O PCB completo que imaginamos geralmente tem um formato retangular regular. Embora a maioria dos projetos sejam de fato retangulares, muitos projetos exigem placas de circuito de formato irregular, e esses formatos geralmente não são fáceis de projetar. Este artigo descreve como projetar PCBs de formato irregular.

Hoje em dia, o tamanho do PCB está diminuindo constantemente e as funções da placa de circuito também estão aumentando. Juntamente com o aumento da velocidade do clock, o design se torna cada vez mais complicado. Então, vamos dar uma olhada em como lidar com placas de circuito com formatos mais complexos.

Conforme mostrado na Figura 1, um formato simples de placa PCI pode ser facilmente criado na maioria das ferramentas de Layout EDA.

No entanto, quando o formato da placa de circuito precisa ser adaptado a um gabinete complexo com restrições de altura, não é tão fácil para os projetistas de PCB, porque as funções dessas ferramentas não são as mesmas dos sistemas CAD mecânicos. A complexa placa de circuito mostrada na Figura 2 é usada principalmente em gabinetes à prova de explosão e, portanto, sujeita a muitas limitações mecânicas. A reconstrução destas informações na ferramenta EDA pode levar muito tempo e não é eficaz. Porque é provável que os engenheiros mecânicos tenham criado o gabinete, o formato da placa de circuito, a localização do orifício de montagem e as restrições de altura exigidas pelo projetista da PCB.

Devido ao arco e ao raio da placa de circuito, o tempo de reconstrução pode ser maior do que o esperado, mesmo que o formato da placa de circuito não seja complicado (como mostrado na Figura 3).

Estes são apenas alguns exemplos de formatos complexos de placas de circuito. No entanto, a partir dos produtos eletrônicos de consumo atuais, você ficará surpreso ao descobrir que muitos projetos tentam adicionar todas as funções em um pacote pequeno, e esse pacote nem sempre é retangular. Você deve pensar primeiro em smartphones e tablets, mas existem muitos exemplos semelhantes.

Se você devolver o carro alugado, poderá ver o garçom lendo as informações do carro com um scanner portátil e, em seguida, se comunicar sem fio com o escritório. O dispositivo também está conectado a uma impressora térmica para impressão instantânea de recibos. Na verdade, todos esses dispositivos utilizam placas de circuito rígidas/flexíveis (Figura 4), onde as placas de circuito impresso tradicionais são interconectadas com circuitos impressos flexíveis para que possam ser dobradas em um pequeno espaço.

Então, a questão é “como importar as especificações de engenharia mecânica definidas para ferramentas de projeto de PCB?” A reutilização desses dados em desenhos mecânicos pode eliminar a duplicação de trabalho e, mais importante, eliminar erros humanos.

Podemos usar o formato DXF, IDF ou ProSTEP para importar todas as informações para o software PCB Layout para resolver este problema. Fazer isso pode economizar muito tempo e eliminar possíveis erros humanos. A seguir, aprenderemos sobre esses formatos um por um.

DXF é o formato mais antigo e mais amplamente usado, que troca dados principalmente entre domínios mecânicos e de design de PCB eletronicamente. O AutoCAD o desenvolveu no início dos anos 1980. Este formato é usado principalmente para troca de dados bidimensionais. A maioria dos fornecedores de ferramentas PCB oferece suporte a esse formato e simplifica a troca de dados. A importação/exportação DXF requer funções adicionais para controlar as camadas, diferentes entidades e unidades que serão utilizadas no processo de troca. A Figura 5 é um exemplo de uso da ferramenta PADS da Mentor Graphics para importar um formato de placa de circuito muito complexo no formato DXF:

Há alguns anos, as funções 3D começaram a aparecer nas ferramentas de PCB, portanto, é necessário um formato que possa transferir dados 3D entre máquinas e ferramentas de PCB. Como resultado, a Mentor Graphics desenvolveu o formato IDF, que foi então amplamente utilizado para transferir informações de placas de circuito e componentes entre PCBs e ferramentas mecânicas.

Embora o formato DXF inclua o tamanho e a espessura da placa, o formato IDF usa a posição X e Y do componente, o número do componente e a altura do eixo Z do componente. Este formato melhora muito a capacidade de visualizar o PCB em uma visão tridimensional. O arquivo IDF também pode incluir outras informações sobre a área restrita, como restrições de altura na parte superior e inferior da placa de circuito.

O sistema precisa ser capaz de controlar o conteúdo contido no arquivo IDF de forma semelhante à configuração do parâmetro DXF, conforme mostrado na Figura 6. Caso alguns componentes não possuam informações de altura, a exportação IDF pode adicionar as informações faltantes durante a criação processo.

Outra vantagem da interface IDF é que qualquer uma das partes pode mover os componentes para um novo local ou alterar o formato da placa e, em seguida, criar um arquivo IDF diferente. A desvantagem deste método é que todo o arquivo que representa as alterações da placa e dos componentes precisa ser reimportado e, em alguns casos, pode demorar muito devido ao tamanho do arquivo. Além disso, é difícil determinar quais alterações foram feitas no novo arquivo IDF, especialmente em placas de circuito maiores. Os usuários do IDF podem eventualmente criar scripts personalizados para determinar essas alterações.

Para transmitir melhor os dados 3D, os projetistas estão procurando um método aprimorado e surgiu o formato STEP. O formato STEP pode transmitir o tamanho da placa e o layout do componente, mas o mais importante é que o componente não é mais uma forma simples com apenas um valor de altura. O modelo de componentes STEP fornece representação detalhada e complexa de componentes em formato tridimensional. As informações da placa de circuito e dos componentes podem ser transferidas entre a PCB e as máquinas. No entanto, ainda não existe um mecanismo para rastrear alterações.

Para melhorar a troca de arquivos STEP, introduzimos o formato ProSTEP. Este formato pode mover os mesmos dados que IDF e STEP e tem grandes melhorias – pode rastrear alterações e também fornecer a capacidade de trabalhar no sistema original do assunto e revisar quaisquer alterações após estabelecer uma linha de base. Além de visualizar as alterações, os engenheiros mecânicos e de PCB também podem aprovar todas as alterações de componentes ou alterações individuais em modificações de layout e formato da placa. Eles também podem sugerir diferentes tamanhos de placas ou localizações de componentes. Essa melhoria na comunicação estabelece um ECO (Engineering Change Order) que nunca existiu antes entre o ECAD e o grupo mecânico (Figura 7).

Hoje, a maioria dos sistemas ECAD e CAD mecânico suportam o uso do formato ProSTEP para melhorar a comunicação, economizando assim muito tempo e reduzindo os erros dispendiosos que podem ser causados ​​por projetos eletromecânicos complexos. Mais importante ainda, os engenheiros podem criar um formato complexo de placa de circuito com restrições adicionais e, em seguida, transmitir essas informações eletronicamente para evitar que alguém reinterprete erroneamente o tamanho da placa, economizando assim tempo.

Se você não utilizou esses formatos de dados DXF, IDF, STEP ou ProSTEP para trocar informações, verifique seu uso. Considere usar essa troca eletrônica de dados para não perder tempo recriando formatos complexos de placas de circuito.