Le PCB complet que nous envisageons a généralement une forme rectangulaire régulière. Bien que la plupart des conceptions soient effectivement rectangulaires, de nombreuses conceptions nécessitent des circuits imprimés de forme irrégulière, et de telles formes ne sont souvent pas faciles à concevoir. Cet article décrit comment concevoir des PCB de forme irrégulière.

De nos jours, la taille des PCB diminue constamment et les fonctions du circuit imprimé augmentent également. Couplée à l’augmentation de la vitesse d’horloge, la conception devient de plus en plus compliquée. Voyons donc comment gérer les circuits imprimés aux formes plus complexes.

Comme le montre la figure 1, une forme simple de carte PCI peut être facilement créée dans la plupart des outils de mise en page EDA.

Cependant, lorsque la forme du circuit imprimé doit être adaptée à un boîtier complexe avec des restrictions de hauteur, cela n'est pas si facile pour les concepteurs de circuits imprimés, car les fonctions de ces outils ne sont pas les mêmes que celles des systèmes de CAO mécaniques. Le circuit imprimé complexe illustré à la figure 2 est principalement utilisé dans des boîtiers antidéflagrants et est donc soumis à de nombreuses limitations mécaniques. La reconstruction de ces informations dans l'outil EDA peut prendre beaucoup de temps et n'est pas efficace. Parce que les ingénieurs en mécanique ont probablement créé le boîtier, la forme du circuit imprimé, l'emplacement des trous de montage et les restrictions de hauteur requis par le concepteur du circuit imprimé.

En raison de l'arc et du rayon du circuit imprimé, le temps de reconstruction peut être plus long que prévu même si la forme du circuit imprimé n'est pas compliquée (comme le montre la figure 3).

Ce ne sont là que quelques exemples de formes complexes de circuits imprimés. Cependant, parmi les produits électroniques grand public d'aujourd'hui, vous serez surpris de constater que de nombreux projets tentent d'ajouter toutes les fonctions dans un petit boîtier, et ce boîtier n'est pas toujours rectangulaire. Il faut d’abord penser aux smartphones et aux tablettes, mais il existe de nombreux exemples similaires.

Si vous restituez la voiture louée, vous pourrez peut-être voir le serveur lire les informations sur la voiture avec un scanner portable, puis communiquer sans fil avec le bureau. L'appareil est également connecté à une imprimante thermique pour une impression instantanée des reçus. En fait, tous ces dispositifs utilisent des circuits imprimés rigides/flexibles (Figure 4), où les circuits imprimés traditionnels sont interconnectés avec des circuits imprimés flexibles afin qu'ils puissent être pliés dans un petit espace.

La question est alors « comment importer les spécifications d’ingénierie mécanique définies dans les outils de conception de PCB ? » La réutilisation de ces données dans les dessins mécaniques peut éliminer la duplication du travail et, plus important encore, éliminer les erreurs humaines.

Nous pouvons utiliser le format DXF, IDF ou ProSTEP pour importer toutes les informations dans le logiciel PCB Layout afin de résoudre ce problème. Cela peut permettre de gagner beaucoup de temps et d’éliminer d’éventuelles erreurs humaines. Ensuite, nous découvrirons ces formats un par un.

DXF est le format le plus ancien et le plus largement utilisé, qui échange principalement électroniquement des données entre les domaines de la mécanique et de la conception de PCB. AutoCAD l'a développé au début des années 1980. Ce format est principalement utilisé pour l'échange de données bidimensionnelles. La plupart des fournisseurs d'outils PCB prennent en charge ce format, ce qui simplifie l'échange de données. L'import/export DXF nécessite des fonctions supplémentaires pour contrôler les couches, les différentes entités et unités qui seront utilisées dans le processus d'échange. La figure 5 est un exemple d'utilisation de l'outil PADS de Mentor Graphics pour importer une forme de circuit imprimé très complexe au format DXF :

Il y a quelques années, les fonctions 3D ont commencé à apparaître dans les outils PCB, il fallait donc un format capable de transférer des données 3D entre les machines et les outils PCB. En conséquence, Mentor Graphics a développé le format IDF, qui a ensuite été largement utilisé pour transférer des informations sur les circuits imprimés et les composants entre les PCB et les outils mécaniques.

Bien que le format DXF inclut la taille et l'épaisseur de la carte, le format IDF utilise la position X et Y du composant, le numéro du composant et la hauteur de l'axe Z du composant. Ce format améliore considérablement la capacité de visualiser le PCB dans une vue tridimensionnelle. Le fichier IDF peut également inclure d'autres informations sur la zone restreinte, telles que les restrictions de hauteur en haut et en bas du circuit imprimé.

Le système doit être capable de contrôler le contenu contenu dans le fichier IDF de la même manière que le réglage des paramètres DXF, comme le montre la figure 6. Si certains composants n'ont pas d'informations de hauteur, l'exportation IDF peut ajouter les informations manquantes lors de la création. processus.

Un autre avantage de l'interface IDF est que chaque partie peut déplacer les composants vers un nouvel emplacement ou modifier la forme de la carte, puis créer un fichier IDF différent. L'inconvénient de cette méthode est que l'intégralité du fichier représentant les modifications de la carte et des composants doit être réimportée et, dans certains cas, cela peut prendre beaucoup de temps en raison de la taille du fichier. De plus, il est difficile de déterminer quelles modifications ont été apportées avec le nouveau fichier IDF, notamment sur les circuits imprimés plus grands. Les utilisateurs d'IDF peuvent éventuellement créer des scripts personnalisés pour déterminer ces modifications.

Afin de mieux transmettre les données 3D, les concepteurs recherchent une méthode améliorée et le format STEP a vu le jour. Le format STEP peut transmettre la taille de la carte et la disposition des composants, mais plus important encore, le composant n'est plus une forme simple avec seulement une valeur de hauteur. Le modèle de composants STEP fournit une représentation détaillée et complexe des composants sous forme tridimensionnelle. Les informations sur les circuits imprimés et les composants peuvent être transférées entre le PCB et les machines. Cependant, il n’existe toujours aucun mécanisme permettant de suivre les changements.

Afin d'améliorer l'échange de fichiers STEP, nous avons introduit le format ProSTEP. Ce format peut déplacer les mêmes données que IDF et STEP et présente de grandes améliorations : il peut suivre les modifications et il peut également offrir la possibilité de travailler dans le système d'origine du sujet et de réviser toutes les modifications après avoir établi une ligne de base. En plus de visualiser les modifications, les ingénieurs PCB et mécaniques peuvent également approuver l'ensemble des modifications de composants ou des composants individuels dans les modifications de disposition et de forme de carte. Ils peuvent également suggérer différentes tailles de cartes ou emplacements de composants. Cette communication améliorée établit un ECO (Engineering Change Order) qui n'a jamais existé auparavant entre l'ECAD et le groupe mécanique (Figure 7).

Aujourd'hui, la plupart des systèmes ECAD et CAO mécanique prennent en charge l'utilisation du format ProSTEP pour améliorer la communication, permettant ainsi de gagner beaucoup de temps et de réduire les erreurs coûteuses pouvant être provoquées par des conceptions électromécaniques complexes. Plus important encore, les ingénieurs peuvent créer une forme de circuit imprimé complexe avec des restrictions supplémentaires, puis transmettre ces informations par voie électronique pour éviter que quelqu'un ne réinterprète à tort la taille de la carte, économisant ainsi du temps.

Si vous n'avez pas utilisé ces formats de données DXF, IDF, STEP ou ProSTEP pour échanger des informations, vous devez vérifier leur utilisation. Pensez à utiliser cet échange de données électroniques pour ne plus perdre de temps à recréer des formes complexes de circuits imprimés.