La PCB completa que imaginamos suele ser una forma rectangular regular. Aunque la mayoría de los diseños son de hecho rectangulares, muchos diseños requieren placas de circuito de forma irregular, y tales formas a menudo no son fáciles de diseñar. Este artículo describe cómo diseñar PCB de forma irregular.

Hoy en día, el tamaño de PCB se está reduciendo constantemente y las funciones en la placa de circuito también están aumentando. Junto con el aumento de la velocidad del reloj, el diseño se vuelve cada vez más complicado. Entonces, echemos un vistazo a cómo lidiar con las placas de circuitos con formas más complejas.

Como se muestra en la Figura 1, una forma simple de placa PCI se puede crear fácilmente en la mayoría de las herramientas de diseño EDA.

Sin embargo, cuando la forma de la placa de circuito debe adaptarse a un recinto complejo con restricciones de altura, no es tan fácil para los diseñadores de PCB, porque las funciones en estas herramientas no son las mismas que las de los sistemas CAD mecánicos. La placa de circuito compleja que se muestra en la Figura 2 se utiliza principalmente en recintos a prueba de explosión y, por lo tanto, sujeto a muchas limitaciones mecánicas. La reconstrucción de esta información en la herramienta EDA puede llevar mucho tiempo y no es efectiva. Porque es probable que los ingenieros mecánicos hayan creado el recinto, la forma de la placa de circuito, la ubicación del orificio de montaje y las restricciones de altura requeridas por el diseñador de PCB.

Debido al arco y el radio en la placa de circuito, el tiempo de reconstrucción puede ser más largo de lo esperado incluso si la forma de la placa de circuito no es complicada (como se muestra en la Figura 3).

Estos son solo algunos ejemplos de formas de placa de circuito complejas. Sin embargo, a partir de los productos electrónicos de consumo de hoy, se sorprenderá al descubrir que muchos proyectos intentan agregar todas las funciones en un paquete pequeño, y este paquete no siempre es rectangular. Primero debe pensar en teléfonos inteligentes y tabletas, pero hay muchos ejemplos similares.

Si devuelve el automóvil alquilado, es posible que pueda ver al camarero leer la información del automóvil con un escáner de mano y luego comunicarse de forma inalámbrica con la oficina. El dispositivo también está conectado a una impresora térmica para la impresión de recibos instantáneos. De hecho, todos estos dispositivos usan tableros de circuitos rígidos/flexibles (Figura 4), donde las placas de circuito PCB tradicionales están interconectadas con circuitos impresos flexibles para que puedan doblarse en un espacio pequeño.

Entonces, la pregunta es "¿Cómo importar las especificaciones de ingeniería mecánica definidas en las herramientas de diseño de PCB?" La reutilización de estos datos en los dibujos mecánicos puede eliminar la duplicación del trabajo y, lo que es más importante, eliminar los errores humanos.

Podemos usar el formato DXF, IDF o PROSTEP para importar toda la información en el software de diseño de PCB para resolver este problema. Hacerlo puede ahorrar mucho tiempo y eliminar el posible error humano. A continuación, aprenderemos sobre estos formatos uno por uno.

DXF es el formato más antiguo y más utilizado, que intercambia principalmente datos entre los dominios de diseño mecánico y PCB electrónicamente. AutoCAD lo desarrolló a principios de la década de 1980. Este formato se utiliza principalmente para el intercambio de datos bidimensional. La mayoría de los proveedores de herramientas PCB admiten este formato, y simplifica el intercambio de datos. La importación/exportación DXF requiere funciones adicionales para controlar las capas, diferentes entidades y unidades que se utilizarán en el proceso de intercambio. La Figura 5 es un ejemplo del uso de la herramienta Pads de Mentor Graphics para importar una forma de placa de circuito muy compleja en formato DXF:

Hace unos años, las funciones 3D comenzaron a aparecer en las herramientas de PCB, por lo que se necesita un formato que pueda transferir datos 3D entre maquinaria y herramientas de PCB. Como resultado, Mentor Graphics desarrolló el formato IDF, que luego se usó ampliamente para transferir la placa de circuito y la información de componentes entre PCB y herramientas mecánicas.

Aunque el formato DXF incluye el tamaño y el grosor de la placa, el formato de IDF utiliza la posición X e Y del componente, el número de componente y la altura del eje Z del componente. Este formato mejora enormemente la capacidad de visualizar la PCB en una vista tridimensional. El archivo IDF también puede incluir otra información sobre el área restringida, como las restricciones de altura en la parte superior e inferior de la placa de circuito.

El sistema debe poder controlar el contenido contenido en el archivo IDF de manera similar a la configuración de parámetros DXF, como se muestra en la Figura 6. Si algunos componentes no tienen información de altura, la exportación de IDF puede agregar la información faltante durante el proceso de creación.

Otra ventaja de la interfaz IDF es que cualquiera de las partes puede mover los componentes a una nueva ubicación o cambiar la forma de la placa, y luego crear un archivo IDF diferente. La desventaja de este método es que todo el archivo que representa la placa y los cambios en el componente deben ser reintentados, y en algunos casos, puede llevar mucho tiempo debido al tamaño del archivo. Además, es difícil determinar qué cambios se han realizado con el nuevo archivo IDF, especialmente en las placas de circuito más grandes. Los usuarios de IDF eventualmente pueden crear scripts personalizados para determinar estos cambios.

Para transmitir mejor los datos 3D, los diseñadores buscan un método mejorado, y el formato de paso surgió. El formato de paso puede transmitir el tamaño de la placa y el diseño del componente, pero lo más importante, el componente ya no es una forma simple con solo un valor de altura. El modelo de componente PASO proporciona una representación detallada y compleja de componentes en forma tridimensional. La información de la placa de circuito y el componente se pueden transferir entre PCB y maquinaria. Sin embargo, todavía no hay mecanismo para rastrear los cambios.

Para mejorar el intercambio de archivos de pasos, introdujimos el formato PROSTEP. Este formato puede mover los mismos datos que IDF y Step, y tiene excelentes mejoras: puede rastrear los cambios, y también puede proporcionar la capacidad de trabajar en el sistema original del sujeto y revisar cualquier cambio después de establecer una línea de base. Además de ver los cambios, los ingenieros de PCB y mecánicos también pueden aprobar todos los cambios de componentes individuales en las modificaciones de diseño y forma de placa. También pueden sugerir diferentes tamaños de placa o ubicaciones de componentes. Esta comunicación mejorada establece un ECO (orden de cambio de ingeniería) que nunca antes había existido entre ECAD y el grupo mecánico (Figura 7).

Hoy en día, la mayoría de los sistemas CAD ECAD y mecánicos respaldan el uso del formato de prósteca para mejorar la comunicación, ahorrando así mucho tiempo y reduciendo los costosos errores que pueden ser causados ​​por diseños electromecánicos complejos. Más importante aún, los ingenieros pueden crear una forma de placa de circuito compleja con restricciones adicionales y luego transmitir esta información electrónicamente para evitar que alguien reinterpreta erróneamente el tamaño de la placa, ahorrando así el tiempo.

Si no ha utilizado estos formatos de datos DXF, IDF, STEP o PROSTEP para intercambiar información, debe verificar su uso. Considere usar este intercambio electrónico de datos para dejar de perder el tiempo para recrear formas complejas de la placa de circuito.