我們預想中的完整PCB多層板通常都是規整的矩形形狀。雖然大多數設計確實(shí)是矩形的，但是很多設計都需要不規則形狀的電路板，而這類(lèi)形狀往往不太容易設計。本文給大家講解一下如何設計不規則形狀的PCB多層板。 

如今，pcb板的尺寸在不斷縮小，而電路板中的功能也越來(lái)越多，再加上時(shí)鐘速度的提高，設計也就變得愈加復雜了。那么，讓我們來(lái)看看該如何處理形狀更為復雜的電路板。 

如圖1所示，簡(jiǎn)單PCI電路板外形可以很容易地在大多數EDA Layout工具中進(jìn)行創(chuàng )建。 

圖1：常見(jiàn)PCI電路板的外形

然而，當電路板外形需要適應具有高度限制的復雜外殼時(shí)，對于PCB設計人員來(lái)說(shuō)就沒(méi)那么容易了，因為這些工具中的功能與機械CAD系統的功能并不一樣。圖2中所示的復雜電路板主要用于防爆外殼，因此受到諸多機械限制。想要在EDA工具中重建此信息可能需要很長(cháng)時(shí)間而且并不具有成效。因為，機械工程師很有可能已經(jīng)創(chuàng )建了PCB設計人員所需的外殼、電路板外形、安裝孔位置和高度限制。 

圖2：在本示例中，必須根據特定的機械規范設計PCB，以便其能放入防爆容器中

由于電路板中存在弧度和半徑，因此即使電路板外形并不復雜（如圖3中所示），重建時(shí)間也可能比預期時(shí)間要長(cháng)。 

圖3：設計多個(gè)弧度和不同的半徑曲線(xiàn)可能需要很長(cháng)時(shí)間

這些僅僅是復雜電路板外形的幾個(gè)例子。然而，從當今的消費類(lèi)電子產(chǎn)品中，您會(huì )驚奇地發(fā)現有很多工程都試圖在一個(gè)小型封裝中加入所有的功能，而這個(gè)封裝并不總是矩形的。您最先想到的應該是智能手機和平板電腦，但其實(shí)還有很多類(lèi)似的例子。 

如果您返還租來(lái)的汽車(chē)，那么可能可以看到服務(wù)員用手持掃描儀讀取汽車(chē)信息，然后與辦公室進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信。該設備還連接了用于即時(shí)收據打印的熱敏打印機。事實(shí)上，所有這些設備都采用剛性/柔性電路板（圖4），其中傳統的PCB線(xiàn)路板與柔性印刷電路互連，以便能夠折疊成小空間。 

圖4：剛性/柔性電路板允許最大限度地利用可用空間

那么，問(wèn)題是“如何將已定義的機械工程規范導入到PCB設計工具中呢？”在機械圖紙中復用這些數據可以消除重復工作，更重要的是還可以消除人為錯誤。 

我們可以使用DXF、IDF或ProSTEP格式將所有信息導入到PCB Layout軟件中，從而解決此問(wèn)題。這樣做既可以節省大量時(shí)間，還可以消除可能出現的人為錯誤。接下來(lái)，我們將逐一了解這些格式。 

圖形交換格式—DXF 

DXF是一種沿用時(shí)間最久、使用最為廣泛的格式，主要通過(guò)電子方式在機械和PCB設計域之間交換數據。AutoCAD在20世紀80年代初將其開(kāi)發(fā)出來(lái)。這種格式主要用于二維數據交換。大多數PCB工具供應商都支持此格式，而它確實(shí)也簡(jiǎn)化了數據交換。DXF導入/導出需要額外的功能來(lái)控制將在交換過(guò)程中使用的層、不同實(shí)體和單元。圖5就是使用Mentor Graphics的PADS工具以DXF格式導入非常復雜的電路板外形的一個(gè)示例： 

圖5：PCB設計工具（如這里介紹的PADS）需要能夠使用DXF格式控制所需的各種參數

幾年前，三維功能開(kāi)始出現在PCB工具中，于是需要一種能在機械和PCB工具之間傳送三維數據的格式。由此，Mentor Graphics開(kāi)發(fā)出了IDF格式，隨后該格式被廣泛用于在PCB和機械工具之間傳輸電路板和元器件信息。 

雖然DXF格式包含電路板尺寸和厚度，但是IDF格式使用元件的X和Y位置、元件位號以及元件的Z軸高度。這種格式大大改善了在三維視圖中可視化PCB的功能。IDF文件中可能還會(huì )納入有關(guān)禁布區的其他信息，例如電路板頂部和底部的高度限制。 

系統需要能夠以與DXF參數設置類(lèi)似的方式，來(lái)控制IDF文件中將包含的內容，如圖6中所示。如果某些元器件沒(méi)有高度信息IDF導出能夠在創(chuàng )建過(guò)程中添加缺少的信息。 

圖6：可以在PCB設計工具（此示例為PADS）中設置參數

IDF界面的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，任何一方都可以將元器件移動(dòng)到新位置或更改電路板外形，然后創(chuàng )建一個(gè)不同的IDF文件。這種方法的缺點(diǎn)是，需要重新導入表示電路板和元器件更改的整個(gè)文件，并且在某些情況下，由于文件大小可能需要很長(cháng)時(shí)間。此外，很難通過(guò)新的IDF文件確定進(jìn)行了哪些更改，特別是在較大的電路板上。IDF的用戶(hù)最終可創(chuàng )建自定義腳本來(lái)確定這些更改。 

    STEP和ProSTEP 

    為了更好地傳送三維數據，設計人員都在尋找一種改良方式，STEP格式應運而生。STEP格式可以傳送電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個(gè)僅具有高度值的簡(jiǎn)單形狀。STEP元器件模型以三維形式對元件進(jìn)行了詳細而復雜的表示。電路板和元器件信息都可以在PCB和機械之間進(jìn)行傳遞。然而，仍然沒(méi)有可以進(jìn)行跟蹤更改的機制。 

    為了改進(jìn)STEP文件交換，我們引入了ProSTEP格式。這種格式可移動(dòng)與IDF和STEP相同的數據，并且具有很大的改進(jìn)–它可以跟蹤更改，也可以提供在學(xué)科原始系統中工作及在建立基準后審查任何更改的功能。除了查看更改之外，PCB和機械工程師還可以批準布局、電路板外形修改中的所有或單個(gè)元器件更改。他們還可以提出不同的電路板尺寸或元器件位置建議。這種經(jīng)改進(jìn)的溝通在ECAD與機械組之間建立了一個(gè)以前從未存在的ECO（工程變更單）（圖7）。 

圖7：建議更改、在原始工具上查看更改、批準更改或提出不同建議

現在，大多數ECAD和機械CAD系統都支持使用ProSTEP格式來(lái)改進(jìn)溝通，從而節省大量時(shí)間并減少復雜的機電設計可能帶來(lái)的代價(jià)高昂的錯誤。更重要的是，工程師可以創(chuàng )建一個(gè)具有額外限制的復雜電路板外形，然后通過(guò)電子方式傳遞此信息，以避免有人錯誤地重新詮釋電路板尺寸，從而達到節省時(shí)間的目的。 

總結 

如果您還沒(méi)有使用過(guò)這些DXF、IDF、STEP 或 ProSTEP數據格式交換信息，則您應檢查他們的使用情況?？梢钥紤]使用這種電子數據交換，停止浪費時(shí)間來(lái)重新創(chuàng )建復雜的電路板外形。

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