PCB کامل که تصور می کنیم معمولاً یک شکل مستطیل شکل معمولی است. اگرچه بیشتر طرح ها در واقع مستطیل شکل هستند ، اما بسیاری از طرح ها به تخته های مدار به شکل نامنظم نیاز دارند ، و چنین شکل هایی اغلب طراحی آن آسان نیست. در این مقاله نحوه طراحی PCB های شکل نامنظم توضیح داده شده است.

امروزه اندازه PCB به طور مداوم در حال کاهش است و عملکردهای موجود در برد مدار نیز در حال افزایش است. همراه با افزایش سرعت ساعت ، طراحی پیچیده تر می شود. بنابراین ، بیایید نگاهی به نحوه برخورد با تابلوهای مدار با اشکال پیچیده تر بیندازیم.

همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است ، یک شکل ساده صفحه PCI را می توان به راحتی در اکثر ابزارهای چیدمان EDA ایجاد کرد.

با این حال ، هنگامی که شکل صفحه مدار باید با محدودیت های ارتفاع با یک محفظه پیچیده سازگار شود ، برای طراحان PCB چندان آسان نیست ، زیرا توابع موجود در این ابزارها با سیستم های CAD مکانیکی یکسان نیستند. برد مدار پیچیده نشان داده شده در شکل 2 عمدتاً در محفظه های ضد انفجار استفاده می شود و بنابراین در معرض محدودیت های مکانیکی بسیاری قرار می گیرد. بازسازی این اطلاعات در ابزار EDA ممکن است مدت زیادی طول بکشد و مؤثر نیست. از آنجا که ، مهندسان مکانیک احتمالاً محوطه ، شکل صفحه مدار ، محل سوراخ نصب و محدودیت های ارتفاع مورد نیاز طراح PCB را ایجاد کرده اند.

با توجه به قوس و شعاع موجود در صفحه مدار ، ممکن است زمان بازسازی طولانی تر از حد انتظار باشد حتی اگر شکل صفحه مدار پیچیده نباشد (همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است).

اینها فقط چند نمونه از شکل های پیچیده صفحه مدار است. با این حال ، از محصولات الکترونیکی مصرفی امروز ، تعجب خواهید کرد که بسیاری از پروژه ها سعی می کنند تمام توابع را در یک بسته کوچک اضافه کنند ، و این بسته همیشه مستطیل نیست. ابتدا باید به تلفن های هوشمند و تبلت ها فکر کنید ، اما نمونه های مشابه بسیاری وجود دارد.

اگر ماشین اجاره ای را برگردانید ، ممکن است بتوانید پیشخدمت اطلاعات خودرو را با یک اسکنر دستی بخوانید و سپس به صورت بی سیم با دفتر ارتباط برقرار کنید. این دستگاه همچنین برای چاپ فوری به یک چاپگر حرارتی وصل شده است. در حقیقت ، تمام این دستگاه ها از تابلوهای مدار سفت و انعطاف پذیر استفاده می کنند (شکل 4) ، جایی که تابلوهای مدار سنتی PCB با مدارهای چاپی انعطاف پذیر به هم پیوسته اند تا بتوانند در یک فضای کوچک قرار بگیرند.

سپس ، سؤال این است که "چگونه می توان مشخصات مهندسی مکانیک تعریف شده را به ابزارهای طراحی PCB وارد کرد؟" استفاده مجدد از این داده ها در نقشه های مکانیکی می تواند تکثیر کار را از بین ببرد و از همه مهمتر ، خطاهای انسانی را از بین ببرد.

ما می توانیم از فرمت DXF ، IDF یا PROSTEP استفاده کنیم تا تمام اطلاعات را به نرم افزار PCB چیدمان وارد کنیم تا این مشکل را حل کنیم. انجام این کار می تواند زمان زیادی را صرفه جویی کند و خطای احتمالی انسانی را از بین ببرد. در مرحله بعد ، ما در مورد این قالب ها یک به یک اطلاعات خواهیم داشت.

DXF قدیمی ترین و پرکاربردترین قالب است که عمدتاً داده ها را بین دامنه های طراحی مکانیکی و PCB به صورت الکترونیکی مبادله می کند. اتوکد آن را در اوایل دهه 1980 توسعه داد. این فرمت عمدتاً برای تبادل داده دو بعدی استفاده می شود. بیشتر فروشندگان ابزار PCB از این قالب پشتیبانی می کنند و تبادل داده را ساده می کند. واردات/صادرات DXF برای کنترل لایه ها ، اشخاص و واحدهای مختلف که در فرآیند مبادله مورد استفاده قرار می گیرند ، به توابع اضافی نیاز دارد. شکل 5 نمونه ای از استفاده از ابزار PADS Mentor Graphics برای وارد کردن شکل صفحه مدار بسیار پیچیده با فرمت DXF است:

چند سال پیش ، توابع سه بعدی در ابزارهای PCB ظاهر شد ، بنابراین فرمی که می تواند داده های سه بعدی بین ماشین آلات و ابزارهای PCB را منتقل کند ، مورد نیاز است. در نتیجه ، گرافیک های مربی قالب IDF را توسعه دادند ، که در آن زمان برای انتقال برد مدار و اطلاعات مؤلفه بین PCB و ابزارهای مکانیکی مورد استفاده قرار گرفت.

اگرچه فرمت DXF شامل اندازه و ضخامت تخته است ، فرمت IDF از موقعیت x و y مؤلفه ، شماره مؤلفه و ارتفاع محور z از مؤلفه استفاده می کند. این فرمت توانایی تجسم PCB را در یک نمای سه بعدی تا حد زیادی بهبود می بخشد. پرونده IDF همچنین ممکن است شامل اطلاعات دیگری در مورد منطقه محدود مانند محدودیت های ارتفاع در بالا و پایین برد مدار باشد.

این سیستم باید بتواند محتوای موجود در پرونده IDF را به روشی مشابه تنظیم پارامتر DXF کنترل کند ، همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است. اگر برخی از مؤلفه ها اطلاعات ارتفاع ندارند ، صادرات IDF می تواند اطلاعات گمشده را در طی فرآیند ایجاد اضافه کند.

یکی دیگر از مزایای رابط IDF این است که هر یک از طرفین می توانند اجزای را به یک مکان جدید منتقل کنند یا شکل صفحه را تغییر دهند و سپس یک فایل IDF متفاوت ایجاد کنند. ضرر این روش این است که کل پرونده که نشان دهنده تغییرات صفحه و مؤلفه است باید دوباره وارد شود و در برخی موارد ممکن است به دلیل اندازه پرونده ، مدت زمان طولانی طول بکشد. علاوه بر این ، تعیین اینکه چه تغییراتی در پرونده جدید IDF ایجاد شده است ، به خصوص در تابلوهای مدار بزرگتر دشوار است. کاربران IDF در نهایت می توانند اسکریپت های سفارشی را برای تعیین این تغییرات ایجاد کنند.

به منظور انتقال بهتر داده های سه بعدی ، طراحان به دنبال یک روش بهبود یافته هستند و فرمت مرحله به وجود آمد. قالب مرحله می تواند اندازه تخته و طرح مؤلفه را منتقل کند ، اما مهمتر از همه ، این مؤلفه دیگر یک شکل ساده و تنها با یک مقدار ارتفاع نیست. مدل مؤلفه Step بازنمایی دقیق و پیچیده ای از قطعات را به شکل سه بعدی ارائه می دهد. هر دو صفحه مدار و اطلاعات مؤلفه را می توان بین PCB و ماشین آلات منتقل کرد. با این حال ، هنوز هیچ مکانیسمی برای ردیابی تغییرات وجود ندارد.

به منظور بهبود تبادل فایلهای مرحله ، قالب PROSTEP را معرفی کردیم. این قالب می تواند همان داده های IDF و Step را جابجا کند و پیشرفت های خوبی دارد-می تواند تغییرات را ردیابی کند ، و همچنین می تواند امکان کار در سیستم اصلی موضوع را فراهم کند و هرگونه تغییر را پس از ایجاد پایه بررسی کند. علاوه بر مشاهده تغییرات ، PCB و مهندسان مکانیک همچنین می توانند کلیه یا مؤلفه های فردی را در طرح بندی و اصلاحات شکل صفحه تأیید کنند. آنها همچنین می توانند اندازه های مختلف صفحه یا مکان های مؤلفه را پیشنهاد کنند. این ارتباط بهبود یافته یک محیط زیست (ترتیب تغییر مهندسی) را ایجاد می کند که قبلاً بین ECAD و گروه مکانیکی وجود نداشته است (شکل 7).

امروزه ، اکثر سیستم های CAD ECAD و مکانیکی از استفاده از فرمت PROSTEP برای بهبود ارتباطات پشتیبانی می کنند ، در نتیجه صرفه جویی در وقت زیادی و کاهش خطاهای گران قیمت که می تواند در اثر طرح های پیچیده الکترومکانیکی ایجاد شود. مهمتر از همه ، مهندسان می توانند با محدودیت های اضافی یک شکل صفحه مدار پیچیده ایجاد کنند و سپس این اطلاعات را بصورت الکترونیکی منتقل کنند تا از کسی که به اشتباه در اندازه تخته تفسیر می کند ، جلوگیری کند ، در نتیجه صرفه جویی در وقت.

اگر برای تبادل اطلاعات از این قالب های DXF ، IDF ، STEP یا PROSTEP استفاده نکرده اید ، باید استفاده از آنها را بررسی کنید. استفاده از این تبادل داده الکترونیکی را در نظر بگیرید تا زمان هدر رفتن را برای بازآفرینی شکل های صفحه مدار پیچیده متوقف کنید.