Renishaw

Renishaw verbessert Layout und Impedanzkontrolle von Flex- und Semi-Flex PCB Designs durch Einführung von 3D-PCB-Desig

Flexible und starr-flexible Leiterkarten kommen in vielen Produkten des Messtechnik-Spezialisten Renishaw zum Einsatz. Ein Umstieg auf die neue CR-8000 Generation von Zuken und die damit verbundene Einführung der 3D-Technologie im PCB-Design ermöglichte wichtige Prozessverbesserungen, vor allem bei der Identifikation von Kollisionen beim Gehäuseeinbau und bei der Impedanzkontrolle für kritische Signale.

Als die Leiterplattendesigner von Renishaw zum ersten Mal in 3D arbeiteten, erkannten sie eine Vielzahl von Vorteilen, darunter die frühzeitige Behebung von Problemen mit der Passform im Gehäuse und eine einfachere Bauteilplatzierung. Darüber hinaus konnten sie das Routing von hochfrequenten Signalen mit kontrollierter Impedanz durch den Einsatz von elektromagnetischen Feld-Solvern in Design Force verbessern. Das Arbeiten in 3D hat die Zusammenarbeit innerhalb von Renishaw deutlich verbessert.

Auf einen Blick

Die Passgenauigkeit früh im Konstruktionsablauf

Design Force ermöglicht eine  kontrollierte Impedanzführung für hochfrequente Signale unter Verwendung von elektromagnetischen Feldlösern. Das kontrollierte Impedanz-Routing ist eine Voraussetzung für eine gute Signalintegrität digitaler Schaltungen, da Signale – insbesondere hochfrequente – einen konstanten Widerstand vom Treiber bis zum Empfänger erfordern. Renishaw verwendet Zukens CR-8000-Suite zur Steuerung der Impedanz. Mit dem Constraint Manager werden die Grenzen des Wellenwiderstandes festgelegt und mit Lightning werden Impedanzvorlagen erstellt. Auf diese Weise können Netzgruppen ausgewählt und dann mit dem Field Solver automatisch der spezifizierte Impedanz berechnet werden. Dabei werden die Leiterbahnbreiten an die jeweilige Netzklasse angepasst.

Einfacheres Layout mit 3D-Positionierung

Ein großer Vorteil der Migration zum CR-8000 ist, dass die PCB-Designer von Renishaw in der Lage sind, Leiterplattendesigns in 3D zu visualisieren und zu manipulieren. Pete Leonard, Electronic Design Manager für Group Engineering, Renishaw, kommentiert: „Wir können Komponenten in einer 3D-Umgebung platzieren, wobei wir alle Einschränkungen berücksichtigen, die von unseren Maschinenbauern vorgenommen wurden, und dann zum Routing wieder auf 2D umstellen.

Entwurfsprüfung mit What-If-Szenarien

‚Was wäre, wenn‘-Szenarien können durch Biegen der flexiblen Leiterplatte betrachtet werden.

Während des Designs der flexiblen Leiterplatte erstellten die PCB-Designer von Renishaw eine benutzerdefinierte Lage namens „BendLine“. Auf dieser BendLine-Lage werden Polylinien gezeichnet, mit denen die Achsen dargestellt werden, um die die flexible Leiterplatte gebogen werden muss. Eigenschaften wie Biegerichtung, Winkel und Radius wurden dann auf jede der Polylinien angewendet. Auf diese Weise konnten die PCB-Designer von Renishaw Elemente in dieser 3D-Umgebung bewegen. Auch die Gehäusegeometrie kann als STEP-Datei importiert werden.

Renishaw über die Zusammenarbeit mit Zuken

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Die 3D-Technologie von CR-8000 ermöglicht vor allem bei der Entwicklung von Flex-Boards eine erhebliche Reduktion des Abstimmungsaufwands mit der Mechanik-Konstruktion.

Pete LeonardElectronic Design Manager for Group Engineering at Renishaw

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