PCB Tecnico - È difficile progettare PCB di forma irregolare?

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

Semplici contorni della scheda PCI possono essere facilmente creati nella maggior parte degli strumenti EDA Layout. Tuttavia, quando la forma del circuito stampato deve essere adattata a un involucro 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. I circuiti stampati complessi sono utilizzati principalmente in custodie antideflagranti, quindi sono soggetti a molte restrizioni 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.

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. Il tuo primo pensiero dovrebbe essere 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, dove i circuiti stampati tradizionali sono interconnessi con circuiti stampati flessibili in modo che possano essere piegati in un piccolo spazio.

Come importare le specifiche di ingegneria meccanica definite nello strumento di progettazione PCB?

Riutilizzare questi dati in disegni meccanici può eliminare la duplicazione del lavoro e, soprattutto, eliminare l'errore umano.

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

DXF è un formato di lunga data e ampiamente utilizzato che scambia principalmente dati tra domini di progettazione meccanica e PCB attraverso mezzi elettronici. 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.

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 trasmettere informazioni sui circuiti stampati e sui componenti tra PCB e macchine utensili.

IDF

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 la capacità di visualizzare il PCB in una vista tridimensionale. Il file IDF può anche includere altre informazioni sull'area riservata, come le 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 le informazioni mancanti durante il processo di creazione.

Un altro vantaggio dell'interfaccia IDF è che entrambe le parti possono spostare i componenti 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.

Per trasmettere meglio i dati 3D, i progettisti sono alla ricerca di un metodo migliorato e il formato STEP è nato. Il formato STEP può trasmettere le dimensioni del circuito stampato e il layout dei componenti, ma soprattutto, i componenti non sono più una forma semplice con un valore di altezza.

Il modello componente STEP fornisce una rappresentazione dettagliata e complessa dei componenti in forma tridimensionale. Sia il circuito che le informazioni sui componenti possono essere trasferite tra il PCB e la macchina. Tuttavia, non c'è ancora nessun meccanismo che può essere cambiato.  

Per migliorare lo scambio di file STEP, abbiamo introdotto il formato ProSTEP. Questo formato può spostare gli stessi dati di IDF e STEP, e ha un grande miglioramento: può essere cambiato, può anche fornire la funzione di lavorare nel sistema originale del soggetto e rivedere eventuali modifiche dopo che il benchmark è stato stabilito.

Oltre a visualizzare le modifiche, PCB e ingegneri meccanici possono anche approvare tutte o singole modifiche dei componenti nelle modifiche del layout e della forma della scheda. Possono anche suggerire diverse dimensioni del circuito stampato o posizioni dei componenti. Questa comunicazione migliorata stabilisce un ECO (Engineering Change Order) che non è mai esistito prima tra ECAD e il gruppo meccanico.

Oggi, la maggior parte dei sistemi CAD ECAD e meccanici supportano l'utilizzo del formato ProSTEP per migliorare la comunicazione, risparmiando così molto tempo e riducendo i costosi errori che possono essere causati da progetti elettromeccanici complessi.

Ancora più importante, gli ingegneri possono creare una forma complessa del circuito stampato con restrizioni aggiuntive e quindi trasmettere queste informazioni elettronicamente per evitare che qualcuno rilevi erroneamente le dimensioni del circuito stampato, risparmiando così tempo.