Dati PCB - Come progettare bordo PCB a forma irregolare

La scheda PCB completa che prevediamo è di solito una forma rettangolare regolare. Mentre è vero che la maggior parte dei disegni sono rettangolari, molti richiedono tavole di forma irregolare, che sono spesso difficili da progettare. Questo articolo descrive come progettare schede PCB di forma irregolare. Le schede PCB di oggi si stanno restringendo di dimensioni e ci sono sempre più funzioni nel circuito stampato, il che, unito all'aumento della velocità di clock, rende i progetti più complessi. Quindi, diamo un'occhiata a cosa fare con tavole con forme più complesse. Tuttavia, quando il fattore di forma della scheda deve adattarsi a un involucro complesso con vincoli di altezza, non è così facile per il progettista di schede PCB perché la funzionalità in questi strumenti non è la stessa di quella di un sistema CAD meccanico. I circuiti stampati complessi sono utilizzati principalmente in custodie antideflagranti e sono quindi soggetti a numerose limitazioni meccaniche. Cercare di ricostruire queste informazioni in uno strumento EDA può richiedere molto tempo e non è produttivo. Perché c'è una buona probabilità che l'ingegnere meccanico abbia creato l'involucro, il fattore di forma della scheda, le posizioni dei fori di montaggio e i vincoli di altezza di cui il progettista di schede PCB ha bisogno. Questi sono solo alcuni esempi di profili complessi di circuiti stampati. Tuttavia, dall'elettronica di consumo di oggi, sarete sorpresi di quanta ingegneria stia cercando di confezionare tutte le funzionalità in un piccolo pacchetto che non è sempre rettangolare. Dovresti pensare a smartphone e tablet, ma ci sono molti esempi simili. Se stai restituendo un'auto a noleggio, potresti essere in grado di vedere l'addetto 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, dove le schede PCB convenzionali sono interconnesse con circuiti stampati flessibili in modo che possano essere piegate in piccoli spazi. La domanda, quindi, è "come importare specifiche di ingegneria meccanica definite in uno strumento di progettazione di schede PCB?" Riutilizzare questi dati nei disegni meccanici elimina la duplicazione dello sforzo e, soprattutto, l'errore umano. Possiamo risolvere questo problema importando tutte le informazioni nel software di layout della scheda PCB utilizzando il formato DXF, IDF o ProSTEP. In questo modo si risparmia molto tempo ed elimina eventuali errori umani. Successivamente, daremo un'occhiata a questi formati uno per uno.

Formato di scambio grafico - DXFDXF è un formato consolidato e ampiamente utilizzato per lo scambio di dati tra i domini di progettazione meccanica e PCB principalmente 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 per schede PCB supportano questo formato e semplifica lo scambio di dati. L'importazione/esportazione DXF richiede funzionalità aggiuntive per controllare i livelli, le diverse entità ed elementi che verranno utilizzati nel processo di scambio. La Figura 5 è un esempio di utilizzo dello strumento PADS di Mentor Graphics per importare una forma di scheda molto complessa in formato DXF: pochi anni fa, le funzionalità 3D hanno cominciato ad apparire negli strumenti per schede PCB, quindi c'era bisogno di un modo per colmare il divario tra gli strumenti meccanici e quelli per schede PCB. Il formato in cui vengono trasmessi i dati 3D. Da questo, Mentor Graphics ha sviluppato il formato IDF, che da allora è stato ampiamente utilizzato per trasferire informazioni su schede e componenti tra schede PCB e macchine utensili. Mentre il formato DXF include dimensioni e spessore della scheda, il formato IDF utilizza la posizione X e Y del componente, il numero di tag del componente e l'altezza dell'asse Z del componente. Questo formato cambia notevolmente la capacità di visualizzare schede PCB in viste 3D. Ulteriori informazioni sull'area no-go possono essere incluse nel file IDF, ad esempio restrizioni di altezza nella parte superiore e inferiore della scheda. Il sistema deve essere in grado di controllare ciò che verrà incluso nel file IDF in modo simile alle impostazioni dei parametri DXF. Se alcuni componenti non hanno informazioni sull'altezza, l'esportazione IDF può aggiungere le informazioni mancanti durante il processo di creazione. Un altro vantaggio dell'interfaccia IDF è che entrambe le parti possono spostare i componenti in nuove posizioni o cambiare la forma della scheda e quindi creare un file IDF diverso. Il rovescio della medaglia di questo approccio è che l'intero file che rappresenta le modifiche della scheda e dei componenti deve essere reimportato, e in alcuni casi può richiedere molto tempo a causa delle dimensioni del file. Inoltre, può essere difficile determinare quali modifiche sono state apportate con il nuovo file IDF, soprattutto su schede più grandi. Gli utenti di IDF possono eventualmente creare script personalizzati per determinare queste modifiche.

STEP e ProSTEPIn per trasmettere meglio i dati 3D, i progettisti sono alla ricerca di un modo migliore e il formato STEP è nato. Il formato STEP può trasmettere le dimensioni della scheda e il posizionamento dei componenti, ma soprattutto, i componenti non sono più una forma semplice con solo un valore di altezza. Il modello componente STEP fornisce una rappresentazione dettagliata e complessa dei componenti in 3D. Sia le informazioni sulla scheda che sui componenti possono essere trasferite tra il PCB e il macchinario. Tuttavia, non esiste ancora alcun meccanismo attraverso il quale le modifiche possano essere monitorate. Per migliorare lo scambio di file STEP, abbiamo introdotto il formato ProSTEP. Questo formato sposta gli stessi dati di IDF e STEP, con grandi miglioramenti - può tenere traccia dei cambiamenti e fornire la possibilità di lavorare nel sistema originale della disciplina e rivedere eventuali modifiche dopo che è stata stabilita una linea di base. Oltre a rivedere le modifiche, la scheda PCB e gli ingegneri meccanici possono approvare tutte o singole modifiche dei componenti nel layout, modifiche del profilo della scheda. Possono anche suggerire diverse dimensioni della scheda o posizionamento dei componenti. Questa comunicazione migliorata crea un ECO (Engineering Change Order) tra ECAD e il gruppo meccanico che non era mai esistito prima. La maggior parte dei sistemi CAD meccanici e ECAD supportano ora l'utilizzo del formato ProSTEP per migliorare la comunicazione, risparmiando molto tempo e riducendo gli errori costosi che possono derivare da progetti elettromeccanici complessi. Inoltre, gli ingegneri possono risparmiare tempo creando un profilo complesso della scheda con vincoli aggiuntivi e quindi comunicando queste informazioni elettronicamente per evitare che qualcuno rilevi erroneamente le dimensioni della scheda. RiassumaSe non hai utilizzato questi formati di dati DXF, IDF, STEP o ProSTEP per scambiare informazioni, dovresti controllarne l'utilizzo. Considera l'utilizzo di questo scambio elettronico di dati per smettere di perdere tempo ricreando profili di schede PCB complessi.