Noticias de PCB - Diseño electrónico y mecánico de placas de PCB

Durante mucho tiempo, hemos llegado a un consenso de que la industria manufacturera de PCB suele migrar naturalmente a los países de menor costo, y los países desarrollados sufrirán pérdidas en este proceso. Sin embargo, otra opinión es que a través de la externalización de trabajos replicables, los recursos que antes se dedicaban a trabajos de bajo valor se enfrentarán a mayores oportunidades. Lo mismo ocurre con el diseño. Al adoptar herramientas de automatización de diseño, los ingenieros pueden mejorar la eficiencia del diseño. Es difícil imaginar que los ingenieros de hoy diseñen PCB sin usar métodos informáticos, aunque a veces pueden hacerlo.

Así como la economía debe adaptarse a los cambios en las condiciones globales, animamos a los equipos de ingenieros a usar cualquier herramienta de diseño efectiva. Para los ingenieros de diseño electrónico, el uso de herramientas EDA puede mejorar enormemente el proceso de diseño, desde los componentes hasta el producto final. Con la aceleración del proceso de diseño, ahora podemos simular o simular cada detalle del diseño electrónico antes de comprar cualquier componente. Por ejemplo, en el campo del desarrollo de circuitos integrados, el último paso en el proceso de diseño a largo plazo y de alto costo es presentar el diseño o la "producción de prueba" a las pastillas de silicio. Este paso en la fabricación de circuitos integrados costará mucho, y este costo solo se recuperará cuando se vendan grandes cantidades de circuitos integrados en el futuro. Por supuesto, no todos los desarrollos de productos electrónicos son así. El costo de ingeniería de remanufactura la mayoría de los productos electrónicos puede no ser alto, pero para el diseño mecánico, la brecha entre la carcasa y la placa de PCB interna puede conducir a remanufactura. Se necesitan altos costos.

Los avances en las herramientas EDA han hecho que sea más fácil simular la composición y función del producto antes de su fabricación. Aún así, sigue siendo diferente del diseño ic, ya que el desarrollo de herramientas de automatización de diseño en el campo de los productos electrónicos solía prestar especial atención al nicho de mercado de aplicaciones en campos específicos. Las herramientas de diseño de PCB son un ejemplo. Hay muchas herramientas de diseño de PCB de bajo costo que se pueden utilizar para diseñar placas simples de un solo lado o doble cara, pero hay menos herramientas que pueden procesar señales de alta velocidad y señales híbridas de varios niveles de pcb, y pueden proporcionar una solución perfecta al problema de integridad de la señal. Las herramientas de PCB son aún más raras.

Para los diseños con estas necesidades, las herramientas de diseño son esenciales. Ofrecen la única solución viable para ayudarnos a vivir la vida digital de hoy. Por ejemplo, sin herramientas EDA complejas, es imposible lograr la comunicación móvil; Estas herramientas ayudan a ingenieros talentosos a desarrollar dispositivos y sistemas de señalización híbridos complejos necesarios para lograr redes 3G y teléfonos inteligentes.

Hay muchos ejemplos relevantes, pero la tendencia básica se puede resumir de la siguiente manera: cuanto más complejo sea el diseño, más complejas serán las herramientas. sin embargo, independientemente de la complejidad funcional del producto o el valor final de mercado, las herramientas de diseño siempre se utilizan para desarrollar el producto.

Área de diseño cruzado

La combinación de diseño electrónico y diseño mecánico es inevitable. La mayoría de los diseños de PCB se ven afectados no solo por los componentes que se instalan en ellos, sino también por el espacio que pueden ocupar. En la actualidad, solo hay un PCB en muchos productos. En estos casos, el tamaño y la forma del PCB están muy poco determinados por su función, sino que se ven afectados principalmente por la carcasa que lo encapsula. de hecho, en algunos casos, especialmente en los bienes de consumo, la forma y el tamaño del producto final también determinan el espacio disponible para el PCB y todos sus componentes. en este caso, el diseño mecánico dominará el diseño en ambas áreas, Pero la interacción entre las herramientas CAD mecánicas y las herramientas CAD electrónicas es muy limitada.

Los proveedores de herramientas de diseño electrónico están más preocupados por la complejidad del diseño electrónico, mientras que sus proveedores de herramientas mecánicas compañeros también están trabajando para mejorar las herramientas de diseño mecánico, aprovechando al máximo las últimas funciones de procesamiento y gráficos de PC y computadoras de escritorio. Hoy en día, es común que los ingenieros de diseño mecánico utilicen 3D para mostrar sus diseños y renderizarlos en tiempo real. Como medio de mejorar la eficiencia del diseño, no podemos negar el valor de los productos diseñados por los ingenieros que se muestran en entornos 3d, y este tipo de pantalla también admite el cambio de perspectiva en tiempo real.

Además, a medida que el tamaño del IC continúa reduciéndose, es difícil o imposible reducir el tamaño de otros componentes soportados. Específicamente, los principios básicos definen las dimensiones físicas de los componentes pasivos, como transformadores, resistencias, condensadores e inductores. Hoy en día, los conectores que ya no se utilizan en grandes cantidades en dispositivos electrónicos también están sujetos a muchas restricciones físicas, como hasta dónde pueden reducirse sus dimensiones y dónde deben colocarse en placas de circuito. Lo que podemos beneficiarnos son los modelos 3d con muchos componentes estándar, como componentes pasivos y conectores. Estos modelos se pueden utilizar en cada vez más paquetes de software cad.

La amplia creación de estos modelos 3d demuestra los nuevos esfuerzos de los proveedores en la integración del diseño electrónico y el diseño mecánico. Muchos expertos de la industria también creen que esta integración continuará y permitirá a los ingenieros en estas dos áreas mejorar significativamente la eficiencia del diseño.

Quizás el avance más importante en la plena integración ha sido la introducción de protocolos de interacción de diseño, que los proveedores de herramientas de diseño electrónico y mecánico pueden adoptar con confianza. A pesar de los múltiples intentos de integración realizados en el pasado en estas dos áreas principales, estos intentos se han visto obstaculizados por la falta de cooperación entre proveedores, lo que ha llevado a una creciente complejidad. Sin embargo, con la introducción del paso (estándar de interacción de datos del modelo de producto), especialmente el modelo 3D definido en la versión ap214, el intercambio de datos de diseño se ha vuelto más simple. El campo MCAd ha implantado rápidamente el modelo step app 214 en sus herramientas, pero el campo e - CAD aún no lo ha hecho. sin embargo, el entorno de diseño unificado de altium, altium designer, puede soportar realmente la importación / exportación y generación de archivos step. Combinando sus funciones integrales de diseño de pcb, altium Designer puede mejorar la eficiencia de diseño de todos los ingenieros electrónicos a un nuevo nivel.

Funciones 3D en el espacio de PCB

Muchas herramientas de diseño mecánico son ahora capaces de soportar modelos 3d en PCB creados por herramientas de terceros, pero además de proporcionar visibilidad de los resultados del montaje de placas y carcasas de pcb, no pueden proporcionar a los diseñadores de PCB dimensiones clave, huecos u otro cumplimiento espacial. Retroalimentación del problema. Además, los ingenieros de diseño mecánico a menudo no pueden cumplir con los requisitos de posicionamiento de componentes específicos, especialmente cuando hay señales de alta velocidad, mixtas o de alta tensión.

Altium Designer utiliza el formato step para superar estas restricciones. No solo permite a los ingenieros utilizar modelos 3d de carcasas para presentar el estado final del producto, sino que también proporciona a los ingenieros un método de diseño tridimensional. El formato de archivo ap214 incorpora datos suficientes para que los ingenieros puedan realmente usar el modelo de carcasa importado para determinar el tamaño del pcb. Resuelve por completo el problema de transferir manualmente datos clave de un campo a otro en el pasado. Al vincular estrechamente el diseño mecánico con el proceso de diseño electrónico, los ingenieros de diseño electrónico han dado un gran paso en el diseño de fabricación.

Además, ser capaz de definir las brechas en formato 3D significa que los ingenieros de las dos áreas principales de maquinaria y electrónica pueden ver de inmediato el impacto de los cambios de diseño. Combinando la carcasa con el modelo PCB en altium designer, los ingenieros pueden generar una visualización 3D del producto y medir las brechas entre ellos. Esta función sin precedentes significa que los ingenieros electrónicos pueden entregar sus diseños a los fabricantes con confianza.

Para mejorar la eficiencia de este proceso, puede usar el método de modelo de enlace. De esta manera, los cambios realizados en una región pueden reflejarse de manera confiable en otra. Esto significa que los ingenieros electrónicos pueden ver cualquier cambio en la carcasa y, del mismo modo, los ingenieros mecánicos pueden ver cualquier cambio en los PCB o componentes.

La clave de esta función no es solo poder generar un solo modelo tridimensional, sino también poder establecer las coordenadas de cada modelo en el espacio tridimensional basadas en puntos de referencia. Al localizar con precisión los modelos de la carcasa y los componentes de los pcb, los ingenieros de diseño pueden verificar las brechas entre ellos para asegurarse de que los PCB puedan instalarse en la carcasa o si se añaden costillas y dispositivos de fijación robustos, manteniendo al mismo tiempo los objetivos generales del mercado del producto.

Otra ventaja de trabajar en el mundo virtual es que los ingenieros pueden hacer todo tipo de intentos sin costo. Por ejemplo, cuando se utilizan tres puntos de referencia para alinear un componente, es probable que un componente pase por otro. Imagina que el PCB pasa por la carcasa durante el ajuste. Esto parece no convencional, pero proporciona pistas para resolver los cuellos de botella en el diseño. Usar modelos reales para lograr este efecto es largo y costoso, pero en el mundo virtual es tan simple como cambiar un punto de referencia. Solo es posible la estrecha interacción entre el campo electrónico y el campo mecánico utilizando el formato step. La inclusión del formato STEP en el entorno de diseño de PCB significa que hemos logrado grandes resultados en la creación de un método unificado de desarrollo de productos electrónicos.