEP 格式可以传输电路板尺寸和元件布局，但更重要的是，元件不再是只有高度值的简单形状。 STEP 组件模型是以三维形式对组件进行详细而复杂的表示。 电路板和元件信息都可以在 PCB 和机器之间传输。 但是，仍然没有跟踪更改的机制。

为了改进 STEP 文件交换，我们引入了 ProSTEP 格式。 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. 他们还可以建议不同的电路板尺寸或组件位置。 这种改进的沟通在 ECAD 和机械团队之间创建了一个前所未有的 ECO（工程变更单）（图 7）。

图 7：建议更改、查看原始工具上的更改、批准更改或建议不同的更改。

图 7：建议更改、查看原始工具上的更改、批准更改或建议不同的更改。

今天，大多数 ECAD 和机械 CAD 系统都支持使用 ProSTEP 格式来改善沟通，从而节省大量时间并减少复杂机电设计可能导致的代价高昂的错误。 此外，工程师可以通过创建具有附加约束的复杂电路板形状，然后以电子方式传输该信息以避免有人误解电路板的尺寸，从而节省时间。

结论

如果您尚未使用任何这些 DXF、IDF、STEP 或 ProSTEP 数据格式来交换信息，则应检查它们的使用情况。 考虑使用此 edi 来停止浪费时间重新创建复杂的电路板形状。