Déi komplett PCB, déi mir eis virstellen, huet normalerweis eng reegelméisseg rechteckeg Form. Och wann déi meescht Designen tatsächlech rechteckeg sinn, erfuerderen vill Designen onregelméisseg geformte Leiterplatten, an esou Forme sinn dacks net einfach ze designen. Dësen Artikel beschreift, wéi een onregelméisseg geformte PCBen designt.
Hautdesdaags gëtt d'Gréisst vun de Leiterplatten stänneg méi kleng, an d'Funktiounen an der Leiterplatte huelen och zou. Zesumme mat der Erhéijung vun der Taktfrequenz gëtt den Design ëmmer méi komplizéiert. Also, kucke mer eis emol un, wéi ee mat Leiterplatte mat méi komplexe Formen ëmgeet.
Wéi an der Figur 1 gewisen, kann eng einfach PCI-Boardform einfach an de meeschten EDA-Layout-Tools erstallt ginn.
Wann d'Form vun der Leiterplatte awer un e komplexe Gehäuse mat Héichtenbeschränkungen ugepasst muss ginn, ass dat fir PCB-Designer net sou einfach, well d'Funktiounen an dësen Tools net déiselwecht sinn wéi déi vu mechanesche CAD-Systemer. Déi komplex Leiterplatte, déi an der Figur 2 gewisen ass, gëtt haaptsächlech an explosiounsgeschützte Gehäuse benotzt an dofir vill mechanesche Limitatiounen ënnerworf. Dës Informatioun am EDA-Tool nei opzebauen, kann laang daueren an ass net effektiv. Well d'Maschineningenieuren wahrscheinlech de Gehäuse, d'Form vun der Leiterplatte, d'Lag vum Montagelach an d'Héichtebeschränkungen erstallt hunn, déi vum PCB-Designer verlaangt ginn.
Wéinst dem Bou a vum Radius an der Leiterplatte kann d'Rekonstruktiounszäit méi laang sinn wéi erwaart, och wann d'Form vun der Leiterplatte net komplizéiert ass (wéi an der Figur 3 gewisen).
Dëst sinn nëmmen e puer Beispiller vu komplexe Leiterplatformen. Wéi och ëmmer, vun den haitege Konsumentelektronikprodukter wäert Dir iwwerrascht sinn ze entdecken, datt vill Projeten probéieren all Funktiounen an engem klenge Pak ze addéieren, an dëst Pak ass net ëmmer rechteckeg. Dir sollt als éischt un Smartphones an Tablets denken, awer et gëtt vill ähnlech Beispiller.
Wann Dir den Auto gelount zréckgitt, kënnt Dir vläicht gesinn, wéi de Kellner d'Informatioune vum Auto mat engem Handscanner liest, an dann drahtlos mam Büro kommunizéiert. Den Apparat ass och mat engem Thermodrucker verbonnen, fir den direkten Drock vun de Quittungen. Tatsächlech benotzen all dës Apparater steif/flexibel Leiterplatten (Figur 4), wou traditionell PCB-Leiterplatten mat flexible gedréckte Schaltunge verbonne sinn, sou datt se an e klenge Raum zesummegeklappt kënne ginn.
Dann ass d'Fro: "Wéi importéiert een déi definéiert Spezifikatioune fir mechanesch Ingenieurswiesen an d'PCB-Design-Tools?" D'Wiederverwendung vun dësen Donnéeën a mechanesche Zeechnunge kann Duebelaarbecht eliminéieren, a virun allem, mënschlech Feeler eliminéieren.
Mir kënnen den DXF-, IDF- oder ProSTEP-Format benotze fir all d'Informatiounen an d'PCB-Layoutsoftware z'importéieren an dëst Problem ze léisen. Dëst kann vill Zäit spueren an eventuell mënschlech Feeler eliminéieren. Als nächst wäerte mir dës Formater een nom aneren kennenléieren.
DXF ass dat eelst a meescht verbreet Format, dat haaptsächlech Daten tëscht mechaneschen an PCB-Designberäicher elektronesch austauscht. AutoCAD huet et an den fréien 1980er Joren entwéckelt. Dëst Format gëtt haaptsächlech fir den zweedimensionalen Datenaustausch benotzt. Déi meescht PCB-Tool-Hiersteller ënnerstëtzen dëst Format, an et vereinfacht den Datenaustausch. DXF-Import/Export erfuerdert zousätzlech Funktiounen fir d'Schichten, verschidden Entitéiten an Eenheeten ze kontrolléieren, déi am Austauschprozess benotzt ginn. Figur 5 ass e Beispill fir d'Benotzung vum PADS-Tool vu Mentor Graphics fir eng ganz komplex Leiterplatform am DXF-Format z'importéieren:
Virun e puer Joer hunn 3D-Funktiounen ugefaangen a PCB-Tools opzetrieden, dofir ass e Format gebraucht, deen 3D-Donnéeën tëscht Maschinnen an PCB-Tools transferéiere kann. Dofir huet Mentor Graphics den IDF-Format entwéckelt, deen duerno wäit verbreet benotzt gouf, fir Leiterplatin- a Komponentinformatiounen tëscht PCBs a mechaneschen Tools ze transferéieren.
Obwuel den DXF-Format d'Gréisst an d'Dicke vun der Platin enthält, benotzt den IDF-Format d'X- an Y-Positioun vun der Komponent, d'Komponentennummer an d'Héicht vun der Z-Achs. Dëst Format verbessert d'Méiglechkeet, d'Platina an enger dräidimensionaler Vue ze visualiséieren, däitlech. D'IDF-Datei kann och aner Informatiounen iwwer de limitéierte Beräich enthalen, wéi z.B. Héichtenbeschränkungen uewen an ënnen op der Platina.
De System muss den Inhalt vun der IDF-Datei op eng ähnlech Aart a Weis wéi d'DXF-Parameterastellung kontrolléiere kënnen, wéi an der Figur 6 gewisen. Wann e puer Komponenten keng Héichtinformatioun hunn, kann den IDF-Export déi fehlend Informatioun während dem Erstellungsprozess derbäisetzen.
En anere Virdeel vun der IDF-Interface ass, datt béid Parteien d'Komponenten op eng nei Plaz réckele kënnen oder d'Form vun der Platin änneren, an dann eng aner IDF-Datei erstellen kënnen. Den Nodeel vun dëser Method ass, datt déi ganz Datei, déi d'Ännerunge vun der Platin an de Komponenten representéiert, nei importéiert muss ginn, an a verschiddene Fäll kann dat wéinst der Gréisst vun der Datei laang daueren. Zousätzlech ass et schwéier ze bestëmmen, wéi eng Ännerunge mat der neier IDF-Datei gemaach goufen, besonnesch op gréissere Leiterplatinen. IDF-Benotzer kënnen eventuell personaliséiert Skripter erstellen, fir dës Ännerungen ze bestëmmen.
Fir 3D-Donnéeën besser ze iwwerdroen, sichen Designer no enger verbesserter Method, an dofir ass de STEP-Format entstanen. De STEP-Format kann d'Gréisst vun der Platin an d'Komponentenlayout vermëttelen, awer nach méi wichteg ass, datt d'Komponent net méi eng einfach Form mat nëmmen engem Héichtewäert ass. De STEP-Komponentenmodell bitt eng detailléiert a komplex Duerstellung vu Komponenten an dräidimensionaler Form. Souwuel d'Platin- wéi och d'Komponenteninformatioune kënnen tëscht der PCB an der Maschinn transferéiert ginn. Et gëtt awer nach ëmmer kee Mechanismus fir Ännerungen ze verfollegen.
Fir den Austausch vu STEP-Dateien ze verbesseren, hu mir de ProSTEP-Format agefouert. Dëse Format kann déiselwecht Donnéeën ewéi IDF a STEP réckelen an huet grouss Verbesserungen - et kann Ännerungen verfollegen an et bitt och d'Méiglechkeet, am urspréngleche System vum Thema ze schaffen an all Ännerungen ze iwwerpréiwen, nodeems eng Baseline etabléiert gouf. Nieft der Iwwerwaachung vun Ännerungen kënnen d'PCB- an d'Maschineningenieuren och all oder eenzel Komponentännerungen am Layout an an der Platform guttgeheescht ginn. Si kënnen och verschidde Platengréissten oder Komponentenplaze proposéieren. Dës verbessert Kommunikatioun etabléiert en ECO (Engineering Change Order), deen et nach ni virdrun gouf, tëscht ECAD an der mechanescher Grupp (Figur 7).
Hautdesdaags ënnerstëtzen déi meescht ECAD- a mechanesch CAD-Systemer d'Benotzung vum ProSTEP-Format fir d'Kommunikatioun ze verbesseren, doduerch vill Zäit ze spueren an déi deier Feeler ze reduzéieren, déi duerch komplex elektromechanesch Designen entstoe kënnen. Méi wichteg ass, datt Ingenieuren eng komplex Leiterplatform mat zousätzleche Restriktioune kreéiere kënnen an dës Informatioun dann elektronesch iwwerdroe kënnen, fir ze vermeiden, datt een d'Platgréisst falsch nei interpretéiert an doduerch Zäit ze spueren.
Wann Dir dës DXF-, IDF-, STEP- oder ProSTEP-Datenformater net benotzt hutt fir Informatiounen auszetauschen, sollt Dir hir Notzung kontrolléieren. Iwwerleet Iech dësen elektroneschen Datenaustausch ze benotzen, fir keng Zäit méi ze verschwenden fir komplex Leiterplatformen nei ze kreéieren.