Kompletní PCB, který si představujeme, je obvykle pravidelný obdélníkový tvar. Ačkoli většina návrhů je skutečně pravoúhlý, mnoho návrhů vyžaduje nepravidelně tvarované desky obvodů a takové tvary nejsou často snadné navrhnout. Tento článek popisuje, jak navrhnout nepravidelné PCB.

V dnešní době se velikost PCB neustále zmenšuje a funkce v desce obvodu se také zvyšují. Ve spojení se zvýšením rychlosti hodin se konstrukce stává stále komplikovanějším. Pojďme se tedy podívat na to, jak se vypořádat s deskami obvodů se složitějšími tvary.

Jak je znázorněno na obrázku 1, jednoduchý tvar desky PCI lze snadno vytvořit ve většině nástrojů rozvržení EDA.

Pokud však je třeba tvar desky obvodu přizpůsobit komplexnímu krytu s omezeními výšky, není to pro návrháře PCB tak snadné, protože funkce v těchto nástrojích nejsou stejné jako u mechanických systémů CAD. Komplexní deska obvodu znázorněná na obrázku 2 se používá hlavně při výbušninách odolných proti výbuchu, a proto podléhá mnoha mechanickým omezením. Přestavba těchto informací v nástroji EDA může trvat dlouho a není efektivní. Protože mechaničtí inženýři pravděpodobně vytvořili kryt, tvar desky obvodu, umístění montážního otvoru a omezení výšky vyžadované návrhářem PCB.

V důsledku oblouku a poloměru v desce obvodu může být doba rekonstrukce delší, než se očekávalo, i když tvar desky obvodu není komplikovaný (jak je znázorněno na obrázku 3).

Toto je jen několik příkladů složitých tvarů desky obvodu. Z dnešních spotřebních elektronických produktů však budete překvapeni, když zjistíte, že mnoho projektů se snaží přidat všechny funkce v malém balíčku a tento balíček není vždy obdélníkový. Nejprve byste měli myslet na chytré telefony a tablety, ale existuje mnoho podobných příkladů.

Pokud vrátíte pronajaté auto, možná budete moci vidět, jak si číšník přečíst informace o autě pomocí kapesního skeneru a poté bezdrátově komunikuje s kanceláří. Zařízení je také připojeno k tepelné tiskárně pro tisk okamžitého přijetí. Ve skutečnosti všechna tato zařízení používají tuhé/flexibilní desky obvodů (obrázek 4), kde tradiční desky obvodu PCB jsou vzájemně propojeny s flexibilními tištěnými obvody, aby mohly být složeny do malého prostoru.

Otázkou pak zní: „Jak importovat definované specifikace strojního inženýrství do nástrojů pro návrh PCB?“ Opětovné použití těchto údajů v mechanických výkresech může eliminovat duplicitu práce, a co je důležitější, eliminovat lidské chyby.

K vyřešení tohoto problému můžeme použít formát DXF, IDF nebo Prostep k importu všech informací do softwaru rozvržení PCB. Pokud tak učiníte, může ušetřit spoustu času a eliminovat možnou lidskou chybu. Dále se o těchto formátech dozvíme jeden po druhém.

DXF je nejstarší a nejrozšířenější formát, který hlavně vyměňuje data mezi mechanickými a designovými doménami elektronicky. AutoCAD jej vyvinul na začátku 80. let. Tento formát se používá hlavně pro dvourozměrnou výměnu dat. Většina dodavatelů nástrojů PCB podporuje tento formát a zjednodušuje výměnu dat. Import/export DXF vyžaduje další funkce pro ovládání vrstev, různých entit a jednotek, které budou použity v procesu výměny. Obrázek 5 je příkladem použití nástroje Mentor Graphics 'Pads k importu velmi složitého tvaru desky obvodu ve formátu DXF:

Před několika lety se v nástrojích PCB začaly objevovat 3D funkce, takže je zapotřebí formát, který může přenášet 3D data mezi stroji a nástroji PCB. Výsledkem je, že Mentor Graphics vyvinula formát IDF, který byl poté široce používán k přenosu informací o obvodech a komponentech mezi PCB a mechanickými nástroji.

Ačkoli formát DXF zahrnuje velikost a tloušťku desky, formát IDF používá polohu X a Y komponenty, číslo komponenty a výšku osy z komponenty. Tento formát výrazně zlepšuje schopnost vizualizovat PCB v trojrozměrném pohledu. Soubor IDF může také obsahovat další informace o omezené oblasti, jako jsou omezení výšky na horním a dolní části desky obvodu.

Systém musí být schopen ovládat obsah obsažený v souboru IDF podobným způsobem jako nastavení parametrů DXF, jak je znázorněno na obrázku 6. Pokud některé komponenty nemají informace o výšce, export IDF může během procesu vytváření přidat chybějící informace.

Další výhodou rozhraní IDF je to, že každá strana může přesunout komponenty do nového umístění nebo změnit tvar desky a poté vytvořit jiný soubor IDF. Nevýhodou této metody je, že celý soubor představující změny desky a komponent je třeba znovu importovat a v některých případech to může trvat dlouho kvůli velikosti souboru. Kromě toho je obtížné určit, jaké změny byly provedeny s novým souborem IDF, zejména na deskách větších obvodů. Uživatelé IDF mohou nakonec vytvořit vlastní skripty pro stanovení těchto změn.

Za účelem lepšího přenosu 3D dat hledají návrháři vylepšenou metodu a vznikl formát kroků. Formát kroku může zprostředkovat velikost desky a rozvržení komponent, ale co je důležitější, komponenta již není jednoduchý tvar pouze s hodnotou výšky. Model krokové komponenty poskytuje podrobné a komplexní reprezentaci komponent v trojrozměrné formě. Informace o desce obvodů i komponenty lze přenášet mezi PCB a strojem. Stále však neexistuje žádný mechanismus pro sledování změn.

Abychom zlepšili výměnu souborů kroků, představili jsme formát Prostep. Tento formát může přesunout stejná data jako IDF a krok a má velká vylepšení-může sledovat změny a může také poskytnout schopnost pracovat v původním systému předmětu a po stanovení základní linie přezkoumat jakékoli změny. Kromě sledování změn mohou PCB a mechaničtí inženýři také schválit všechny nebo jednotlivé změny komponent ve úpravách rozvržení a tvaru desky. Mohou také navrhnout různá velikost desky nebo umístění komponent. Tato vylepšená komunikace zavádí ECO (pořadí změn inženýrství), která nikdy předtím neexistovala mezi ECAD a mechanickou skupinou (obrázek 7).

Většina systémů ECAD a mechanických CAD dnes podporuje použití formátu Prostep ke zlepšení komunikace, čímž ušetří spoustu času a sníží nákladné chyby, které mohou být způsobeny složitými elektromechanickými návrhy. Ještě důležitější je, že inženýři mohou vytvořit složitý tvar desky s obvody s dalšími omezeními a poté tyto informace vysílat elektronicky, aby se zabránilo někomu, kdo nesprávně znovu interpretuje velikost desky, čímž šetří čas.

Pokud jste pro výměnu informací nepoužili tyto formáty dat DXF, IDF, kroků nebo prostep, měli byste zkontrolovat jejich použití. Zvažte použití této elektronické výměny dat k zastavení ztráty času a znovu vytvoří tvary složitých obvodů.