O PCB completo que pensamos é normalmente unha forma rectangular regular. Aínda que a maioría dos deseños son realmente rectangulares, moitos debuxos requiren placas de circuíto de forma irregular, e tales formas moitas veces non son fáciles de deseñar. Este artigo describe como deseñar PCB de forma irregular.

Hoxe en día, o tamaño da PCB está a diminuír constantemente e as funcións na placa de circuíto tamén están aumentando. Xunto co aumento da velocidade do reloxo, o deseño faise cada vez máis complicado. Entón, vexamos como tratar con placas de circuíto con formas máis complexas.

Como se mostra na Figura 1, unha forma sinxela de placa PCI pódese crear facilmente na maioría das ferramentas de deseño EDA.

Non obstante, cando a forma da placa de circuíto debe adaptarse a un recinto complexo con restricións de altura, non é tan fácil para os deseñadores de PCB, porque as funcións destas ferramentas non son as mesmas que as dos sistemas CAD mecánicos. A placa de circuíto complexa que se mostra na Figura 2 úsase principalmente en recintos a proba de explosión e, polo tanto, está suxeita a moitas limitacións mecánicas. A reconstrución desta información na ferramenta EDA pode levar moito tempo e non é eficaz. Porque, é probable que os enxeñeiros mecánicos crearan o recinto, a forma da placa de circuíto, a localización do orificio de montaxe e as restricións de altura requiridas polo deseñador de PCB.

Debido ao arco e ao raio da placa de circuíto, o tempo de reconstrución pode ser máis longo do esperado aínda que a forma da placa de circuíto non sexa complicada (como se mostra na Figura 3).

Estes son só algúns exemplos de formas complexas de placas de circuíto. Non obstante, a partir dos produtos electrónicos de consumo actuais, sorprenderase ao descubrir que moitos proxectos tentan engadir todas as funcións nun pequeno paquete, e este paquete non sempre é rectangular. Deberías pensar primeiro en teléfonos intelixentes e tabletas, pero hai moitos exemplos similares.

Se devolves o coche alugado, podes ver ao camareiro ler a información do coche cun escáner de man e comunicarse sen fíos coa oficina. O dispositivo tamén está conectado a unha impresora térmica para imprimir recibos instantáneamente. De feito, todos estes dispositivos usan placas de circuíto ríxidas/flexibles (Figura 4), onde as placas de circuíto PCB tradicionais están interconectadas con circuítos impresos flexibles para que se poidan dobrar nun espazo reducido.

Entón, a pregunta é "como importar as especificacións de enxeñería mecánica definidas nas ferramentas de deseño de PCB?" A reutilización destes datos en debuxos mecánicos pode eliminar a duplicación de traballos e, o que é máis importante, eliminar os erros humanos.

Podemos usar o formato DXF, IDF ou ProSTEP para importar toda a información ao software PCB Layout para resolver este problema. Facelo pode aforrar moito tempo e eliminar posibles erros humanos. A continuación, coñeceremos estes formatos un por un.

DXF é o formato máis antigo e máis utilizado, que intercambia principalmente datos electrónicamente entre dominios de deseño mecánico e PCB. AutoCAD desenvolveuno a principios dos anos 80. Este formato úsase principalmente para o intercambio de datos bidimensionais. A maioría dos provedores de ferramentas PCB admiten este formato e simplifica o intercambio de datos. A importación/exportación DXF require funcións adicionais para controlar as capas, diferentes entidades e unidades que se utilizarán no proceso de intercambio. A Figura 5 é un exemplo de uso da ferramenta PADS de Mentor Graphics para importar unha forma de placa de circuíto moi complexa en formato DXF:

Hai uns anos, as funcións 3D comezaron a aparecer nas ferramentas de PCB, polo que é necesario un formato que poida transferir datos 3D entre a maquinaria e as ferramentas de PCB. Como resultado, Mentor Graphics desenvolveu o formato IDF, que entón foi amplamente utilizado para transferir información sobre placas de circuítos e compoñentes entre PCB e ferramentas mecánicas.

Aínda que o formato DXF inclúe o tamaño e grosor da placa, o formato IDF usa a posición X e Y do compoñente, o número de compoñente e a altura do eixe Z do compoñente. Este formato mellora moito a capacidade de visualizar o PCB nunha vista tridimensional. O ficheiro IDF tamén pode incluír outra información sobre a área restrinxida, como restricións de altura na parte superior e inferior da placa de circuíto.

O sistema debe ser capaz de controlar o contido do ficheiro IDF dun xeito similar á configuración do parámetro DXF, como se mostra na Figura 6. Se algúns compoñentes non teñen información de altura, a exportación IDF pode engadir a información que falta durante a creación. proceso.

Outra vantaxe da interface IDF é que calquera das partes pode mover os compoñentes a unha nova localización ou cambiar a forma do taboleiro e, a continuación, crear un ficheiro IDF diferente. A desvantaxe deste método é que todo o ficheiro que representa os cambios do taboleiro e dos compoñentes debe ser reimportado e, nalgúns casos, pode levar moito tempo debido ao tamaño do ficheiro. Ademais, é difícil determinar que cambios se fixeron co novo ficheiro IDF, especialmente en placas de circuíto máis grandes. Os usuarios de IDF poden eventualmente crear scripts personalizados para determinar estes cambios.

Para transmitir mellor os datos en 3D, os deseñadores buscan un método mellorado e xurdiu o formato STEP. O formato STEP pode transmitir o tamaño do taboleiro e a disposición do compoñente, pero o máis importante é que o compoñente xa non é unha forma simple con só un valor de altura. O modelo de compoñentes STEP proporciona unha representación detallada e complexa de compoñentes en forma tridimensional. Tanto a información da placa de circuíto como dos compoñentes pódense transferir entre a PCB e a maquinaria. Non obstante, aínda non hai ningún mecanismo para rastrexar os cambios.

Para mellorar o intercambio de ficheiros STEP, introducimos o formato ProSTEP. Este formato pode mover os mesmos datos que IDF e STEP, e ten grandes melloras: pode rastrexar os cambios e tamén pode proporcionar a capacidade de traballar no sistema orixinal da materia e revisar calquera cambio despois de establecer unha liña de base. Ademais de ver os cambios, os enxeñeiros mecánicos e de PCB tamén poden aprobar todos os cambios de compoñentes ou individuais no deseño e as modificacións da forma da placa. Tamén poden suxerir diferentes tamaños de placas ou localizacións de compoñentes. Esta comunicación mellorada establece unha ECO (Engineering Change Order) que nunca antes existiu entre ECAD e o grupo mecánico (Figura 7).

Hoxe, a maioría dos sistemas ECAD e CAD mecánicos admiten o uso do formato ProSTEP para mellorar a comunicación, aforrando así moito tempo e reducindo os custosos erros que poden causar deseños electromecánicos complexos. Máis importante aínda, os enxeñeiros poden crear unha forma complexa de placa de circuíto con restricións adicionais e, a continuación, transmitir esta información electrónicamente para evitar que alguén reinterprete incorrectamente o tamaño da placa, aforrando así tempo.

Se non utilizou estes formatos de datos DXF, IDF, STEP ou ProSTEP para intercambiar información, debería comprobar o seu uso. Considere usar este intercambio electrónico de datos para deixar de perder tempo para recrear formas complexas de placas de circuíto.