El PCB complet que ens imaginem sol ser una forma rectangular regular. Tot i que la majoria dels dissenys són de fet rectangulars, molts dissenys requereixen plaques de circuit de forma irregular, i aquestes formes sovint no són fàcils de dissenyar. Aquest article descriu com dissenyar PCB de forma irregular.

Avui en dia, la mida de la PCB es redueix constantment i les funcions de la placa de circuit també augmenten. Juntament amb l'augment de la velocitat del rellotge, el disseny es fa cada cop més complicat. Per tant, fem una ullada a com tractar les plaques de circuit amb formes més complexes.

Com es mostra a la figura 1, es pot crear fàcilment una forma de placa PCI senzilla a la majoria de les eines de disseny EDA.

Tanmateix, quan la forma de la placa de circuit s'ha d'adaptar a un recinte complex amb restriccions d'alçada, no és tan fàcil per als dissenyadors de PCB, perquè les funcions d'aquestes eines no són les mateixes que les dels sistemes CAD mecànics. La placa de circuit complexa que es mostra a la figura 2 s'utilitza principalment en tancaments a prova d'explosió i, per tant, està subjecta a moltes limitacions mecàniques. La reconstrucció d'aquesta informació a l'eina EDA pot trigar molt de temps i no és eficaç. Perquè, és probable que els enginyers mecànics hagin creat el recinte, la forma de la placa de circuits, la ubicació del forat de muntatge i les restriccions d'alçada requerides pel dissenyador de PCB.

A causa de l'arc i el radi de la placa de circuit, el temps de reconstrucció pot ser més llarg del que s'esperava, fins i tot si la forma de la placa de circuit no és complicada (com es mostra a la figura 3).

Aquests són només alguns exemples de formes complexes de plaques de circuit. Tanmateix, a partir dels productes electrònics de consum actuals, us sorprendrà trobar que molts projectes intenten afegir totes les funcions en un paquet petit, i aquest paquet no sempre és rectangular. Primer hauríeu de pensar en els telèfons intel·ligents i les tauletes, però hi ha molts exemples semblants.

Si torneu el cotxe llogat, és possible que pugueu veure com el cambrer llegeix la informació del cotxe amb un escàner de mà i, a continuació, es comunica sense fil amb l'oficina. El dispositiu també està connectat a una impressora tèrmica per a la impressió instantània de rebuts. De fet, tots aquests dispositius utilitzen plaques de circuit rígides/flexibles (Figura 4), on les plaques de circuits PCB tradicionals estan interconnectades amb circuits impresos flexibles perquè es puguin plegar en un espai reduït.

Aleshores, la pregunta és "com importar les especificacions d'enginyeria mecànica definides a les eines de disseny de PCB?" La reutilització d'aquestes dades en dibuixos mecànics pot eliminar la duplicació de treballs i, el que és més important, eliminar els errors humans.

Podem utilitzar el format DXF, IDF o ProSTEP per importar tota la informació al programari PCB Layout per resoldre aquest problema. Fer-ho pot estalviar molt de temps i eliminar possibles errors humans. A continuació, coneixerem aquests formats un per un.

DXF és el format més antic i utilitzat, que intercanvia principalment dades electrònicament entre dominis mecànics i de disseny de PCB. AutoCAD el va desenvolupar a principis dels anys vuitanta. Aquest format s'utilitza principalment per a l'intercanvi de dades bidimensionals. La majoria dels venedors d'eines de PCB admeten aquest format i simplifica l'intercanvi de dades. La importació/exportació DXF requereix funcions addicionals per controlar les capes, diferents entitats i unitats que s'utilitzaran en el procés d'intercanvi. La figura 5 és un exemple d'ús de l'eina PADS de Mentor Graphics per importar una forma de placa de circuit molt complexa en format DXF:

Fa uns anys, les funcions 3D van començar a aparèixer a les eines de PCB, per la qual cosa es necessita un format que pugui transferir dades 3D entre la maquinària i les eines de PCB. Com a resultat, Mentor Graphics va desenvolupar el format IDF, que després es va utilitzar àmpliament per transferir informació sobre plaques de circuit i components entre PCB i eines mecàniques.

Tot i que el format DXF inclou la mida i el gruix del tauler, el format IDF utilitza la posició X i Y del component, el número de component i l'alçada de l'eix Z del component. Aquest format millora molt la capacitat de visualitzar el PCB en una vista tridimensional. El fitxer IDF també pot incloure altra informació sobre l'àrea restringida, com ara restriccions d'alçada a la part superior i inferior de la placa de circuit.

El sistema ha de ser capaç de controlar el contingut del fitxer IDF d'una manera similar a la configuració del paràmetre DXF, tal com es mostra a la figura 6. Si alguns components no tenen informació d'alçada, l'exportació IDF pot afegir la informació que falta durant la creació. procés.

Un altre avantatge de la interfície IDF és que qualsevol de les parts pot moure els components a una nova ubicació o canviar la forma del tauler i, a continuació, crear un fitxer IDF diferent. L'inconvenient d'aquest mètode és que s'ha de tornar a importar tot el fitxer que representa el tauler i els canvis de components i, en alguns casos, pot trigar molt de temps a causa de la mida del fitxer. A més, és difícil determinar quins canvis s'han fet amb el nou fitxer IDF, especialment en plaques de circuit més grans. Els usuaris de l'IDF poden eventualment crear scripts personalitzats per determinar aquests canvis.

Per transmetre millor les dades en 3D, els dissenyadors busquen un mètode millorat i va néixer el format STEP. El format STEP pot transmetre la mida del tauler i la disposició del component, però el que és més important, el component ja no és una forma simple amb només un valor d'alçada. El model de components STEP proporciona una representació detallada i complexa dels components en forma tridimensional. Tant la informació de la placa de circuit com dels components es poden transferir entre la PCB i la maquinària. Tanmateix, encara no hi ha cap mecanisme per fer un seguiment dels canvis.

Per tal de millorar l'intercanvi de fitxers STEP, hem introduït el format ProSTEP. Aquest format pot moure les mateixes dades que IDF i STEP, i té grans millores: pot fer un seguiment dels canvis, i també pot proporcionar la capacitat de treballar en el sistema original de l'assignatura i revisar qualsevol canvi després d'establir una línia de base. A més de veure els canvis, els enginyers de PCB i mecànics també poden aprovar els canvis de components individuals o de tots els components en la disposició i les modificacions de la forma del tauler. També poden suggerir diferents mides de tauler o ubicacions de components. Aquesta comunicació millorada estableix un ECO (Engineering Change Order) que mai abans havia existit entre l'ECAD i el grup mecànic (Figura 7).

Avui en dia, la majoria dels sistemes ECAD i CAD mecànics admeten l'ús del format ProSTEP per millorar la comunicació, estalviant així molt de temps i reduint els costosos errors que poden provocar dissenys electromecànics complexos. Més important encara, els enginyers poden crear una forma de placa de circuit complexa amb restriccions addicionals i, a continuació, transmetre aquesta informació electrònicament per evitar que algú reinterpreti incorrectament la mida de la placa, estalviant així temps.

Si no heu utilitzat aquests formats de dades DXF, IDF, STEP o ProSTEP per intercanviar informació, hauríeu de comprovar-ne l'ús. Penseu en utilitzar aquest intercanvi electrònic de dades per deixar de perdre el temps per recrear formes complexes de plaques de circuit.