我們預想中的完整PCB通常都是規(guī)整的矩形外形。雖然大多數PCB設計確實是矩形的，但是也有部分PCB需要設計成不規(guī)則外形，而這類外形往往不太容易設計。本文就為大家介紹如何設計不規(guī)則外形的PCB。

如今，PCB的尺寸在不斷縮小，而電路板中的功能也越來越多，再加上時鐘速度的提高，PCB設計也就變得愈加復雜了。那么，讓我們來看看該如何處理外形更為復雜的電路板。

一、簡單電路板外形創(chuàng)建

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

圖1：常見PCI電路板的外形。

二、特定機械規(guī)范電路板PCB設計

然而，當電路板外形需要適應具有高度限制的復雜外殼時，對于PCB設計人員來說就沒那么容易了，因為這些工具中的功能與機械CAD系統(tǒng)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時間而且并不具有成效。因為，機械工程師很有可能已經創(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(guī)范設計PCB，以便其能放入防爆容器中。

三、弧形電路板PCB設計特點

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），重建時間也可能比預期時間要長。

圖3：設計多個弧度和不同的半徑曲線可能需要很長時間。

四、柔性電路板PCB設計特點

這些僅僅是復雜電路板外形的幾個例子。然而，從當今的消費類電子產品中，您會驚奇地發(fā)現有很多工程都試圖在一個小型封裝中加入所有的功能，而這個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，但其實還有很多類似的例子。

如果您返還租來的汽車，那么可能可以看到服務員用手持掃描儀讀取汽車信息，然后與辦公室進行無線通信。該設備還連接了用于即時收據打印的熱敏打印機。事實上，所有這些設備都采用剛性/柔性電路板（圖4），其中傳統(tǒng)的PCB電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。

五、復雜外形電路板PCB設計方法

那么，問題是“如何將已定義的機械工程規(guī)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Pro STEP格式將所有信息導入到PCB Layout軟件中，從而解決此問題。這樣做既可以節(jié)省大量時間，還可以消除可能出現的人為錯誤。接下來，我們將逐一了解這些格式。

圖形交換格式—DXF

DXF是一種沿用時間最久、使用最為廣泛的格式，主要通過電子方式在機械和PCB設計域之間交換數據。AutoCAD在20世紀80年代初將其開發(fā)出來。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，而它確實也簡化了數據交換。DXF導入/導出需要額外的功能來控制將在交換過程中使用的層、不同實體和單元。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文件中可能還會納入有關禁布區(qū)的其他信息，例如電路板頂部和底部的高度限制。

系統(tǒng)需要能夠以與DXF參數設置類似的方式，來控制IDF文件中將包含的內容，如圖6中所示。如果某些元器件沒有高度信息，IDF導出能夠在創(chuàng)建過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界面的另一個優(yōu)點是，任何一方都可以將元器件移動到新位置或更改電路板外形，然后創(chuàng)建一個不同的IDF文件。這種方法的缺點是，需要重新導入表示電路板和元器件更改的整個文件，并且在某些情況下，由于文件大小可能需要很長時間。此外，很難通過新的IDF文件確定進行了哪些更改，特別是在較大的電路板上。IDF的用戶最終可創(chuàng)建自定義腳本來確定這些更改。

STEP和Pro STEP
 

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僅具有高度值的簡單外形。STEP元器件模型以三維形式對元件進行了詳細而復雜的表示。電路板和元器件信息都可以在PCB和機械之間進行傳遞。然而，仍然沒有可以進行跟蹤更改的機制。

為了改進STEP文件交換，我們引入了Pro STEP格式。這種格式可移動與IDF和STEP相同的數據，并且具有很大的改進–它可以跟蹤更改，也可以提供在學科原始系統(tǒng)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。這種經改進的溝通在ECAD與機械組之間建立了一個以前從未存在的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(tǒng)都支持使用Pro STEP格式來改進溝通，從而節(jié)省大量時間并減少復雜的機電設計可能帶來的代價高昂的錯誤。更重要的是，工程師可以創(chuàng)建一個具有額外限制的復雜電路板外形，然后通過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(jié)省時間的目的。
 

六、不規(guī)則外形電路板的PCB設計總結

如果您還沒有使用過這些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。可以考慮使用這種電子數據交換，停止浪費時間來重新創(chuàng)建復雜的電路板外形。