FlowCAD auf der embedded world 2014

Multidesign - diverse PCB-Designs zeitgleich in 3D bearbeiten

| Autor / Redakteur: Dirk Müller * / Franz Graser

Nativer Im- und Export der Daten

Eine weitere Hürde im Entwicklungsprozess sind die unterschiedlichen eCAD- und mCAD- Systeme. Auch wenn eine Firma sich auf ein CAD-System standardisiert hat, gibt es möglicherweise historische Daten alter Designs aus anderen Systemen oder Daten von Zulieferern, die mit einem anderen CAD-System arbeiten. Hier enden spätestens die Möglichkeiten, die Daten in einem eCAD-System anzuzeigen.

Beispiel 2: Zusammenbau der Baugruppe mit zwei Leiterplatten und mechanischem Gehäuse
Beispiel 2: Zusammenbau der Baugruppe mit zwei Leiterplatten und mechanischem Gehäuse (Bild: FlowCAD)

Selbst wenn das Einlesen von logischen Baugruppendaten in ein eCAD-System möglich sein sollte, fehlen die zusätzlichen notwendigen Export-Funktionen. Bei den heutigen Austauschformaten werden die Designdaten und vor allem die Designabsichten nicht vollständig übermittelt, so fehlen viele Angaben über Kupferstrukturen, elektrische Netzlisten und Designregeln.

Da NEXTRA die nativen Designdaten vieler CAD-Systeme direkt einliest und darstellt, sind alle Informationen des Originalsystems weiterhin zugänglich. Mit NEXTRA steht momentan ein weltweit einmaliges 3D eCAD System zur Verfügung, das über native Schnittstellen zu allen gängigen CAD-Programmen verfügt. Leiterplatten können gleichzeitig direkt aus den unterschiedlichsten eCAD-Systemen übernommen, optimiert und wieder in die originalen Layout-Systeme ausgegeben werden. Dabei gibt es keine Einschränkungen der Leiterplatten bezüglich des verwendeten Lagenaufbaus oder der eingesetzten Technologie. Ebenso ist es möglich, die unterschiedlichen Leiterplatten beliebig räumlich und dreidimensional innerhalb des gesamten Systems anzuordnen.

Die Layout-Daten der verschiedenen eCAD-Systeme werden über eine zentrale 3D-Modell-Bibliothek in NEXTRA mit 3D Modellen verknüpft. Diese Modelle können neben der 3D-Geometrie auch Materialinformationen enthalten, die beschreiben, ob Bereiche der Bauteile leitend sind oder isolieren. Solche Informationen sind für Luft- und Kriechstrecken-Analysen oder der Signalverfolgung über einzelne Pins bei eingesteckten Steckerpaaren erforderlich.

Vielfältige Möglichkeiten der Optimierung

Fehler bei der Platzierung oder des Routings, die zu späteren Kollisionen oder EMV-Problemen führen, erfordern ein Redesign. Wenn diese Fehler erst am Prototypen oder fertigem Produkt erkannt werden, sind nicht nur erhebliche Kosten an Material und Entwicklungszeit entstanden, sondern es hat sich vielleicht zusätzlich die Markteinführung des Produktes um Wochen verschoben.

Mit dem Einsatz von NEXTRA können entscheidende Kontrollen und Optimierungen bereits frühzeitig im Entwicklungsprozess durchgeführt werden. Die Entwicklung von elektromechanischen Geräten erfordert häufig Kompromisse um verschiedene Designregeln und technische Grenzen einzuhalten. Ein frühes Zusammenführen der unterschiedlichen Designstände zeigt Probleme zu dem Zeitpunkt auf, an dem Kompromisse noch einfach und günstig zu erlangen sind. Frühe Änderungsalternativen können meist ohne größeren Aufwand am virtuellen Prototypen simuliert und nach einer Entscheidung sowohl auf der mCAD- als auch auf der eCAD-Seite umgesetzt werden.

Beispiel 3: 3D-Optimierungen - Fräsungen für Stecker, Bohrungen und Aussparungen
Beispiel 3: 3D-Optimierungen - Fräsungen für Stecker, Bohrungen und Aussparungen (Bild: FlowCAD)

In der 3D-Ansicht erkannte Schwachstellen können auf jeder einzelnen Leiterplatte behoben werden. Die Änderungen von Kontur, Platzierung und Routing können dann an das CAD-System nativ zurückgegeben werden. Dies ist möglich, da NEXTRA die CAD-Daten nicht konvertiert, sondern im Format des ursprünglichen CAD-Systems die Änderungen vornimmt.

Mit Einbauuntersuchungen von Subbaugruppen (zum Beispiel von Steckern, Speichermodulen und Ähnlichem) können im Vorfeld Aussagen getroffen werden, ob die Platzierung hoher Bauteile dazu führt, dass Subbaugruppen nicht bzw. nur schwer bestückt werden können. Es ermöglicht eine direkte Kontrolle und Planung des Einbauraums für alle vorhandenen elektrischen Baugruppen im 3D-Kontext. So können unterschiedliche Funktionen auf Standardleiterplatten nach Anforderungen beliebig miteinander kombiniert werden.

Planare, flexible und starrflexible Leiterplatten können in der dreidimensionalen Ansicht mit dem Gehäuse dimensioniert werden. Hier gehört das Erstellen einer optimierten Board Outline dazu, wie das Planen der exakten Länge einer flexiblen Leiterplatte mit realistischen Biegeradien.

Bei Luftstrecken können mit einer Potential-Analyse die Abstände aller leitfähigen metallischen Oberflächen auf unterschiedlichen Baugruppen als DRC automatisch vermessen werden und je nach zulässigem Verschmutzungsgrad bei Unterschreitung als Fehler ausgegeben werden.

* Dirk Müller ist Geschäftsführer der FlowCAD EDA-Software Vertriebs GmbH, Feldkirchen.

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