PCB lengkap yang kami bayangkan biasanya berbentuk persegi panjang biasa. Meskipun sebagian besar desain memang berbentuk persegi panjang, banyak desain memerlukan papan sirkuit yang bentuknya tidak beraturan, dan bentuk seperti itu seringkali tidak mudah untuk dirancang. Artikel ini menjelaskan cara mendesain PCB yang bentuknya tidak beraturan.

Saat ini, ukuran PCB terus menyusut, dan fungsi pada papan sirkuit juga meningkat. Ditambah dengan peningkatan kecepatan clock, desainnya menjadi semakin rumit. Jadi, mari kita lihat cara menangani papan sirkuit dengan bentuk yang lebih kompleks.

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, bentuk papan PCI sederhana dapat dengan mudah dibuat di sebagian besar alat Tata Letak EDA.

Namun, ketika bentuk papan sirkuit perlu disesuaikan dengan wadah yang rumit dengan batasan ketinggian, hal ini tidak mudah bagi perancang PCB, karena fungsi alat ini tidak sama dengan fungsi sistem CAD mekanis. Papan sirkuit kompleks yang ditunjukkan pada Gambar 2 terutama digunakan dalam wadah tahan ledakan dan oleh karena itu memiliki banyak keterbatasan mekanis. Membangun kembali informasi ini dalam alat EDA mungkin memerlukan waktu lama dan tidak efektif. Sebab, insinyur mesin kemungkinan besar telah membuat penutup, bentuk papan sirkuit, lokasi lubang pemasangan, dan batasan ketinggian yang disyaratkan oleh perancang PCB.

Karena busur dan jari-jari pada papan sirkuit, waktu rekonstruksi mungkin lebih lama dari yang diharapkan meskipun bentuk papan sirkuit tidak rumit (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3).

Ini hanyalah beberapa contoh bentuk papan sirkuit yang rumit. Namun, dari produk elektronik konsumen saat ini, Anda akan terkejut menemukan bahwa banyak proyek mencoba menambahkan semua fungsi dalam satu paket kecil, dan paket ini tidak selalu berbentuk persegi panjang. Anda harus memikirkan ponsel pintar dan tablet terlebih dahulu, namun ada banyak contoh serupa.

Jika Anda mengembalikan mobil sewaan, Anda mungkin dapat melihat pelayan membaca informasi mobil dengan pemindai genggam, dan kemudian berkomunikasi secara nirkabel dengan kantor. Perangkat ini juga terhubung ke printer thermal untuk pencetakan struk instan. Faktanya, semua perangkat ini menggunakan papan sirkuit kaku/fleksibel (Gambar 4), dimana papan sirkuit PCB tradisional saling berhubungan dengan sirkuit cetak fleksibel sehingga dapat dilipat ke dalam ruang kecil.

Lalu, pertanyaannya adalah “bagaimana cara mengimpor spesifikasi teknik mesin yang ditentukan ke dalam alat desain PCB?” Menggunakan kembali data ini dalam gambar mekanik dapat menghilangkan duplikasi pekerjaan, dan yang lebih penting, menghilangkan kesalahan manusia.

Kita dapat menggunakan format DXF, IDF atau ProSTEP untuk mengimpor semua informasi ke perangkat lunak Tata Letak PCB untuk mengatasi masalah ini. Melakukan hal ini dapat menghemat banyak waktu dan menghilangkan kemungkinan kesalahan manusia. Selanjutnya kita akan mempelajari format-format tersebut satu per satu.

DXF adalah format tertua dan paling banyak digunakan, yang terutama bertukar data antara domain desain mekanis dan PCB secara elektronik. AutoCAD mengembangkannya pada awal 1980an. Format ini terutama digunakan untuk pertukaran data dua dimensi. Sebagian besar vendor alat PCB mendukung format ini, dan ini menyederhanakan pertukaran data. Impor/ekspor DXF memerlukan fungsi tambahan untuk mengontrol lapisan, entitas dan unit berbeda yang akan digunakan dalam proses pertukaran. Gambar 5 adalah contoh penggunaan alat PADS Mentor Graphics untuk mengimpor bentuk papan sirkuit yang sangat kompleks dalam format DXF:

Beberapa tahun yang lalu, fungsi 3D mulai muncul pada alat PCB, sehingga diperlukan format yang dapat mentransfer data 3D antara mesin dan alat PCB. Hasilnya, Mentor Graphics mengembangkan format IDF, yang kemudian banyak digunakan untuk mentransfer informasi papan sirkuit dan komponen antara PCB dan peralatan mekanis.

Meskipun format DXF menyertakan ukuran dan ketebalan papan, format IDF menggunakan posisi X dan Y komponen, nomor komponen, dan tinggi sumbu Z komponen. Format ini sangat meningkatkan kemampuan memvisualisasikan PCB dalam tampilan tiga dimensi. File IDF juga dapat berisi informasi lain tentang area terlarang, seperti batasan ketinggian di bagian atas dan bawah papan sirkuit.

Sistem harus dapat mengontrol konten yang terdapat dalam file IDF dengan cara yang mirip dengan pengaturan parameter DXF, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6. Jika beberapa komponen tidak memiliki informasi ketinggian, ekspor IDF dapat menambahkan informasi yang hilang selama pembuatan proses.

Keuntungan lain dari antarmuka IDF adalah salah satu pihak dapat memindahkan komponen ke lokasi baru atau mengubah bentuk papan, dan kemudian membuat file IDF yang berbeda. Kerugian dari metode ini adalah seluruh file yang mewakili perubahan papan dan komponen perlu diimpor ulang, dan dalam beberapa kasus, mungkin memerlukan waktu lama karena ukuran file. Selain itu, sulit untuk menentukan perubahan apa yang telah dilakukan dengan file IDF baru, terutama pada papan sirkuit yang lebih besar. Pengguna IDF pada akhirnya dapat membuat skrip khusus untuk menentukan perubahan ini.

Untuk mengirimkan data 3D dengan lebih baik, desainer mencari metode yang lebih baik, dan format STEP pun muncul. Format STEP dapat menyampaikan ukuran papan dan tata letak komponen, namun yang lebih penting, komponen tidak lagi berbentuk sederhana dengan hanya nilai ketinggian saja. Model komponen STEP memberikan representasi komponen yang detail dan kompleks dalam bentuk tiga dimensi. Informasi papan sirkuit dan komponen dapat ditransfer antara PCB dan mesin. Namun, masih belum ada mekanisme untuk melacak perubahan.

Untuk meningkatkan pertukaran file STEP, kami memperkenalkan format ProSTEP. Format ini dapat memindahkan data yang sama seperti IDF dan STEP, dan memiliki peningkatan besar-dapat melacak perubahan, dan juga dapat memberikan kemampuan untuk bekerja dalam sistem asli subjek dan meninjau perubahan apa pun setelah menetapkan garis dasar. Selain melihat perubahan, insinyur PCB dan mekanik juga dapat menyetujui semua atau perubahan komponen individu dalam modifikasi tata letak dan bentuk papan. Mereka juga dapat menyarankan ukuran papan atau lokasi komponen yang berbeda. Peningkatan komunikasi ini membentuk ECO (Engineering Change Order) yang belum pernah ada sebelumnya antara ECAD dan kelompok mekanik (Gambar 7).

Saat ini, sebagian besar sistem ECAD dan CAD mekanis mendukung penggunaan format ProSTEP untuk meningkatkan komunikasi, sehingga menghemat banyak waktu dan mengurangi kesalahan mahal yang dapat disebabkan oleh desain elektromekanis yang rumit. Lebih penting lagi, para insinyur dapat membuat bentuk papan sirkuit yang rumit dengan batasan tambahan, dan kemudian mengirimkan informasi ini secara elektronik untuk menghindari seseorang salah menafsirkan ulang ukuran papan, sehingga menghemat waktu.

Jika Anda belum pernah menggunakan format data DXF, IDF, STEP atau ProSTEP ini untuk bertukar informasi, Anda harus memeriksa penggunaannya. Pertimbangkan untuk menggunakan pertukaran data elektronik ini untuk berhenti membuang waktu dalam membuat ulang bentuk papan sirkuit yang rumit.