Den kompletta PCB vi föreställer oss är vanligtvis en vanlig rektangulär form. Även om de flesta mönster verkligen är rektangulära kräver många mönster oregelbundet formade kretskort, och sådana former är ofta inte lätta att designa. Den här artikeln beskriver hur man designar oregelbundna kretskort.

Nuförtiden krymper storleken på PCB hela tiden, och funktionerna i kretskortet ökar också. Tillsammans med ökningen av klockhastigheten blir designen mer och mer komplicerad. Så låt oss ta en titt på hur man hanterar kretskort med mer komplexa former.

Som visas i figur 1 kan en enkel PCI-kortform enkelt skapas i de flesta EDA-layoutverktyg.

Men när kretskortsformen behöver anpassas till en komplex kapsling med höjdbegränsningar är det inte så lätt för PCB-designers, eftersom funktionerna i dessa verktyg inte är desamma som i mekaniska CAD-system. Det komplexa kretskortet som visas i figur 2 används huvudsakligen i explosionssäkra kapslingar och är därför föremål för många mekaniska begränsningar. Att bygga om denna information i EDA-verktyget kan ta lång tid och är inte effektivt. Eftersom maskiningenjörer sannolikt har skapat höljet, kretskortsformen, monteringshålets placering och höjdbegränsningar som krävs av PCB-designern.

På grund av bågen och radien i kretskortet kan rekonstruktionstiden bli längre än förväntat även om kretskortets form inte är komplicerad (som visas i figur 3).

Detta är bara några exempel på komplexa kretskortsformer. Men från dagens konsumentelektronikprodukter kommer du att bli förvånad över att upptäcka att många projekt försöker lägga till alla funktioner i ett litet paket, och detta paket är inte alltid rektangulärt. Du bör tänka på smartphones och surfplattor först, men det finns många liknande exempel.

Om du lämnar tillbaka den hyrda bilen kan du kanske se servitören läsa bilinformationen med en handhållen skanner och sedan kommunicera trådlöst med kontoret. Enheten är också ansluten till en termisk skrivare för omedelbar utskrift av kvitton. Faktum är att alla dessa enheter använder stela/flexibla kretskort (Figur 4), där traditionella PCB-kretskort är sammankopplade med flexibla tryckta kretsar så att de kan vikas till ett litet utrymme.

Sedan är frågan "hur man importerar de definierade maskintekniska specifikationerna till PCB-designverktyg?" Återanvändning av dessa data i mekaniska ritningar kan eliminera dubbelarbete, och ännu viktigare, eliminera mänskliga fel.

Vi kan använda DXF-, IDF- eller ProSTEP-format för att importera all information till PCB Layout-mjukvaran för att lösa detta problem. Att göra det kan spara mycket tid och eliminera möjliga mänskliga fel. Därefter kommer vi att lära oss om dessa format en efter en.

DXF är det äldsta och mest använda formatet, som huvudsakligen utbyter data mellan mekaniska och PCB-designdomäner elektroniskt. AutoCAD utvecklade det i början av 1980-talet. Detta format används främst för tvådimensionellt datautbyte. De flesta PCB-verktygsleverantörer stöder detta format, och det förenklar datautbytet. DXF import/export kräver ytterligare funktioner för att styra de lager, olika enheter och enheter som kommer att användas i utbytesprocessen. Figur 5 är ett exempel på hur man använder Mentor Graphics PADS-verktyg för att importera en mycket komplex kretskortsform i DXF-format:

För några år sedan började 3D-funktioner dyka upp i PCB-verktyg, så det behövs ett format som kan överföra 3D-data mellan maskiner och PCB-verktyg. Som ett resultat utvecklade Mentor Graphics IDF-formatet, som sedan användes flitigt för att överföra information om kretskort och komponenter mellan kretskort och mekaniska verktyg.

Även om DXF-formatet inkluderar kortets storlek och tjocklek, använder IDF-formatet X- och Y-positionen för komponenten, komponentnumret och Z-axelns höjd för komponenten. Detta format förbättrar avsevärt möjligheten att visualisera PCB i en tredimensionell vy. IDF-filen kan också innehålla annan information om det begränsade området, såsom höjdbegränsningar på toppen och botten av kretskortet.

Systemet måste kunna kontrollera innehållet i IDF-filen på liknande sätt som DXF-parameterinställningen, som visas i figur 6. Om vissa komponenter inte har höjdinformation kan IDF-exporten lägga till den saknade informationen under skapandet behandla.

En annan fördel med IDF-gränssnittet är att båda parter kan flytta komponenterna till en ny plats eller ändra kortets form och sedan skapa en annan IDF-fil. Nackdelen med denna metod är att hela filen som representerar kortet och komponentändringarna måste återimporteras, och i vissa fall kan det ta lång tid på grund av filstorleken. Dessutom är det svårt att avgöra vilka ändringar som har gjorts med den nya IDF-filen, särskilt på större kretskort. IDF-användare kan så småningom skapa anpassade skript för att fastställa dessa ändringar.

För att bättre kunna överföra 3D-data letar designers efter en förbättrad metod och STEP-formatet kom till. STEP-formatet kan förmedla brädets storlek och komponentlayout, men ännu viktigare, komponenten är inte längre en enkel form med bara ett höjdvärde. STEP-komponentmodellen ger detaljerad och komplex representation av komponenter i tredimensionell form. Både kretskort och komponentinformation kan överföras mellan PCB och maskiner. Det finns dock fortfarande ingen mekanism för att spåra förändringar.

För att förbättra utbytet av STEP-filer introducerade vi ProSTEP-formatet. Det här formatet kan flytta samma data som IDF och STEP och har stora förbättringar - det kan spåra förändringar och det kan också ge möjligheten att arbeta i ämnets ursprungliga system och granska eventuella ändringar efter att ha upprättat en baslinje. Förutom att visa ändringar kan PCB- och mekaniska ingenjörer också godkänna alla eller enskilda komponentändringar i layout och modifieringar av kortets form. De kan också föreslå olika kortstorlekar eller komponentplaceringar. Denna förbättrade kommunikation upprättar en ECO (Engineering Change Order) som aldrig tidigare har funnits mellan ECAD och den mekaniska gruppen (Figur 7).

Idag stöder de flesta ECAD och mekaniska CAD-system användningen av ProSTEP-formatet för att förbättra kommunikationen, vilket sparar mycket tid och minskar de kostsamma fel som kan orsakas av komplexa elektromekaniska konstruktioner. Ännu viktigare är att ingenjörer kan skapa en komplex kretskortsform med ytterligare begränsningar och sedan överföra denna information elektroniskt för att undvika att någon felaktigt omtolkar kortets storlek, vilket sparar tid.

Om du inte har använt dessa DXF-, IDF-, STEP- eller ProSTEP-dataformat för att utbyta information, bör du kontrollera deras användning. Överväg att använda detta elektroniska datautbyte för att sluta slösa tid på att återskapa komplexa kretskortsformer.