Nigdy nie lekceważ siły makiety

Możliwość wykonania modelu 3D w oprogramowaniu do projektowania to nieocenione narzędzie, które niewątpliwie zapobiegło niezliczonym przeprojektowaniom i zmianom rewizji. Jest to szczególnie potężne w świecie elastycznych i sztywno-elastycznych obwodów drukowanych. Kiedy obwód ma być zginany, składany lub formowany, bardzo łatwo jest popełnić błąd związany z rozmieszczeniem wyprowadzeń i orientacją.

Przed możliwością modelowania tego w narzędziu projektowym, często używano papierowych modeli i wycięć z mylaru do modelowania elastycznych lub sztywno-elastycznych obwodów drukowanych. Te techniki są nadal ważne i często używane przy złożonych projektach o wysokim stopniu ryzyka z wieloma zginaniami i składaniami. Chciałbym podzielić się kilkoma przykładami w tym blogu.

Czy możesz się utożsamić z tym scenariuszem? Pracujesz nad skomplikowanym projektem, który obejmuje serię pięciu ułożonych na sobie szkieletów, każdy połączony trójwarstwowym sztywno-giętkim PCB, które po zainstalowaniu przekroczy zalecaną wartość promienia zginania dla materiałów. Projekt sam w sobie jest skomplikowany, ale pojawiają się również dodatkowe wyzwania. Po pierwsze, przestrzeń na głowicę jest ograniczona, co utrudnia instalację, a do tego jest to aplikacja kosmiczna, wymagająca długoterminowej niezawodności. To zdecydowanie nie jest idealna sytuacja. Gdy sztywno-giętkie PCB zostaną połączone, nie będzie możliwości powrotu i rozwiązywania problemów. Co więc robią doświadczeni weterani branży? Najpierw wykonują modelowanie 3D w swoim narzędziu do projektowania, a następnie, jako dodatkowy poziom zabezpieczenia, uwzględniają czas i dodatkowe koszty związane z tym, że ich producent dostarczy makietę sztywno-giętkiego PCB, aby być absolutnie pewnym, że rozmieszczenie pinów i funkcjonalność są poprawne przed ostateczną instalacją.

Istnieje kilka sposobów podejścia do tego. W tej konkretnej sytuacji, producent elastycznych laminatów stworzył makiety z dokładnie takim samym zestawem materiałów, aby upewnić się, że nawet przy naruszeniach promienia zginania projekt zakończy się sukcesem. Gdy otrzymano produkt końcowy, wszyscy byli dość pewni, że sprawdzi się on w środowisku o wysokiej niezawodności i nie będzie potrzeby rozmontowywania połączenia składanych szafek do diagnozowania problemów. Dobrze zainwestowany czas i pieniądze!

Nie wszystkie przykłady są aż tak skomplikowane. Jednym z niedawno podzielonych ze mną przykładów była właściwie pewnego rodzaju „wojenna historia”. Wiecie, te historie, które wydają się absurdalnie stresujące, gdy jesteś w ich środku, a potem dostarczają godzin rozrywki, gdy później przypominasz sobie wydarzenia i heroiczne wysiłki potrzebne do ich rozwiązania? W tym przypadku chodziło o serię 10 giętkich połączeń w jednostce, które wszystkie zginały się, składały i w jakiś sposób dopasowywały do opakowania. Tak, możesz myśleć, że to DOKŁADNIE dlatego giętkie połączenia są ważnym narzędziem w skrzynce narzędziowej projektanta. Ale zarządzanie serią 10 takich elementów okazało się skomplikowanym wysiłkiem projektowym. Rozmieszczenie pinów, promień zginania, pętle serwisowe itp. są tym trudniejsze przy tym poziomie złożoności. Jeden z biednych kierowników programu w końcu podniósł ręce do góry i poprosił, aby wszystkie giętkie połączenia zostały zwiększone o 10 cali, aby upewnić się, że wszystko pasuje i formuje się jak potrzeba.

Wiem, kolejną typową cechą "opowieści wojennej" jest to, że z perspektywy czasu wszystko wydaje się jasne - błędy przeszłości wydają się tak łatwe do uniknięcia. Ale to zupełnie inna historia w gorącym momencie. Rzeczywistość tej decyzji polegała na tym, że podczas instalacji wszędzie były elastyczne "pętle", co było niezwykle trudne, jeśli nie niemożliwe do zrozumienia. Patrząc wstecz, dodanie 10 cali do każdego elastycznego elementu bez modelowania było pochopną decyzją, która znacznie zwiększyła koszty każdego projektu i dodała znaczącą złożoność do montażu, który, ostatecznie, i tak nie łączył się dobrze.

Ostatnio badałem historie związane z elastycznymi obwodami drukowanymi i odkryłem, że moc i wartość makiet była jasnym i wspólnym motywem. W wielu przypadkach symulacja 3D elastycznego obwodu w użyciu była nieoceniona dla zrozumienia, jak realizowane będą rozmieszczenie pinów, promień zginania itp. w finalnym użyciu. Ponadto, interesujące było usłyszeć, że dobra, stara metoda makiet z mylaru lub "lalek z papieru" wciąż jest używana dla złożonych i wysokiego ryzyka projektów. W pewnych okolicznościach, poświęcenie czasu i pieniędzy na stworzenie przez producenta makiety przynosi znacznie większy zwrot niż czas i pieniądze wydane. W innych przypadkach, po prostu stworzenie makiet z papieru i symulowanie, jak zamierzasz, żeby elastyczny obwód działał, zapewnia weryfikację i pewność przed przekazaniem projektu do produkcji.

W trakcie moich badań nad symulacjami i makietami jedna rada wyraźnie się wyróżniła. Bez względu na to, jaki rodzaj makiety czy symulacji wybierzesz, krytyczne jest miejsce, w którym rozpoczynasz projektowanie. Gdy w jednostce znajduje się wiele elastycznych lub sztywno-elastycznych połączeń, nie zaczynaj od projektowania sztywnej płytki, zacznij od projektów elastycznych, aby mieć absolutną pewność co do rozmieszczenia wyprowadzeń i sposobu, w jaki łączą się one z sztywną płytą. Rozpoczynanie od sztywnej płyty tylko dodaje dodatkowych komplikacji. Dobra rada, jestem pewien, że często nauczona "ciężką drogą"!

Chcesz dowiedzieć się więcej o tym, jak Altium może pomóc Ci w następnym projekcie PCB? Porozmawiaj z ekspertem w Altium i przeczytaj więcej o tym, jak utrzymać aktualność modeli 3D PCB za pomocą narzędzi zarządzania danymi.