Den komplette PCB vi ser for oss er vanligvis en vanlig rektangulær form. Selv om de fleste design faktisk er rektangulære, krever mange design uregelmessig formede kretskort, og slike former er ofte ikke enkle å designe. Denne artikkelen beskriver hvordan du designer kretskort med uregelmessig form.

Nå for tiden krymper størrelsen på PCB stadig, og funksjonene i kretskortet øker også. Sammen med økningen i klokkehastighet, blir designet mer og mer komplisert. Så la oss ta en titt på hvordan vi skal håndtere kretskort med mer komplekse former.

Som vist i figur 1, kan en enkel PCI-kortform enkelt lages i de fleste EDA Layout-verktøy.

Men når kretskortformen må tilpasses et komplekst kabinett med høydebegrensninger, er det ikke så lett for PCB-designere, fordi funksjonene i disse verktøyene ikke er de samme som i mekaniske CAD-systemer. Det komplekse kretskortet vist i figur 2 brukes hovedsakelig i eksplosjonssikre kapslinger og er derfor underlagt mange mekaniske begrensninger. Å gjenoppbygge denne informasjonen i EDA-verktøyet kan ta lang tid og er ikke effektivt. Fordi mekaniske ingeniører sannsynligvis har laget kapslingen, kretskortformen, plassering av monteringshull og høydebegrensninger som kreves av PCB-designeren.

På grunn av buen og radiusen i kretskortet kan rekonstruksjonstiden bli lengre enn forventet selv om kretskortets form ikke er komplisert (som vist i figur 3).

Dette er bare noen få eksempler på komplekse kretskortformer. Men fra dagens elektroniske forbrukerprodukter vil du bli overrasket over å finne at mange prosjekter prøver å legge til alle funksjonene i en liten pakke, og denne pakken er ikke alltid rektangulær. Du bør tenke på smarttelefoner og nettbrett først, men det finnes mange lignende eksempler.

Hvis du returnerer den leide bilen, kan du kanskje se servitøren lese bilinformasjonen med en håndholdt skanner, og deretter kommunisere trådløst med kontoret. Enheten er også koblet til en termisk skriver for umiddelbar kvitteringsutskrift. Faktisk bruker alle disse enhetene stive/fleksible kretskort (Figur 4), der tradisjonelle PCB-kretskort er sammenkoblet med fleksible trykte kretser slik at de kan brettes til et lite rom.

Så er spørsmålet "hvordan importere de definerte maskintekniske spesifikasjonene til PCB-designverktøy?" Gjenbruk av disse dataene i mekaniske tegninger kan eliminere duplisering av arbeid, og enda viktigere, eliminere menneskelige feil.

Vi kan bruke DXF-, IDF- eller ProSTEP-format for å importere all informasjon til PCB Layout-programvaren for å løse dette problemet. Å gjøre det kan spare mye tid og eliminere mulige menneskelige feil. Deretter vil vi lære om disse formatene én etter én.

DXF er det eldste og mest brukte formatet, som hovedsakelig utveksler data mellom mekaniske og PCB-designdomener elektronisk. AutoCAD utviklet det på begynnelsen av 1980-tallet. Dette formatet brukes hovedsakelig for todimensjonal datautveksling. De fleste PCB-verktøyleverandører støtter dette formatet, og det forenkler datautveksling. DXF import/eksport krever tilleggsfunksjoner for å kontrollere lagene, ulike enheter og enheter som skal brukes i utvekslingsprosessen. Figur 5 er et eksempel på bruk av Mentor Graphics' PADS-verktøy for å importere en svært kompleks kretskortform i DXF-format:

For noen år siden begynte 3D-funksjoner å dukke opp i PCB-verktøy, så det trengs et format som kan overføre 3D-data mellom maskineri og PCB-verktøy. Som et resultat utviklet Mentor Graphics IDF-formatet, som deretter ble mye brukt til å overføre kretskort og komponentinformasjon mellom PCB-er og mekaniske verktøy.

Selv om DXF-formatet inkluderer brettstørrelsen og -tykkelsen, bruker IDF-formatet X- og Y-posisjonen til komponenten, komponentnummeret og Z-aksehøyden til komponenten. Dette formatet forbedrer muligheten til å visualisere PCB i en tredimensjonal visning. IDF-filen kan også inneholde annen informasjon om det begrensede området, for eksempel høydebegrensninger på toppen og bunnen av kretskortet.

Systemet må kunne kontrollere innholdet i IDF-filen på lignende måte som DXF-parameterinnstillingen, som vist i figur 6. Hvis noen komponenter ikke har høydeinformasjon, kan IDF-eksporten legge til den manglende informasjonen under opprettelsen behandle.

En annen fordel med IDF-grensesnittet er at begge parter kan flytte komponentene til en ny plassering eller endre brettformen, og deretter opprette en annen IDF-fil. Ulempen med denne metoden er at hele filen som representerer styret og komponentendringene må importeres på nytt, og i noen tilfeller kan det ta lang tid på grunn av filstørrelsen. I tillegg er det vanskelig å fastslå hvilke endringer som er gjort med den nye IDF-filen, spesielt på større kretskort. IDF-brukere kan til slutt lage egendefinerte skript for å bestemme disse endringene.

For bedre å kunne overføre 3D-data leter designere etter en forbedret metode, og STEP-formatet ble til. STEP-formatet kan formidle tavlestørrelsen og komponentoppsettet, men enda viktigere, komponenten er ikke lenger en enkel form med bare en høydeverdi. STEP-komponentmodellen gir detaljert og kompleks representasjon av komponenter i tredimensjonal form. Både kretskort og komponentinformasjon kan overføres mellom PCB og maskineri. Det er imidlertid fortsatt ingen mekanisme for å spore endringer.

For å forbedre utvekslingen av STEP-filer introduserte vi ProSTEP-formatet. Dette formatet kan flytte de samme dataene som IDF og STEP, og har store forbedringer - det kan spore endringer, og det kan også gi muligheten til å jobbe i det originale systemet til faget og gjennomgå eventuelle endringer etter å ha etablert en grunnlinje. I tillegg til å se endringer, kan PCB og mekaniske ingeniører også godkjenne alle eller individuelle komponentendringer i layout og modifikasjoner av bordform. De kan også foreslå forskjellige brettstørrelser eller komponentplasseringer. Denne forbedrede kommunikasjonen etablerer en ECO (Engineering Change Order) som aldri før har eksistert mellom ECAD og den mekaniske gruppen (Figur 7).

I dag støtter de fleste ECAD og mekaniske CAD-systemer bruken av ProSTEP-formatet for å forbedre kommunikasjonen, og sparer dermed mye tid og reduserer de kostbare feilene som kan forårsakes av komplekse elektromekaniske design. Enda viktigere, ingeniører kan lage en kompleks kretskortform med ytterligere begrensninger, og deretter overføre denne informasjonen elektronisk for å unngå at noen feiltolker kortstørrelsen, og dermed spare tid.

Hvis du ikke har brukt disse DXF-, IDF-, STEP- eller ProSTEP-dataformatene til å utveksle informasjon, bør du sjekke bruken av dem. Vurder å bruke denne elektroniske datautvekslingen for å slutte å kaste bort tid på å gjenskape komplekse kretskortformer.