Mechanika łączy się z elektroniką bezproblemowo w projektowaniu wielopłytowych PCB

Jeśli naprawdę poświęcisz czas, aby docenić układ PCB, odkryjesz, że płytki drukowane są równie dużo dziełem sztuki, co są napędzane przez naukę i inżynierię. Projektowanie wielopłytowych PCB tylko rozszerza możliwości pod względem formy, funkcji i możliwości. Rzeczywistość jest taka, że wiele produktów to systemy wielopłytowe, a potrzeba integracji wielu PCB w jedną paczkę lub ekosystem jest specjalizowanym obszarem rozwoju elektroniki.

Co sprawia, że systemy wielopłytowe są bardziej skomplikowane niż praca z pojedynczym PCB? To nie chodzi o trudność koncepcji, ale raczej o fakt, że połączenia międzypłytowe mogą być podatne na błędy. Co więcej, ręczna kontrola i weryfikacja są czasochłonne i, szczerze mówiąc, pozostawiają wiele do życzenia pod względem dokładności. Kiedykolwiek się to zdarza, branża EDA wkracza z całą gamą narzędzi do projektowania i weryfikacji, które mogą łatwo sprawdzać łączność w systemach wielopłytowych. Jeśli nigdy nie widziałeś tych narzędzi w akcji, oto lista dużych problemów, które rozwiązują zarówno mechanicznie, jak i elektrycznie.

Strona Mechaniczna

Oszczędność miejsca bez kosztów

Projekty wielopłytowe oferują kilka interesujących sposobów na efektywne wykorzystanie dostępnej przestrzeni w obudowie. W porównaniu z inną opcją, jaką jest sztywno-elastyczna płytka PCB, systemy wielopłytowe zazwyczaj kosztują mniej ze względu na niższe koszty produkcji PCB oraz niższe koszty połączeń międzypłytowych.

Jak można osiągnąć tę efektywność przestrzenną w systemach wielopłytowych? Oto kilka pomysłów:

• Układanie płyt jeden na drugim za pomocą złączy nagłówkowych lub złączy mezzanine
• Układanie pod kątem prostym wzdłuż ścian obudowy
• Układanie płyt za pomocą szyn mechanicznych w obudowie
• Niskoprofilowe połączenia za pomocą złączy krawędziowych
• Układanie pod dziwnymi kątami lub połączenia za pomocątaśm z elastycznego obwodu drukowanego (FPC)

Wszystkie te techniki układania i łączenia wymagają eksploracji wymiaru Z wewnątrz obudowy. Oznacza to, że potrzebujesz, co najmniej, narzędzi do wizualizacji 3D, używających standardowych formatów modeli 3D dla PCB i jego komponentów.

A co z kontrolą błędów? Oczywiście, narzędzia do projektowania 3D pozwalają na dowolne orientowanie płyt, ale jak można wiedzieć, że pasują one do siebie poprawnie i bez mechanicznych interferencji? To jest moment, gdy należy zaangażować inżyniera MCAD do podjęcia tych zadań projektowych.

Współpracuj z inżynierem mechanikiem

Projektowanie wielopłytowych PCB wymaga wyjścia poza własne ograniczenia i bezpośredniej współpracy z inżynierem mechanikiem. Inżynier mechanik odgrywa bardzo ważną rolę w projektowaniu systemów wielopłytowych, która wykracza poza tworzenie obudowy. Ich praca rozciąga się na kilka ważnych zadań projektowych, które będą miały wpływ na układ elektryczny:

• Planowanie przebiegu kabli lub przewodów
• Planowanie kolejności montażu mechanicznego i elektrycznego w obudowie
• Określanie otworów w obudowie na przyciski, złącza itp.
• Identyfikacja kolizji między komponentami w produkcie
• Włączanie elementów chłodzących aktywnych lub pasywnych

Najważniejszym aspektem rozwoju produktu pod kątem projektowania mechanicznego jest forma i dopasowanie w obudowie, w tym w odniesieniu do montażu wielu PCB w system. Ściśle związany z projektowaniem mechanicznym jest projekt elektryczny, ponieważ moc i sygnał będą musiały być przekazywane między płytami. Tutaj narzędzia do projektowania wielopłytowego bezpośrednio w platformie CAD mogą pomóc utrzymać projekt w ryzach i wolny od błędów elektrycznych.

Strona Elektryczna

W obrębie pojedynczej płytki PCB projekt elektryczny jest taki sam, jak w przypadku wielopłytowego PCB. Narzędzia do układania i trasowania pełnią ważne funkcje sprawdzania projektu pod kątem ograniczeń i automatyzacji procesu tworzenia układu PCB. W domenie wielopłytowej masz do czynienia z wieloma płytami i muszą być zdefiniowane połączenia między tymi płytami. Tutaj właśnie funkcje projektowania w domenie wielopłytowej wkraczają, aby zapewnić poprawność projektu elektrycznego.

Narzędzia do projektowania wielopłytowych PCB mogą sprawdzać połączenia sieci między różnymi płytami na podstawie ich mechanicznych połączeń za pomocą złączy lub okablowania. System DRC w domenie wielopłytowej zapewnia, że odpowiednie sieci zostaną połączone, gdy każda płyta w systemie zostanie ze sobą połączona. Podczas łączenia na złączu, naruszenia logicznego połączenia sieci mogą być wykryte przez silnik ERC.

Podczas gdy masz powierzchnie łączenia między złączami lub połączeniami krawędziowymi, kontrola reguł dotyczy zapobiegania zwarciami lub niezgodnościom wyprowadzeń złączy.

Powinieneś nadal sprawdzać swoje rozmieszczenie pinów pod kątem ich indywidualnych połączeń i orientacji jako część regularnej kontroli projektu, ale funkcja sprawdzania zasad połączeń między płytkami pomaga wyłapać te problemy między sesjami przeglądu. Przy złączu o dużej liczbie pinów łączącym płytki, takim jak te obejmujące setki połączeń, jest to ogromny oszczędność czasu, ponieważ może wykryć bardzo ważny błąd i możliwie wyeliminować godziny przekładania ścieżek.

Bez względu na to, czy potrzebujesz zbudować niezawodną elektronikę mocy czy zaawansowane systemy cyfrowe, użyj kompletnego zestawu funkcji projektowania PCB i światowej klasy narzędzi CAD w Altium Designer®. Aby wdrożyć współpracę w dzisiejszym środowisku interdyscyplinarnym, innowacyjne firmy korzystają z platformy Altium 365™, aby łatwo udostępniać dane projektowe i wprowadzać projekty do produkcji.

Przedstawiliśmy tylko niewielką część możliwości, jakie oferuje Altium Designer na Altium 365. Zacznij swoją darmową próbę Altium Designer + Altium 365 już dziś.