Progettazione PCB - Come si progetta circuiti stampati PCB a forma speciale?

Il PCB completo che immaginiamo è di solito una forma rettangolare regolare. Anche se la maggior parte dei disegni sono davvero rettangolari, molti disegni PCB richiedono circuiti stampati di forma irregolare, e tali forme spesso non sono facili da progettare. Questo articolo descrive come progettare PCB di forma irregolare.

Al giorno d'oggi, le dimensioni del PCB si stanno restringendo e anche le funzioni nel circuito stampato stanno aumentando. Insieme all'aumento della velocità dell'orologio, il design è diventato sempre più complicato. Quindi, diamo un'occhiata a come trattare con circuiti stampati con forme più complesse.

Come mostrato nella Figura 1, una semplice forma di scheda PCI può essere facilmente creata nella maggior parte degli strumenti EDA Layout.

Tuttavia, quando la forma del circuito stampato deve essere adattata a un alloggiamento complesso con restrizioni di altezza, non è così facile per i progettisti di PCB, perché le funzioni in questi strumenti non sono le stesse di quelle dei sistemi CAD meccanici.

Il circuito stampato complesso mostrato nella figura 2 è utilizzato principalmente per custodie antideflagranti e pertanto è soggetto a molte limitazioni meccaniche. Ricostruire queste informazioni negli strumenti EDA può richiedere molto tempo e non è molto efficace. Perché, è probabile che gli ingegneri meccanici abbiano creato l'alloggiamento, la forma del circuito stampato, la posizione del foro di montaggio e le restrizioni di altezza richieste dal progettista del PCB.

A causa dell'arco e del raggio nel circuito stampato, il tempo di ricostruzione può essere più lungo del previsto anche se la forma del circuito stampato non è complicata. Questi sono solo alcuni esempi di forme complesse di circuiti stampati. Tuttavia, dai prodotti elettronici di consumo di oggi, sarete sorpresi di scoprire che molti progetti cercano di aggiungere tutte le funzioni in un piccolo pacchetto, e questo pacchetto non è sempre rettangolare. Dovresti pensare prima a smartphone e tablet, ma ci sono molti esempi simili.

Se restituisci l'auto noleggiata, potresti essere in grado di vedere il cameriere leggere le informazioni dell'auto con uno scanner portatile e quindi comunicare in modalità wireless con l'ufficio. Il dispositivo è inoltre collegato a una stampante termica per la stampa istantanea della ricevuta. Infatti, tutti questi dispositivi utilizzano circuiti rigidi/flessibili (Figura 4), dove i circuiti stampati tradizionali PCB sono interconnessi con PCB flessibili in modo che possano essere piegati in un piccolo spazio.

Quindi, la domanda è "come importare le specifiche di ingegneria meccanica definite negli strumenti di progettazione PCB?" Riutilizzare questi dati nei disegni meccanici può eliminare la duplicazione del lavoro e, soprattutto, eliminare gli errori umani.

Possiamo utilizzare il formato DXF, IDF o ProSTEP per importare tutte le informazioni nel software PCB Layout per risolvere questo problema. Questo può risparmiare molto tempo ed eliminare eventuali errori umani. Successivamente, impareremo a conoscere questi formati uno per uno.

DXF è il formato più antico e più ampiamente utilizzato, che scambia principalmente dati tra domini di progettazione meccanici e PCB elettronicamente. AutoCAD lo ha sviluppato nei primi anni '80. Questo formato viene utilizzato principalmente per lo scambio di dati bidimensionali. La maggior parte dei fornitori di strumenti PCB supporta questo formato e semplifica lo scambio di dati. L'importazione/esportazione DXF richiede funzioni aggiuntive per controllare i livelli, le diverse entità e le unità che verranno utilizzate nel processo di scambio. La Figura 5 è un esempio di utilizzo dello strumento PADS di Mentor Graphics per importare una forma di circuito molto complessa in formato DXF:

Alcuni anni fa, le funzioni tridimensionali hanno iniziato ad apparire negli strumenti PCB, quindi è necessario un formato in grado di trasferire dati tridimensionali tra macchinari e strumenti PCB. Di conseguenza, Mentor Graphics ha sviluppato il formato IDF, che è stato poi ampiamente utilizzato per trasferire informazioni sui circuiti stampati e sui componenti tra PCB e macchine utensili.

Sebbene il formato DXF includa le dimensioni e lo spessore del circuito stampato, il formato IDF utilizza la posizione X e Y del componente, il numero di posizione del componente e l'altezza dell'asse Z del componente. Questo formato migliora notevolmente la capacità di visualizzare il PCB in una vista tridimensionale. Il file IDF può anche includere altre informazioni sull'area riservata, come restrizioni di altezza sulla parte superiore e inferiore del circuito stampato.

Il sistema deve essere in grado di controllare il contenuto contenuto nel file IDF in modo simile all'impostazione dei parametri DXF. Se alcuni componenti non hanno informazioni sull'altezza, l'esportazione IDF può aggiungere informazioni mancanti durante il processo di creazione.

Un altro vantaggio dell'interfaccia IDF è che qualsiasi parte può spostare i componenti PCB in una nuova posizione o cambiare la forma del circuito stampato e quindi creare un file IDF diverso. Lo svantaggio di questo metodo è che l'intero file che rappresenta le modifiche della scheda e dei componenti deve essere reimportato e, in alcuni casi, potrebbe richiedere molto tempo a causa delle dimensioni del file. Inoltre, è difficile determinare quali modifiche sono state apportate con il nuovo file IDF, soprattutto su circuiti stampati più grandi. Gli utenti IDF possono eventualmente creare script personalizzati per determinare queste modifiche.