異形PCB多層板，你該如何設(shè)計？

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現(xiàn)在PCB的尺寸在縮小，PCB的功能越來越多。再加上時鐘速度的提高，設(shè)計變得越來越復(fù)雜。所以，我們來看看如何處理更復(fù)雜形狀的電路板。

如圖1，在大多數(shù)EDA  Layout工具中可以輕松創(chuàng)建簡單的PCI電路板形狀。

圖1:常見的PCI電路板概述

圖1:常見的PCI電路板概述

但是，當(dāng)電路板形狀需要適應(yīng)高度受限的復(fù)雜殼體時，對于PCB設(shè)計人員來說并不那么容易，因為這些工具的功能與機械CAD系統(tǒng)不同。圖2所示的復(fù)雜電路板主要用于防爆外殼，因此受到很多機械限制。在EDA工具中重建這些信息可能需要很長時間，并且效率不高。因為，很有可能是機械工程師創(chuàng)造了PCB設(shè)計師所要求的外殼、電路板形狀、安裝孔位置、高度限制。

圖2:在這個例子中，印刷電路板必須根據(jù)特定的機械規(guī)格進行設(shè)計，以便可以放置在防爆容器中

圖2:在這個例子中，印刷電路板必須根據(jù)特定的機械規(guī)格進行設(shè)計，以便可以放置在防爆容器中

由于電路板中的弧度和半徑，即使電路板形狀不復(fù)雜(如如圖3所示)，重建時間也可能比預(yù)期的要長。

圖3:設(shè)計具有多個弧度和不同半徑的曲線可能需要很長時間

圖3:設(shè)計具有多個弧度和不同半徑的曲線可能需要很長時間

這些只是復(fù)雜電路板形狀的幾個例子。但是，從今天的消費電子產(chǎn)品中，你會驚訝地發(fā)現(xiàn)，很多項目試圖將所有功能都添加到一個小包裝中，這個包裝并不總是矩形的。首先想到的應(yīng)該是智能手機和平板電腦，但類似的例子還有很多。

如果你歸還租車，你可能會看到服務(wù)員用手持掃描儀讀取汽車信息，然后與辦公室無線通信。該設(shè)備還與熱敏打印機相連，用于即時打印收據(jù)。事實上，所有這些設(shè)備都采用剛性/柔性印刷電路板(圖4)，其中傳統(tǒng)的印刷電路板布線板與柔性印刷電路互連，以便能夠折疊成小空間。

圖4:剛性/柔性印刷電路板允許最大限度地利用可用空間

圖4:剛性/柔性印刷電路板允許最大限度地利用可用空間

那么，問題是“如何將定義好的機械工程規(guī)范導(dǎo)入到PCB設(shè)計工具中？”在機械圖紙中重用這些數(shù)據(jù)可以消除重復(fù)工作，更重要的是，消除人為錯誤。

我們可以使用DXF、IDF或ProSTEP格式將所有信息導(dǎo)入到PCB布局軟件中，從而解決這個問題。這不僅可以節(jié)省大量時間，還可以消除可能的人為錯誤。接下來，我們將看看這些格式中的每一種。

圖形交換格式——DXF

DXF是最古老和使用最廣泛的格式之一，主要通過電子手段在機械和印刷電路板設(shè)計領(lǐng)域之間交換數(shù)據(jù)。AutoCAD年代初開發(fā)的。這種格式主要用于二維數(shù)據(jù)交換。大多數(shù)印刷電路板工具供應(yīng)商支持這種格式，并且它確實簡化了數(shù)據(jù)交換。DXF導(dǎo)入/導(dǎo)出需要額外的功能來控制交換過程中使用的層、不同實體和單元。圖5是使用Mentor  Graphics的PADS工具以DXF格式導(dǎo)入非常復(fù)雜的電路板形狀的示例：

圖5:印刷電路板設(shè)計工具(如這里介紹的焊盤)需要能夠使用

幾年前，三維功能開始出現(xiàn)在PCB工具中，所以需要一種能夠在機械和PCB工具之間傳輸三維數(shù)據(jù)的格式。因此，Mentor  Graphics開發(fā)了IDF格式，然后廣泛用于在PCB和機械工具之間傳輸電路板和組件信息。

DXF格式包括電路板尺寸和厚度，而IDF格式使用組件的X和Y位置、組件標簽號和組件的Z軸高度。這種格式大大提高了三維視圖中可視化PCB的功能。有關(guān)關(guān)禁布區(qū)的其他信息也可能包含在IDF文件中，例如電路板頂部和底部的高度限制。

系統(tǒng)需要能夠以類似于DXF參數(shù)設(shè)置的方式控制包含在IDF文件中的內(nèi)容，如如圖6所示。如果某些元件沒有高度信息，IDF導(dǎo)出可以在創(chuàng)建過程中添加缺失的信息。

圖6:可以在印刷電路板設(shè)計工具中設(shè)置參數(shù)(本例中為焊盤)

圖6:可以在印刷電路板設(shè)計工具中設(shè)置參數(shù)(本例中為焊盤)

IDF接口的另一個優(yōu)點是，任何一方都可以將組件移動到新的位置或更改電路板形狀，然后創(chuàng)建不同的IDF文件。這個方法的缺點是，需要重新導(dǎo)入代表電路板和組件更改的整個文件，在某些情況下，由于文件大小的原因，可能需要很長時間。此外，很難確定通過新的IDF文件進行了哪些更改，尤其是在較大的電路板上。IDF的用戶最終可以創(chuàng)建自定義腳本來確定這些更改。

踏步和俯臥

為了更好的傳輸3D數(shù)據(jù)，設(shè)計師們在尋找一種改進的方式，STEP格式應(yīng)運而生。STEP格式可以傳遞電路板尺寸和元件布局，但更重要的是，元件不再是只有高度值的簡單形狀。STEP組件模型以3D形式詳細、復(fù)雜地表示組件。電路板和元件信息可以在印刷電路板和機器之間傳遞。然而，仍然沒有跟蹤變化的機制。

為了改進STEP文件交換，我們引入了ProSTEP格式。這種格式可以移動與IDF和STEP相同的數(shù)據(jù)，并且它得到了極大的改進——它可以跟蹤變化，并且它還可以提供在學(xué)科原始系統(tǒng)中工作以及在建立基準之后審查任何變化的功能。除了查看更改，PCB和機械工程師還可以批準布局和電路板輪廓修改中的所有或單個組件更改。他們還可以建議不同的電路板尺寸或元件位置。這種改進的溝通在ECAD和機械組之間建立了工程變更單(ECO)(圖7)。

圖7:建議變更，在原始工具上查看變更，批準變更，或者提出不同的建議

圖7:建議變更，在原始工具上查看變更，批準變更，或者提出不同的建議

現(xiàn)在大部分ECAD和機械CAD系統(tǒng)都支持使用ProSTEP格式來提高通訊，從而節(jié)省了大量的時間，減少了復(fù)雜的機電設(shè)計可能帶來的代價高昂的錯誤。更重要的是，工程師可以創(chuàng)建帶有附加限制的復(fù)雜電路板形狀，然后以電子方式傳輸該信息，以避免有人錯誤地重新解釋電路板尺寸，從而節(jié)省時間。

摘要

如果您沒有使用這些DXF、IDF、STEP或ProSTEP數(shù)據(jù)格式來交換信息，您應(yīng)該檢查它們的使用情況。我們可以考慮使用這種電子數(shù)據(jù)交換來停止浪費時間來重建復(fù)雜的電路板形狀。