干货 | 学会设计不规则外形PCB看这一篇就够了

如今，PCB 的尺寸在不断缩小，而电路板中的功能也越来越多，再加上时钟速率的提高，设计也就变得愈加繁芜了。

如图1所示，大略 PCI 电路板形状可以很随意马虎地在大多数 EDA Layout 工具中进行创建。

图 1：常见 PCI 电路板的形状。

然而，当电路板形状须要适应具有高度限定的繁芜外壳时，对付 PCB 设计职员来说就没那么随意马虎了，由于这些工具中的功能与机器 CAD 系统的功能并不一样。
图 2 中所示的繁芜电路板紧张用于防爆外壳，因此受到诸多机器限定。
想要在 EDA 工具中重修此信息可能须要很永劫光而且并不具有成效。
由于，机器工程师很有可能已经创建了 PCB 设计职员所需的外壳、电路板形状、安装孔位置和高度限定。

图 2：在本示例中，必须根据特定的机器规范设计 PCB，以便其能放入防爆容器中。

由于电路板中存在弧度和半径，因此纵然电路板形状并不繁芜（如图 3 中所示），重修韶光也可能比预期韶光要长。

图 3：设计多个弧度和不同的半径曲线可能须要很永劫光。

这些仅仅是繁芜电路板形状的几个例子。
然而，从当今的消费类电子产品中，您会惊奇地创造有很多工程都试图在一个小型封装中加入所有的功能，而这个封装并不总是矩形的。
您最先想到的该当是智好手机和平板电脑，但实在还有很多类似的例子。

如果您返还租来的汽车，那么可能可以看到做事员用手持扫描仪读取汽车信息，然后与办公室进行无线通信。
该设备还连接了用于即时收据打印的热敏打印机。
事实上，所有这些设备都采取刚性/柔性电路板（图 4），个中传统的 PCB 电路板与柔性印刷电路互连，以便能够折叠成小空间。

图 4：刚性/柔性电路板许可最大限度地利用可用空间。

那么，问题是“如何将已定义的机器工程规范导入到 PCB 设计工具中呢？”在机器图纸中复用这些数据可以肃清重复事情，更主要的是还可以肃清人为缺点。

我们可以利用 DXF、IDF 或 ProSTEP 格式将所有信息导入到 PCB Layout 软件中，从而办理此问题。
这样做既可以节省大量韶光，还可以肃清可能涌现的人为缺点。
接下来，我们将逐一理解这些格式。

DXF 是一种沿用韶光最久、利用最为广泛的格式，紧张通过电子办法在机器和 PCB 设计域之间交流数据。
AutoCAD 在 20 世纪 80 年代初将其开拓出来。
这种格式紧张用于二维数据交流。
大多数 PCB 工具供应商都支持此格式，而它确实也简化了数据交流。
DXF 导入/导出须要额外的功能来掌握将在交流过程中利用的层、不同实体和单元。
图5便是利用 Mentor Graphics 的 PADS 工具以 DXF 格式导入非常繁芜的电路板形状的一个示例：

图 5：PCB 设计工具（如这里先容的 PADS）须要能够利用 DXF 格式掌握所需的各种参数。

几年前，三维功能开始涌如今 PCB 工具中，于是须要一种能在机器和 PCB 工具之间传送三维数据的格式。
由此，Mentor Graphics 开拓出了 IDF 格式，随后该格式被广泛用于在 PCB 和机器工具之间传输电路板和元器件信息。

虽然 DXF 格式包含电路板尺寸和厚度，但是IDF 格式利用元件的 X 和 Y 位置、元件位号以及元件的 Z 轴高度。
这种格式大大改进了在三维视图中可视化 PCB 的功能。
IDF 文件中可能还会纳入有关禁布区的其他信息，例如电路板顶部和底部的高度限定。

系统须要能够以与 DXF 参数设置类似的办法，来掌握 IDF 文件中将包含的内容，如图 6 中所示。
如果某些元器件没有高度信息，IDF 导出能够在创建过程中添加短缺的信息。

图 6：可以在 PCB 设计工具（此示例为 PADS）中设置参数。

IDF 界面的另一个优点是，任何一方都可以将元器件移动到新位置或变动电路板形状，然后创建一个不同的 IDF 文件。
这种方法的缺陷是，须要重新导入表示电路板和元器件变动的全体文件，并且在某些情形下，由于文件大小可能须要很永劫光。
此外，很难通过新的 IDF 文件确定进行了哪些变动，特殊是在较大的电路板上。
IDF 的用户终极可创建自定义脚本来确定这些变动。

为了更好地传送三维数据，设计职员都在探求一种改良办法，STEP 格式应运而生。
STEP 格式可以传送电路板尺寸和元器件布局，但更主要的是，元器件不再是具有一个仅具有高度值的大略形状。
STEP 元器件模型以三维形式对元件进行了详细而繁芜的表示。
电路板和元器件信息都可以在 PCB 和机器之间进行通报。
然而，仍旧没有可以进行跟踪变动的机制。

为了改进 STEP 文件交流，我们引入了 ProSTEP 格式。
这种格式可移动与 IDF 和 STEP 相同的数据，并且具有很大的改进 – 它可以跟踪变动，也可以供应在学科原始系统中事情及在建立基准后审查任何变动的功能。
除了查看变动之外，PCB 和机器工程师还可以批准布局、电路板形状修正中的所有或单个元器件变动。
他们还可以提出不同的电路板尺寸或元器件位置建议。
这种经改进的沟通在 ECAD 与机器组之间建立了一个以前从未存在的 ECO（工程变更单）（图 7）。

图 7：建议变动、在原始工具上查看变动、批准变动或提出不同建议。

现在，大多数 ECAD 和机器 CAD 系统都支持利用 ProSTEP 格式来改进沟通，从而节省大量韶光并减少繁芜的机电设计可能带来的代价高昂的缺点。
更主要的是，工程师可以创建一个具有额外限定的繁芜电路板形状，然后通 过电子办法通报此信息，以避免有人缺点地重新诠释电路板尺寸，从而达到节省韶光的目的。

如果您还没有利用过这些 DXF、IDF、STEP 或 ProSTEP 数据格式交流信息，则您应检讨他们的利用情形。
可以考虑利用这种电子数据交流，停滞摧残浪费蹂躏韶光来重新创建繁芜的电路板形状。