Готовая печатная плата, которую мы представляем, обычно имеет правильную прямоугольную форму. Хотя большинство конструкций действительно имеют прямоугольную форму, для многих конструкций требуются печатные платы неправильной формы, а проектировать такие формы зачастую непросто. В этой статье описывается, как проектировать печатные платы неправильной формы.

В настоящее время размер печатной платы постоянно уменьшается, а функции печатной платы также увеличиваются. Вкупе с увеличением тактовой частоты конструкция становится все сложнее. Итак, давайте посмотрим, как обращаться с платами более сложной формы.

Как показано на рисунке 1, простую форму платы PCI можно легко создать с помощью большинства инструментов EDA Layout.

Однако, когда форму печатной платы необходимо адаптировать к сложному корпусу с ограничениями по высоте, это не так просто для проектировщиков печатных плат, поскольку функции этих инструментов отличаются от функций механических CAD-систем. Сложная печатная плата, показанная на рисунке 2, в основном используется во взрывозащищенных корпусах и поэтому имеет множество механических ограничений. Восстановление этой информации в инструменте EDA может занять много времени и неэффективно. Потому что инженеры-механики, скорее всего, создали корпус, форму печатной платы, расположение монтажных отверстий и ограничения по высоте, необходимые разработчику печатной платы.

Из-за дуги и радиуса печатной платы время восстановления может оказаться дольше, чем ожидалось, даже если форма печатной платы несложная (как показано на рисунке 3).

Это всего лишь несколько примеров сложных форм печатных плат. Однако в сегодняшних потребительских электронных продуктах вы будете удивлены, обнаружив, что многие проекты пытаются объединить все функции в небольшом корпусе, и этот корпус не всегда имеет прямоугольную форму. В первую очередь следует подумать о смартфонах и планшетах, но подобных примеров немало.

Если вы вернете арендованный автомобиль, вы сможете увидеть, как официант читает информацию о машине с помощью ручного сканера, а затем по беспроводной связи связаться с офисом. Устройство также подключено к термопринтеру для мгновенной печати чеков. Фактически, во всех этих устройствах используются жесткие/гибкие печатные платы (рис. 4), где традиционные печатные платы соединены между собой гибкими печатными схемами, так что их можно сложить в небольшом пространстве.

Тогда возникает вопрос: «Как импортировать определенные спецификации машиностроения в инструменты проектирования печатных плат?» Повторное использование этих данных в механических чертежах может исключить дублирование работы и, что более важно, исключить человеческие ошибки.

Мы можем использовать форматы DXF, IDF или ProSTEP для импорта всей информации в программу PCB Layout, чтобы решить эту проблему. Это поможет сэкономить много времени и исключить возможные человеческие ошибки. Далее мы узнаем об этих форматах один за другим.

DXF — старейший и наиболее широко используемый формат, который в основном обменивается данными между областями проектирования механики и печатных плат в электронном виде. AutoCAD разработал его в начале 1980-х годов. Этот формат в основном используется для двумерного обмена данными. Большинство поставщиков инструментов для печатных плат поддерживают этот формат, и он упрощает обмен данными. Импорт/экспорт DXF требует дополнительных функций для управления слоями, различными объектами и единицами измерения, которые будут использоваться в процессе обмена. На рисунке 5 показан пример использования инструмента PADS компании Mentor Graphics для импорта печатной платы очень сложной формы в формате DXF:

Несколько лет назад 3D-функции начали появляться в инструментах для печатных плат, поэтому необходим формат, который может передавать 3D-данные между оборудованием и инструментами для печатных плат. В результате компания Mentor Graphics разработала формат IDF, который затем широко использовался для передачи информации о печатных платах и ​​компонентах между печатными платами и механическими инструментами.

Хотя формат DXF включает размер и толщину платы, формат IDF использует положение компонента по X и Y, номер компонента и высоту компонента по оси Z. Этот формат значительно улучшает возможность визуализации печатной платы в трехмерном виде. Файл IDF также может включать другую информацию об ограниченной области, например ограничения по высоте сверху и снизу печатной платы.

Система должна иметь возможность управлять содержимым, содержащимся в файле IDF, аналогично настройке параметра DXF, как показано на рисунке 6. Если некоторые компоненты не имеют информации о высоте, экспорт IDF может добавить недостающую информацию во время создания. процесс.

Еще одним преимуществом интерфейса IDF является то, что любая сторона может переместить компоненты в новое место или изменить форму платы, а затем создать другой файл IDF. Недостатком этого метода является то, что весь файл, представляющий изменения платы и компонентов, необходимо импортировать повторно, а в некоторых случаях это может занять много времени из-за размера файла. Кроме того, сложно определить, какие изменения были внесены в новый файл IDF, особенно на печатных платах большего размера. Пользователи IDF могут со временем создавать собственные сценарии для определения этих изменений.

Чтобы лучше передавать 3D-данные, дизайнеры ищут улучшенный метод, и на свет появился формат STEP. Формат STEP может передавать размер платы и расположение компонентов, но, что более важно, компонент больше не представляет собой простую форму, имеющую только значение высоты. Модель компонентов STEP обеспечивает детальное и комплексное представление компонентов в трехмерной форме. Информация о печатной плате и компонентах может передаваться между печатной платой и оборудованием. Однако механизма отслеживания изменений до сих пор нет.

Чтобы улучшить обмен файлами STEP, мы ввели формат ProSTEP. Этот формат может перемещать те же данные, что и IDF и STEP, и имеет большие улучшения — он может отслеживать изменения, а также может предоставлять возможность работать в исходной системе субъекта и просматривать любые изменения после установления базовой линии. Помимо просмотра изменений, инженеры по печатным платам и механикам также могут утверждать все или отдельные изменения компонентов в макете и форме платы. Они также могут предложить разные размеры плат или расположение компонентов. Эта улучшенная связь устанавливает ECO (порядок на инженерные изменения), которого никогда раньше не существовало между ECAD и механической группой (рис. 7).

Сегодня большинство систем ECAD и механических САПР поддерживают использование формата ProSTEP для улучшения связи, тем самым экономя много времени и уменьшая дорогостоящие ошибки, которые могут быть вызваны сложными электромеханическими конструкциями. Что еще более важно, инженеры могут создать сложную форму печатной платы с дополнительными ограничениями, а затем передать эту информацию в электронном виде, чтобы избежать неправильной интерпретации размера платы, тем самым экономя время.

Если вы не использовали эти форматы данных DXF, IDF, STEP или ProSTEP для обмена информацией, вам следует проверить их использование. Рассмотрите возможность использования этого электронного обмена данными, чтобы не тратить время на воссоздание сложных форм печатных плат.