La PCB completa que imaginamos suele tener una forma rectangular regular. Aunque la mayoría de los diseños son rectangulares, muchos diseños requieren placas de circuitos con formas irregulares, y esas formas a menudo no son fáciles de diseñar. Este artículo describe cómo diseñar PCB de forma irregular.

Hoy en día, el tamaño de la PCB se reduce constantemente y las funciones de la placa de circuito también aumentan. 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 placas de circuito con formas más complejas.

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

Sin embargo, cuando es necesario adaptar la forma de la placa de circuito a un gabinete complejo con restricciones de altura, no es tan fácil para los diseñadores de PCB, porque las funciones de estas herramientas no son las mismas que las de los sistemas mecánicos CAD. La compleja placa de circuito que se muestra en la Figura 2 se utiliza principalmente en recintos a prueba de explosiones y, por lo tanto, está sujeta a muchas limitaciones mecánicas. Reconstruir esta información en la herramienta EDA puede llevar mucho tiempo y no es efectivo. Porque es probable que los ingenieros mecánicos hayan creado el gabinete, 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 al radio de la placa de circuito, el tiempo de reconstrucción puede ser mayor de lo esperado incluso si la forma de la placa de circuito no es complicada (como se muestra en la Figura 3).

Estos son sólo algunos ejemplos de formas complejas de placas de circuito. Sin embargo, en los productos electrónicos de consumo actuales, le sorprenderá descubrir que muchos proyectos intentan agregar todas las funciones en un paquete pequeño, y este paquete no siempre es rectangular. Primero deberíamos pensar en los teléfonos inteligentes y las 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 imprimir recibos instantáneamente. De hecho, todos estos dispositivos utilizan placas de circuito rígido/flexible (Figura 4), donde las placas de circuito PCB tradicionales están interconectadas con circuitos impresos flexibles para que puedan plegarse en un espacio pequeño.

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

Podemos utilizar el formato DXF, IDF o ProSTEP para importar toda la información al software PCB Layout para solucionar este problema. Hacerlo puede ahorrar mucho tiempo y eliminar posibles errores humanos. A continuación, aprenderemos sobre estos formatos uno por uno.

DXF es el formato más antiguo y más utilizado, que principalmente intercambia datos entre dominios de diseño mecánico y de PCB de forma electrónica. AutoCAD lo desarrolló a principios de los años 1980. Este formato se utiliza principalmente para el intercambio de datos bidimensionales. La mayoría de los proveedores de herramientas de 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 la maquinaria y las herramientas de PCB. Como resultado, Mentor Graphics desarrolló el formato IDF, que luego se utilizó ampliamente para transferir información de componentes y placas de circuito entre PCB y herramientas mecánicas.

Aunque el formato DXF incluye el tamaño y el grosor de la placa, el formato 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 restricciones de altura en la parte superior e inferior de la placa de circuito.

El sistema debe poder controlar el contenido del 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 IDF puede agregar la información que falta durante la creación. proceso.

Otra ventaja de la interfaz IDF es que cualquiera de las partes puede mover los componentes a una nueva ubicación o cambiar la forma del tablero y luego crear un archivo IDF diferente. La desventaja de este método es que es necesario volver a importar todo el archivo que representa la placa y los cambios de componentes 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 placas de circuitos más grandes. Los usuarios de IDF pueden eventualmente crear scripts personalizados para determinar estos cambios.

Para transmitir mejor los datos 3D, los diseñadores están buscando un método mejorado y surgió el formato STEP. El formato STEP puede transmitir el tamaño de la placa y la disposición del componente, pero lo más importante es que el componente ya no es una forma simple con solo un valor de altura. El modelo de componentes STEP proporciona una representación detallada y compleja de componentes en forma tridimensional. Tanto la información de la placa de circuito como de los componentes se pueden transferir entre la PCB y la maquinaria. Sin embargo, todavía no existe ningún mecanismo para realizar un seguimiento de los cambios.

Para mejorar el intercambio de archivos STEP, introdujimos el formato ProSTEP. Este formato puede mover los mismos datos que IDF y STEP, y tiene grandes mejoras: puede rastrear cambios y también puede brindar la capacidad de trabajar en el sistema original del tema y revisar cualquier cambio después de establecer una línea de base. Además de ver los cambios, los ingenieros mecánicos y de PCB también pueden aprobar todos o los cambios de componentes individuales en el diseño y las modificaciones de la forma de la placa. También pueden sugerir diferentes tamaños de placa o ubicaciones de componentes. Esta comunicación mejorada establece una 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 ECAD y CAD mecánico admiten el uso del formato ProSTEP para mejorar la comunicación, ahorrando así mucho tiempo y reduciendo los costosos errores que pueden causar los 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 reinterprete erróneamente el tamaño de la placa, ahorrando así tiempo.

Si no ha utilizado estos formatos de datos DXF, IDF, STEP o ProSTEP para intercambiar información, debe verificar su uso. Considere la posibilidad de utilizar este intercambio electrónico de datos para dejar de perder el tiempo recreando formas complejas de placas de circuito.