教你设计不规则形状的PCB.doc

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1、教你设计不规则形状的PCB　　我们预想中的完整PCB通常都是规整的矩形形状。虽然大多数设计确实是矩形的，但是很多设计都需要不规则形状的电路板，而这类形状往往不太容易设计。本文介绍了如何设计不规则形状的PCB。　　如今，PCB的尺寸在不断缩小，而电路板中的功能也越来越多，再加上时钟速度的提高，设计也就变得愈加复杂了。那么，让我们来看看该如何处理形状更为复杂的电路板。　　如图1所示，简单PCI电路板外形可以很容易地在大多数EDALayout工具中进行创建。　　　　图1：常见PCI电路板的外形。　　然而，当电路板外形需要适应具有高度限制的复杂外壳时，对于PCB设计人员来说就没那么容易了，因为这些工

2、具中的功能与机械CAD系统的功能并不一样。图2中所示的复杂电路板主要用于防爆外壳，因此受到诸多机械限制。想要在EDA工具中重建此信息可能需要很长时间而且并不具有成效。因为，机械工程师很有可能已经创建了PCB设计人员所需的外壳、电路板外形、安装孔位置和高度限制。　　　　图2：在本示例中，必须根据特定的机械规范设计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，因此即使电路板外形并不复杂（如图3中所示），重建时间也可能比预期时间要长。　　　　图3：设计多个弧度和不同的半径曲线可能需要很长时间。　　这些仅仅是复杂电路板外形的几个例子。然而，从当今的消费类电子产品中，您会惊奇地发现有

3、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。您最先想到的应该是智能手机和平板电脑，但其实还有很多类似的例子。　　如果您返还租来的汽车，那么可能可以看到服务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，所有这些设备都采用刚性/柔性电路板（图4），其中传统的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/柔性电路板允许最大限度地利用可用空间。　　那么，问题是“如何将已定义的机械工程规范导入到PCB设计工具中呢？”在机械图纸中复用这些数据可以消除重复工作，更重要的是还可以消除人为错误。

4、　　我们可以使用DXF、IDF或ProSTEP格式将所有信息导入到PCBLayout软件中，从而解决此问题。这样做既可以节省大量时间，还可以消除可能出现的人为错误。接下来，我们将逐一了解这些格式。　　　　图形交换格式—DXF　　DXF是一种沿用时间最久、使用最为广泛的格式，主要通过电子方式在机械和PCB设计域之间交换数据。AutoCAD在20世纪80年代初将其开发出来。这种格式主要用于二维数据交换。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换。DXF导入/导出需要额外的功能来控制将在交换过程中使用的层、不同实体和单元。图5就是使用MentorGraphics的PADS工具以D

5、XF格式导入非常复杂的电路板外形的一个示例：　　　　图5：PCB设计工具（如这里介绍的PADS）需要能够使用DXF格式控制所需的各种参数。　　几年前，三维功能开始出现在PCB工具中，于是需要一种能在机械和PCB工具之间传送三维数据的格式。由此，MentorGraphics开发出了IDF格式，随后该格式被广泛用于在PCB和机械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格式使用元件的X和Y位置、元件位号以及元件的Z轴高度。这种格式大大改善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制。　　系统

6、需要能够以与DXF参数设置类似的方式，来控制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缺少的信息。　　　　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更改电路板外形，然后创建一个不同的IDF文件。这种方法的缺点是，需要重新导入表示电路板和元器件更改的整个文件，并且在某些情况下，由于文件大小可能需要很长时间。此外，很难通过新的IDF文件确定进行了哪些更改，特别是在较大的电路板上。IDF的用户最终可创建自定义脚本来确定这些更改。　　　　STEP和ProSTEP　

7、　为了更好地传送三维数据，设计人员都在寻找一种改良方式，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，但更重要的是，元器件不再是具有一个仅具有高度值的简单形状。STEP元器件模型以三维形式对元件进行了详细而复杂的表示。电路板和元器件信息都可以在PCB和机械之间进行传递。然而，仍然没有可以进行跟踪更改的机制。　　为了改进STEP文件交换，我们引入了ProSTEP格式。这种格式可移动与IDF和