O PCB completo que imaginamos é geralmente uma forma retangular regular. Embora a maioria dos projetos seja realmente retangular, muitos designs requerem placas de circuito de formato irregular, e essas formas geralmente não são fáceis de projetar. Este artigo descreve como projetar PCBs de forma irregular.

Atualmente, o tamanho da PCB está diminuindo constantemente e as funções na placa de circuito também estão aumentando. Juntamente com o aumento na velocidade do relógio, o design se torna cada vez mais complicado. Então, vamos dar uma olhada em como lidar com placas de circuito com formas mais complexas.

Como mostrado na Figura 1, uma forma simples da placa PCI pode ser facilmente criada na maioria das ferramentas de layout da EDA.

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

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

Estes são apenas alguns exemplos de formas complexas da placa de circuito. No entanto, a partir dos produtos eletrônicos de consumo de hoje, 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 em smartphones e tablets primeiro, mas existem muitos exemplos semelhantes.

Se você devolver o carro alugado, poderá ver o garçom ler as informações do carro com um scanner portátil e depois se comunicar sem fio com o escritório. O dispositivo também está conectado a uma impressora térmica para impressão instantânea de recibo. De fato, todos esses dispositivos usam placas de circuito rígidas/flexíveis (Figura 4), onde as placas de circuito PCB tradicionais são interconectadas com circuitos impressos flexíveis para que possam ser dobrados em um pequeno espaço.

Então, a pergunta é “Como importar as especificações de engenharia mecânica definida para as ferramentas de design de PCB?” Reutilizar esses dados em desenhos mecânicos pode eliminar a duplicação do trabalho e, mais importante, eliminar erros humanos.

Podemos usar o formato DXF, IDF ou PROSTEP para importar todas as informações para o software de layout da PCB para resolver esse problema. Isso pode economizar muito tempo e eliminar possíveis erros humanos. Em seguida, aprenderemos sobre esses formatos um por um.

O DXF é o formato mais antigo e amplamente utilizado, que troca principalmente dados entre os domínios de design mecânico e PCB eletronicamente. O AutoCAD o desenvolveu no início dos anos 80. Este formato é usado principalmente para troca de dados bidimensional. A maioria dos fornecedores de ferramentas de PCB suporta esse formato e simplifica a troca de dados. A importação/exportação do DXF requer funções adicionais para controlar as camadas, diferentes entidades e unidades que serão usadas no processo de troca. A Figura 5 é um exemplo do uso da ferramenta Mentor Graphics 'Pads para importar uma forma de placa de circuito muito complexa no formato DXF:

Alguns anos atrás, as funções 3D começaram a aparecer em 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 amplamente usado para transferir informações de placa 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. Esse 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 maneira semelhante à configuração de parâmetros DXF, como mostrado na Figura 6. Se alguns componentes não tiverem informações de altura, a exportação do IDF pode adicionar as informações ausentes durante o processo de criação.

Outra vantagem da interface IDF é que uma das partes pode mover os componentes para um novo local ou alterar a forma da placa e criar um arquivo IDF diferente. A desvantagem desse método é que todo o arquivo que representa a placa e as alterações dos componentes precisa ser reimportado e, em alguns casos, pode levar muito tempo devido ao tamanho do arquivo. Além disso, é difícil determinar quais alterações foram feitas com o novo arquivo IDF, especialmente em placas de circuito maiores. Os usuários da IDF podem eventualmente criar scripts personalizados para determinar essas alterações.

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

Para melhorar a troca de arquivos de etapa, introduzimos o formato Prostep. Esse formato pode mover os mesmos dados que o IDF e a etapa, e possui ótimas melhorias-pode rastrear alterações e também pode fornecer a capacidade de trabalhar no sistema original do sujeito e revisar quaisquer alterações após o estabelecimento de uma linha de base. Além de visualizar alterações, os engenheiros de PCB e mecânicos também podem aprovar todas ou alterações individuais de componentes nas modificações de layout e formato da placa. Eles também podem sugerir diferentes tamanhos da placa ou locais de componentes. Essa comunicação aprimorada estabelece uma ECO (ordem de mudança de engenharia) que nunca existiu antes entre o ECAD e o grupo mecânico (Figura 7).

Hoje, a maioria dos sistemas ECAD e CAD mecânica apóia o uso do formato Prostep para melhorar a comunicação, economizando muito tempo e reduzindo os erros dispendiosos que podem ser causados ​​por projetos eletromecânicos complexos. Mais importante, os engenheiros podem criar uma forma complexa da placa de circuito com restrições adicionais e, em seguida, transmitir essas informações eletronicamente para evitar que alguém reinterprete incorretamente o tamanho da placa, economizando tempo.

Se você não usou os formatos de dados DXF, IDF, etapa ou Prostep para trocar informações, verifique o uso deles. Considere usar esta troca eletrônica de dados para parar de perder tempo para recriar formas complexas de placa de circuito.