Kompletná doska plošných spojov, ktorú si predstavujeme, má zvyčajne pravidelný obdĺžnikový tvar. Hoci väčšina návrhov je skutočne obdĺžniková, mnohé návrhy vyžadujú dosky s obvodmi nepravidelného tvaru a takéto tvary často nie je ľahké navrhnúť. Tento článok popisuje, ako navrhnúť dosky plošných spojov nepravidelného tvaru.

V súčasnosti sa veľkosť DPS ​​neustále zmenšuje a pribúdajú aj funkcie na doske plošných spojov. Spolu so zvýšením rýchlosti hodín sa dizajn stáva čoraz komplikovanejším. Poďme sa teda pozrieť na to, ako si poradiť s plošnými spojmi so zložitejšími tvarmi.

Ako je znázornené na obrázku 1, jednoduchý tvar dosky PCI možno ľahko vytvoriť vo väčšine nástrojov EDA Layout.

Avšak, keď je potrebné prispôsobiť tvar dosky plošných spojov zložitému krytu s výškovými obmedzeniami, nie je to pre dizajnérov PCB také jednoduché, pretože funkcie v týchto nástrojoch nie sú rovnaké ako funkcie mechanických CAD systémov. Komplexná doska plošných spojov znázornená na obrázku 2 sa používa hlavne v krytoch odolných voči výbuchu, a preto podlieha mnohým mechanickým obmedzeniam. Prebudovanie týchto informácií v nástroji EDA môže trvať dlho a nie je efektívne. Pretože strojní inžinieri pravdepodobne vytvorili kryt, tvar dosky plošných spojov, umiestnenie montážneho otvoru a výškové obmedzenia požadované dizajnérom PCB.

Kvôli oblúku a polomeru v doske s obvodmi môže byť čas rekonštrukcie dlhší, ako sa očakávalo, aj keď tvar dosky s obvodmi nie je komplikovaný (ako je znázornené na obrázku 3).

Toto je len niekoľko príkladov zložitých tvarov dosiek plošných spojov. Z dnešných produktov spotrebnej elektroniky však budete prekvapení, keď zistíte, že mnohé projekty sa snažia pridať všetky funkcie v malom balení a tento balík nie je vždy obdĺžnikový. Najprv by ste mali myslieť na smartfóny a tablety, no podobných príkladov je veľa.

Ak vrátite požičané auto, môžete vidieť, že čašník číta informácie o aute pomocou ručného skenera a potom bezdrôtovo komunikuje s kanceláriou. Zariadenie je tiež pripojené k termálnej tlačiarni pre okamžitú tlač účteniek. V skutočnosti všetky tieto zariadenia využívajú pevné/flexibilné dosky plošných spojov (obrázok 4), kde sú tradičné dosky plošných spojov prepojené flexibilnými plošnými spojmi, aby sa dali zložiť do malého priestoru.

Potom je otázkou „ako importovať definované strojárske špecifikácie do nástrojov na návrh PCB? Opätovné použitie týchto údajov v strojárskych výkresoch môže eliminovať duplicitu práce, a čo je dôležitejšie, eliminovať ľudské chyby.

Na vyriešenie tohto problému môžeme použiť formát DXF, IDF alebo ProSTEP na import všetkých informácií do softvéru PCB Layout. Môže to ušetriť veľa času a eliminovať možnú ľudskú chybu. Ďalej sa o týchto formátoch dozvieme jeden po druhom.

DXF je najstarší a najpoužívanejší formát, ktorý si elektronicky vymieňa údaje medzi mechanickými a plošnými spojmi. AutoCAD ho vyvinul na začiatku osemdesiatych rokov. Tento formát sa používa hlavne na výmenu dvojrozmerných údajov. Väčšina predajcov nástrojov PCB podporuje tento formát a zjednodušuje výmenu údajov. Import/export DXF vyžaduje ďalšie funkcie na ovládanie vrstiev, rôznych entít a jednotiek, ktoré sa použijú v procese výmeny. Obrázok 5 je príkladom použitia nástroja PADS od Mentor Graphics na importovanie veľmi zložitého tvaru dosky plošných spojov vo formáte DXF:

Pred niekoľkými rokmi sa v nástrojoch PCB začali objavovať 3D funkcie, takže je potrebný formát, ktorý dokáže prenášať 3D dáta medzi strojmi a nástrojmi PCB. Výsledkom je, že spoločnosť Mentor Graphics vyvinula formát IDF, ktorý sa potom široko používal na prenos informácií o obvodových doskách a komponentoch medzi doskami plošných spojov a mechanickými nástrojmi.

Hoci formát DXF zahŕňa veľkosť a hrúbku dosky, formát IDF používa polohu X a Y komponentu, číslo komponentu a výšku osi Z komponentu. Tento formát výrazne zlepšuje schopnosť vizualizácie PCB v trojrozmernom zobrazení. Súbor IDF môže obsahovať aj ďalšie informácie o zakázanej oblasti, ako sú obmedzenia výšky v hornej a dolnej časti dosky plošných spojov.

Systém musí byť schopný riadiť obsah obsiahnutý v súbore IDF podobným spôsobom ako nastavenie parametra DXF, ako je znázornené na obrázku 6. Ak niektoré komponenty nemajú informácie o výške, export IDF môže pridať chýbajúce informácie počas vytvárania proces.

Ďalšou výhodou rozhrania IDF je, že ktorákoľvek strana môže presunúť komponenty na nové miesto alebo zmeniť tvar dosky a potom vytvoriť iný súbor IDF. Nevýhodou tejto metódy je, že celý súbor predstavujúci zmeny dosky a komponentov je potrebné znova importovať a v niektorých prípadoch to môže trvať dlho kvôli veľkosti súboru. Okrem toho je ťažké určiť, aké zmeny boli vykonané s novým súborom IDF, najmä na väčších obvodových doskách. Používatelia IDF môžu nakoniec vytvoriť vlastné skripty na určenie týchto zmien.

Pre lepší prenos 3D dát hľadajú dizajnéri vylepšenú metódu a vznikol STEP formát. Formát STEP dokáže sprostredkovať veľkosť dosky a rozloženie komponentov, ale čo je dôležitejšie, komponent už nie je jednoduchým tvarom iba s hodnotou výšky. Model komponentov STEP poskytuje podrobné a komplexné znázornenie komponentov v trojrozmernej forme. Informácie o doske plošných spojov aj o komponentoch možno prenášať medzi doskou plošných spojov a strojom. Stále však neexistuje mechanizmus na sledovanie zmien.

S cieľom zlepšiť výmenu súborov STEP sme zaviedli formát ProSTEP. Tento formát môže presúvať rovnaké údaje ako IDF a STEP a má veľké vylepšenia – dokáže sledovať zmeny a tiež môže poskytnúť možnosť pracovať v pôvodnom systéme subjektu a kontrolovať všetky zmeny po stanovení základnej línie. Okrem prezerania zmien môžu PCB a strojní inžinieri tiež schvaľovať všetky alebo jednotlivé zmeny komponentov v rozložení a úpravách tvaru dosky. Môžu tiež navrhnúť rôzne veľkosti dosiek alebo umiestnenie komponentov. Táto vylepšená komunikácia vytvára ECO (Engineering Change Order), ktorý medzi ECAD a mechanickou skupinou nikdy predtým neexistoval (obrázok 7).

Dnes väčšina ECAD a mechanických CAD systémov podporuje použitie formátu ProSTEP na zlepšenie komunikácie, čím sa ušetrí veľa času a znížia sa nákladné chyby, ktoré môžu byť spôsobené zložitými elektromechanickými návrhmi. Ešte dôležitejšie je, že inžinieri môžu vytvoriť zložitý tvar dosky plošných spojov s ďalšími obmedzeniami a potom tieto informácie preniesť elektronicky, aby sa predišlo tomu, že niekto nesprávne prehodnotí veľkosť dosky, čím ušetrí čas.

Ak ste nepoužili tieto dátové formáty DXF, IDF, STEP alebo ProSTEP na výmenu informácií, mali by ste skontrolovať ich použitie. Zvážte použitie tejto elektronickej výmeny údajov, aby ste prestali plytvať časom pri vytváraní zložitých tvarov dosiek plošných spojov.