Пълната печатна платка, която си представяме, обикновено е с правилна правоъгълна форма. Въпреки че повечето дизайни наистина са правоъгълни, много дизайни изискват печатни платки с неправилна форма и такива форми често не са лесни за проектиране. Тази статия описва как да проектирате печатни платки с неправилна форма.

В днешно време размерът на печатните платки непрекъснато намалява, а функциите в печатната платка също се увеличават. Съчетано с увеличаването на тактовата честота, дизайнът става все по-сложен. И така, нека да разгледаме как да се справим с платки с по-сложни форми.

Както е показано на фигура 1, проста форма на PCI платка може лесно да бъде създадена в повечето инструменти за оформление на EDA.

Въпреки това, когато формата на печатната платка трябва да бъде адаптирана към сложна кутия с ограничения във височината, това не е толкова лесно за дизайнерите на печатни платки, тъй като функциите в тези инструменти не са същите като тези на механичните CAD системи. Сложната платка, показана на фигура 2, се използва главно във взривозащитени кутии и следователно е обект на много механични ограничения. Възстановяването на тази информация в инструмента EDA може да отнеме много време и не е ефективно. Защото машинните инженери вероятно са създали корпуса, формата на печатната платка, местоположението на монтажния отвор и ограниченията във височината, изисквани от дизайнера на печатни платки.

Поради дъгата и радиуса в платката, времето за реконструкция може да е по-дълго от очакваното, дори ако формата на платката не е сложна (както е показано на фигура 3).

Това са само няколко примера за сложни форми на печатни платки. От днешните потребителски електронни продукти обаче ще се изненадате да откриете, че много проекти се опитват да добавят всички функции в малък пакет и този пакет не винаги е правоъгълен. Първо трябва да помислите за смартфони и таблети, но има много подобни примери.

Ако върнете наетата кола, може да видите как сервитьорът чете информацията за колата с ръчен скенер и след това безжично да комуникира с офиса. Устройството е свързано и с термопринтер за незабавен печат на касови бележки. Всъщност всички тези устройства използват твърди/гъвкави платки (Фигура 4), където традиционните печатни платки са свързани помежду си с гъвкави печатни платки, така че да могат да бъдат сгънати в малко пространство.

След това въпросът е „как да импортирате дефинираните спецификации на машиностроенето в инструменти за проектиране на печатни платки?“ Повторното използване на тези данни в механични чертежи може да елиминира дублирането на работа и, което е по-важно, да елиминира човешки грешки.

Можем да използваме формат DXF, IDF или ProSTEP, за да импортираме цялата информация в софтуера за оформление на печатни платки, за да разрешим този проблем. Това може да спести много време и да елиминира възможна човешка грешка. След това ще научим за тези формати един по един.

DXF е най-старият и най-широко използван формат, който основно обменя данни между механични и печатни платки по електронен път. AutoCAD го разработи в началото на 80-те години. Този формат се използва главно за двуизмерен обмен на данни. Повечето доставчици на инструменти за печатни платки поддържат този формат и той наистина опростява обмена на данни. DXF импортирането/експортирането изисква допълнителни функции за контрол на слоевете, различните обекти и единици, които ще бъдат използвани в процеса на обмен. Фигура 5 е пример за използване на инструмента PADS на Mentor Graphics за импортиране на много сложна форма на платка в DXF формат:

Преди няколко години 3D функциите започнаха да се появяват в PCB инструменти, така че е необходим формат, който може да прехвърля 3D данни между машини и PCB инструменти. В резултат на това Mentor Graphics разработи IDF формат, който след това беше широко използван за прехвърляне на информация за печатни платки и компоненти между печатни платки и механични инструменти.

Въпреки че форматът DXF включва размера и дебелината на платката, форматът IDF използва X и Y позицията на компонента, номера на компонента и височината на Z-ос на компонента. Този формат значително подобрява възможността за визуализиране на печатната платка в триизмерен изглед. IDF файлът може да включва и друга информация за зоната с ограничен достъп, като например ограничения на височината в горната и долната част на печатната платка.

Системата трябва да може да контролира съдържанието, съдържащо се в IDF файла, по начин, подобен на настройката на параметъра DXF, както е показано на Фигура 6. Ако някои компоненти нямат информация за височината, експортирането на IDF може да добави липсващата информация по време на създаването процес.

Друго предимство на IDF интерфейса е, че всяка страна може да премести компонентите на ново място или да промени формата на платката и след това да създаде различен IDF файл. Недостатъкът на този метод е, че целият файл, представляващ промените на платката и компонентите, трябва да се импортира повторно и в някои случаи може да отнеме много време поради размера на файла. Освен това е трудно да се определи какви промени са направени с новия IDF файл, особено на по-големи печатни платки. Потребителите на IDF могат в крайна сметка да създават персонализирани скриптове, за да определят тези промени.

За да предават по-добре 3D данни, дизайнерите търсят подобрен метод и се появява форматът STEP. Форматът STEP може да предаде размера на платката и оформлението на компонента, но по-важното е, че компонентът вече не е проста форма само със стойност на височина. Компонентният модел STEP осигурява подробно и сложно представяне на компонентите в триизмерна форма. Информацията както за печатната платка, така и за компонентите може да се прехвърля между PCB и машини. Все още обаче няма механизъм за проследяване на промените.

За да подобрим обмена на STEP файлове, въведохме ProSTEP формата. Този формат може да премества същите данни като IDF и STEP и има големи подобрения - може да проследява промените и може също така да осигури възможност за работа в оригиналната система на обекта и преглед на всички промени след установяване на базова линия. В допълнение към прегледа на промените, печатните платки и машинните инженери могат също да одобряват всички или отделни компонентни промени в оформлението и модификациите на формата на платката. Те могат също така да предложат различни размери на платката или местоположение на компонентите. Тази подобрена комуникация установява ECO (Поръчка за инженерна промяна), която никога преди не е съществувала между ECAD и механичната група (Фигура 7).

Днес повечето ECAD и механични CAD системи поддържат използването на формата ProSTEP за подобряване на комуникацията, като по този начин спестяват много време и намаляват скъпите грешки, които могат да бъдат причинени от сложни електромеханични конструкции. По-важното е, че инженерите могат да създадат сложна форма на платка с допълнителни ограничения и след това да предадат тази информация по електронен път, за да избегнат погрешно повторно тълкуване на размера на платката, като по този начин спестяват време.

Ако не сте използвали тези формати на данни DXF, IDF, STEP или ProSTEP за обмен на информация, трябва да проверите използването им. Обмислете използването на този електронен обмен на данни, за да спрете да губите време за пресъздаване на сложни форми на печатни платки.