О компании
Служба поддержки
+7 (495) 221-69-21
+7 925 730-14-87
В первой части серии статей, посвященной проектированию гибких и гибко-жестких печатных плат, мы описали основные проблемы, с которыми сталкивается проектировщик, а также рассказали о возможных решениях в Xpedition. Во второй части мы продолжим рассмотрение данной темы.
Гибкие изгибы
Основная причина создания гибкой конструкции — возможность сгиба или складывания. Как проектировщик, Вы должны определить, где Ваш дизайн должен иметь возможность изгибаться.
Xpedition включает в себя возможность определения объекта, называемого «областью изгиба», расположение которого определяет место изгиба. Свойства области сгиба определяют, насколько она сгибается: угол, направление (+ или — угол) и радиус сгиба. Хотя центр изгиба можно задать в виде линии, зона на гибкой плате, на которую влияет изгиб, представляет собой более широкую область. Как и ожидалось, зона изгиба зависит от угла изгиба и радиуса. Зона шире на платах с большими углами и большим радиусом изгиба.
Рис. 5. Гибкие изгибы воздействуют на широкую зону печатной платы
Полезно контролировать, какие конструктивные элементы могут находиться в «зоне изгиба», поскольку некоторые конструкции вызывают проблемы с надежностью, если они находятся в зоне изгиба. В программе существует настройка свойств области сгиба, чтобы определить, что разрешено, а что нет, как показано на рисунке 6.
Например, вы можете установить следующие параметры: изменение ширины трассы, углы трассировки, сквозные отверстия, компоненты, трассы не перпендикулярные изгибу, полигоны сплошной заливки и т. д. Эти настройки используются интерактивными проверками DRC и Batch DRC для контроля процессов, которые происходит в изгибе, предотвращая нарушение заданных правил и необходимость внесения ненужных изменений в проект на крайних стадиях разработки.
Размещение деталей
Если не используются встроенные компоненты или полости платы в обычной жесткой печатной плате, то обычно детали размещаются только на внешних слоях: верхнем или нижнем. Как правило, то же самое применимо и для гибко-жестких конструкций, однако, поскольку в разных областях используются разные наборы слоев, слой, который является внутренним слоем в одной области конструкции, может быть внешним слоем в другой области.
Рис. 6. Свойства области сгиба
Рис. 7. Внешний слой одной платы может быть внутренним слоем другой платы в той же конструкции
Конечно, можно создать отдельные библиотеки для каждого стека, но это превратилось бы в кошмар поддержки библиотеки, поэтому требуется другое решение. В Xpedition разработчик может просто взять компонент с одной платы (имеющий один стек) и поместить его в другую область (имея другой стек). Компонент «упадет» на первый внешний слой и автоматически обновит свои стеки контактных площадок, чтобы они соответствовали новому стеку.
Гибкая маршрутизация (трассировка)
Маршрутизация гибко-жестких конструкций означает решение различных задач в разных областях конструкции. Жесткие секции обычно проложены так же, как любая стандартная жесткая печатная плата, в то время как гибкие области часто имеют широкие, изогнутые очертания платы, что требует совершенно другой стратегии.
Когда у вас есть изогнутый гибкий участок и несколько сигналов, которые могут поместиться на ограниченной площади, вам понадобится специальный алгоритм трассировки, который может повторять контур платы и автоматически вставлять все необходимые сигналы. У Xpedition есть несколько способов решить эту проблему.
Крайне важно, чтобы все кривые трассы проходили по истинным дугам, а не с помощью аппроксимированных сегментированных дуг, как это было распространено в прошлом. Даже в тех случаях, когда дуги были сегментированы на 64 сегмента, все равно могут возникать разрывы под механическим напряжением из-за того, что дуга не является полностью круглой. В Xpedition все кривые трассы используют примитивы истинной дуги.
Рис. 8. Типичный контур изгиба платы с плотной трассировкой
Заливка плоскости гибкости
Обычно не допускается сплошные полигоны в области изгиба в гибкой конструкции. Вместо этого применяют штриховку. Однако, для обеспечения максимальной надежности и предотвращения усталости металла, заштрихованный узор необходимо повернуть на 45 градусов к линии изгиба.
Обратите внимание, что линия сгиба платы может быть под любым углом, поэтому 45 градусов к линии изгиба, на самом деле, может иметь любое значение угла. В Xpedition вы можете установить любой угол штриховки для каждого полигона, который нуждается в этом, используя диалоговое окно «Классы и параметры плоскостей».
Рис. 9. Линии штриховки расположены под углом 45 градусов к линии сгиба
«Слезные» переходы
При резком изменении размера или угла изгиба, может произойти чрезмерное напряжение и привести к разрывам медной фольги в гибкой части конструкции.
Для предотвращения этого правилом гибкого проектирования является сглаживание любого перехода на контактную площадку, изменения ширины дорожки и Т-образного соединения с помощью гладкого скругления (Curved Tear Drop или Curved Trace Drop). Xpedition позволяет генерировать и поддерживать их динамически, а также имеет DRC, который сообщает, если «слезный» переход не удается.
Рис. 10. Изогнутые отрывные капли предотвращают появление локальных точек напряжения, которые могут вызвать разрыв в проводящем слое
3D-проектирование
Несколько лет назад 3D-просмотр являлся, способом визуализации, позволяющий проектировщикам контролировать сложные настройки и передавать информацию членам команды. Сегодня требуется больше, а именно, 3D-проетирование.
Во-первых, 3D-вид должен сочетаться с параметрами определений, сделанных в 2D-модели. Действия, выполненные в 2D, необходимо отображать в 3D и наоборот. Во-вторых, нам нужно иметь возможность вносить реальные изменения в 3D-модель, поскольку именно здесь многие особенности конструкции становится очевидными, что не всегда видно в 2D-модели. Проектировщики также должны иметь возможность импортировать 3D-модель корпуса продукта, чтобы избежать наложения элементов конструкции.
Кроме того, важно иметь возможность выполнять измерения в трехмерной модели, где есть изогнутые или сложенные участки. Видя, не попадает ли разъем на место изгиба. Таким образом, можно выбрать место размещения компонентов.
Наконец, Вам необходимо иметь возможность экспортировать трехмерную модель изогнутой гибко-жесткой платы, чтобы группа инженеров-механиков могла импортировать печатную плату и использовать ее в своей среде трехмерного проектирования.
Рис. 11. Трехмерный фотореалистичный вид сложенной платы
Целостность сигнала и питания
Большинство проектов сегодня требуют контроля целостности сигнала. Это достаточно развито в конструкциях с одним слоем, а теперь и в конструкциях с гибко-жесткой конструкцией, которые содержат несколько жестких участков, гибкие участки, участки с клеем, которые должны быть должным образом смоделированы для получения правильных результатов анализа.
HyperLynx®, разработанный совместно с Xpedition для анализа гибко-жестких конструкций, распознает, как межсоединения проходят различные сценарии наложения слоев, и применяет правильный метод моделирования на каждом участке.
Производство продукции
При сложной конструкции, представляющей собой сочетание жестких и гибких плат, каждая из которых может иметь уникальный набор слоев, ясно, что производители плат сталкиваются с проблемой правильного определения замысла проектировщика. Даже обоснованные предположения неизбежно приводят к недопониманию, которое может привести к очень дорогостоящим ситуациям. Используя ODB ++ и его встроенные конструкции в качестве формата производственных данных для безопасной передачи всей специфической для гибкой технологии информации.
Рис. 12. Несколько стеков, проанализированных в HyperLynx SI
Резюме
Для проектирования сложных гибких и гибко-жестких печатных плат, используемых сегодня во всех электронных отраслях, проектировщику требуются инструменты, которые действительно способны воплотить все замыслы.
Xpedition дает Вам решение, которое:
- упрощает создание простых и сложных гибких и гибко-жестких конструкций;
- легко и безопасно вносить изменения в стек и контуры;
- поддерживает настоящий 3D-дизайн и проверку, а не только 3D-просмотр;
- обеспечивает надежную и недвусмысленную передачу проектной информации при изготовлении.
Рис. 13. Xpedition легко справляется даже с самой сложной гибко-жесткой конструкцией
Источник: mentor.com