Механика и электроника бесшовно сочетаются в многослойном дизайне печатных плат

Если вы действительно уделите время, чтобы оценить компоновку печатных плат, вы обнаружите, что печатные платы являются таким же произведением искусства, как и результатом науки и инженерии. Дизайн многослойных печатных плат только расширяет возможности в плане формы, функционала и возможностей. Реальность такова, что многие продукты являются многослойными системами, и необходимость интеграции нескольких печатных плат в один пакет или экосистему является специализированной областью разработки электроники.

Что делает многослойные системы более сложными, чем работа с одной печатной платой? Речь идет не о сложности концепции, а о том, что многослойные соединения могут быть подвержены ошибкам. Более того, ручная проверка и обратная проверка занимают много времени и, откровенно говоря, оставляют желать лучшего в плане точности. Когда это происходит, индустрия ЭСК вступает в игру с целым арсеналом инструментов для проектирования и верификации, которые могут легко проверить соединения в многослойных системах. Если вы никогда не видели эти инструменты в действии, вот список основных проблем, которые они решают как с механической, так и с электрической точки зрения.

Механическая сторона

Экономия пространства без ущерба для стоимости

Многослойные конструкции предоставляют вам несколько интересных способов эффективного использования доступного пространства в вашем корпусе. По сравнению с другими вариантами, такими как жестко-гибкая печатная плата, многослойные системы, как правило, обходятся дешевле из-за более низкой стоимости изготовления печатных плат и более низкой стоимости межплатных соединений.

Как можно достичь этой эффективности использования пространства в многослойных системах? Вот несколько идей:

• Стекирование плат друг на друга с использованием разъемов или мезонинных соединителей
• Стекирование под прямым углом вдоль стенок корпуса
• Стекирование плат с использованием механических рельсов в корпусе
• Низкопрофильные соединения с использованием краевых разъемов
• Стекирование или соединения под необычными углами с использованиемгибких печатных лент (FPC)

Все эти техники стекирования и соединения требуют исследования Z-измерения внутри вашего корпуса. Это означает, что вам, как минимум, нужны инструменты 3D-визуализации, использующие стандартные форматы 3D-моделей для печатной платы и ее компонентов.

Что насчет проверки на ошибки? Очевидно, что инструменты 3D-проектирования позволяют вам ориентировать ваши платы как угодно, но как вы узнаете, что они правильно сочетаются друг с другом и не создают механических помех? Вот где пришло время привлечь инженера-конструктора MCAD для выполнения этих задач по проектированию.

Работайте с вашим инженером-механиком

Многослойное проектирование печатных плат требует от вас выхода из своего уединения и прямой работы с инженером-механиком. Инженер-механик играет очень важную роль в проектировании многослойных систем, которая выходит за рамки создания корпуса. Их работа распространяется на несколько важных задач проектирования, которые повлияют на вашу электрическую схему:

• Планирование прокладки кабелей или проводов
• Планирование порядка механической и электрической сборки в корпусе
• Определение отверстий в корпусе для кнопок, разъемов и т.д.
• Выявление столкновений между компонентами в продукте
• Включение элементов активного или пассивного охлаждения

Самая важная часть разработки продукта с точки зрения механического дизайна - это форма и соответствие внутри корпуса, включая сборку нескольких печатных плат в систему. Тесно связанный с механическим дизайном является электрический дизайн, поскольку мощность и сигнал должны передаваться между платами. Вот где инструменты многослойного проектирования непосредственно в вашей CAD-платформе могут помочь поддерживать ваш дизайн в порядке и свободным от электрических ошибок.

Электрическая сторона

В рамках одной печатной платы (PCB) электрический дизайн одинаков как для одиночной платы, так и для многослойной PCB. Инструменты компоновки и трассировки выполняют важные функции проверки дизайна на соответствие ограничениям и автоматизации процесса создания компоновки PCB. В многослойном домене у вас есть несколько плат, которые необходимо соединить между собой, и должны быть определены соединения между этими платами. Здесь на помощь приходят функции дизайна в многослойном домене, чтобы обеспечить корректность электрического дизайна.

Инструменты дизайна многослойных PCB могут проверять соединение сетей между различными платами на основе их механических соединений через разъемы или кабели. Система DRC в многослойном домене гарантирует, что правильные сети будут соединены, когда каждая плата в системе будет собрана вместе. При соединении на разъеме нарушения логического соединения сетей могут быть обнаружены движком ERC.

Когда у вас есть соединительные поверхности между разъемами или краевыми соединениями, проверка правил направлена на предотвращение коротких замыканий или несоответствия распиновки разъемов.

Вы все еще должны проверять распиновку ваших разъемов на предмет их индивидуальных соединений и ориентации как часть регулярного обзора проекта, но функция проверки правил межплатного соединения помогает обнаружить эти моменты между сессиями обзора. С разъемом с высоким количеством контактов для соединения плат, например, теми, что включают сотни соединений, это огромная экономия времени, поскольку она может выявить очень важную ошибку и, возможно, исключить часы перераспределения проводки.

Независимо от того, нужно ли вам создать надежную силовую электронику или передовые цифровые системы, используйте полный набор функций для проектирования печатных плат и мирового класса инструменты CAD в Altium Designer®. Для реализации сотрудничества в современной междисциплинарной среде, инновационные компании используют платформу Altium 365™ для легкого обмена данными проектирования и запуска проектов в производство.

Мы только затронули верхушку айсберга возможностей Altium Designer на Altium 365. Начните вашу бесплатную пробную версию Altium Designer + Altium 365 сегодня.