为何PCB设计需要3D功能|电子mg官方网站

2024-11-23 21:21:01

近几年，网络数量的减少、更加严苛的设计约束和布线密度，以及向高速度、高密度项目的逐步迁入，激化了PCB的复杂性。幸运地的是，PCB设计工具近年来已获得稳步发展，以应付这种日益简单的设计领域所带给的挑战。一项根本性转变——3D功能的使用，未来将会使设计者可以顾及设计创意和全球市场的竞争力。

3D设计面对的挑战传统上，电路板设计者都依赖设计样机，以便在生产前保证设计的形状、兼容度和功能性。虽然不切实际，但这种方法有许多缺点。首先，在生产出有实际样机之前设计者无法确认电路板否合适。

其次，这种方法一般不会造成设计过程中必须多次制作样机。再有，多次样机十分花费时间，而且对于一项中度简单的设计样机的平均值成本为8，929美元。在设计过程中的任何额外时间或费用的减少，不仅不会影响一个公司的竞争力，也不会妨碍我们向新的业务的进占，这就不难理解为何这种方法不热门了。另一个缺失是PCB设计传统上是二维设计。

基本上，设计都是以2D方式创立的，经过手工标示后，传送给机械设计工程师。机械工程师使用机械CAD软件对设计展开3D重绘。

由于几乎是手动操作者，这种方法十分耗时，且更容易错误。所以，它无法为设计下一代电子产品获取有竞争力的差异性。现在问题很显著了，电路板设计者必须寻找更佳的方法来查阅和分析他们日益简单的设计。

PCB设计者的最后目的是为真实世界（具备3个维度）建构产品，因此最佳的解决问题方法就是用于一种具备先进设备的3D功能的设计工具。它可让设计者在生产之前就需要查阅设计现实的3D图像，仍然必须制作样机，节省时间和资金。可以精彩地分解精确的3D模型，然后把它们用作在现实的3D中展开电路板布局。

此外，还可将目标外壳的3D模型导入到PCB设计中，保证设计出来的电路板需要极致地摆放到这个壳体中。最后，设计者需要满怀信心地递交他们的设计文件用作生产了。

3D给定功能获取给设计者在其他分析工具中展开更进一步分析的能力，比如风扇分析和电磁建模分析。对于如今每种用于无线连接的、紧凑型电池供电设备，风扇效果几乎各不相同电路板形状，这个功能十分关键。由于这些功能，PCB设计工具中的3D功能对于较慢、精确而低成本设计下一代电子产品是意味著是必不可少的。全3D功能PCB设计中加到3D功能的价值是无可否认的，因此许多公司目前皆以需要获取此功能作为一个宣传点。

但是，这些设计工具获取的3D功能是大不相同的。为了充分发挥3D的全部益处，意味着构建现实3D图像的查阅是过于的，还要扩展到全3D的功能，还包括：为设计创立3D动画／视频的能力通过此功能，设计者需要精彩共享、展出他的产品设计，甚至还可以把它们作为营销用的资料。它还需要增进与其它设计团队或制造商的更佳的合作。

比如，通过一段3D视频，设计者可以向制造商展出已完成组装后产品的样子，视频还可以用作解释元器件在电路板上的焊装顺序。将3D模型（还包括元器件）引入电路板设计中的能力请注意，一些设计工具缺少此项功能，仅有容许设计者以2D形式继续执行基本可视化和元件间隙检查。但是，如果需要引入外壳及其它机械物体，就可以确保第一时间把元器件放到适合的方位。

在设计规则中反对3D检查的能力由于规则就是设计过程中的动态指南，所以这是一项十分最重要的功能。3D的设计规则检验器可告诉他设计者，两个元器件之间、元器件与外壳之间或者元器件与散热器之间，在3D空间内（所有轴上）否不存在阻碍。对PCB内层结构中的铜层建模的能力尽管用于具备3D功能的ECAD包在，在生产过程中仍有可能会经常出现问题。

在设计后期这种阶段才找到问题，不会大大增加成本。对PCB内层结构中的铜层建模能力，让设计者需要精彩查阅和检验管脚与内层的相连或者热相连（thermalreliefs）。3D设计带给的益处以3D形式展开设计可为您带给许多益处。

它可以把MCAD与ECAD递归循环增至一个循环（某些情况下为零），从而延长设计周期，而且仅次于程度地增加设计错误，从而大大提高生产效率。而且，通过避免电路板布局与外壳互为兼容的不确定性，需要让设计者放心地将精力放在产品美观性的设计上。3D设计的其它益处有：竞争优势通过在一个的组织内以及供应商和客户之间改良交流，3D设计可减缓产品设计速度，让生产流程更为合理高效，并加快产品的推展。

设计成本减少，利润率提升，同时上市时间的提早和产品质量的提高意味著收益的减少。提高全球合作一个现实的3D设计图像可以提升同供应商、客户以及制造商的交流效率。它甚至容许非CAD人员参予到这个过程中来（比如，应用于客户问卷调查、具体解释或产品配备）。

这对于目前许多公司都偏向于外部生产（在中国或本地）的情况下尤为重要。不论设计意图或所需最后产品为何，全球性的设计和生产极为更容易引进错无和误会。而3D设计图像可获取标准化的、更容易解读、所有团队成员皆能操作者的平台。

更加高效的设计审查和改动创立3D图形和动画的能力修改了撰写设计方案以及在设计团队成员中审查设计等工作。它还容许设计者精彩实行改动并改版近期的设计改动。

比如，一旦已完成改动或改动，即可以精彩地分解一个新的3D图形或动画。更加高效的生产和组装过程3D模型获取了一个标准化的基础，制造商需要利用它来工作，同时也需要更加精确而清晰地表达设计意图及涉及设计细节。以前只有生产后才能找到的错误可以在设计过程中就能尽早被找到。

因此，使用3D模型来生产和组装产品不会要精确、更加高效。促进销售，推展营销产品的3D模型可沦为一种宝贵的营销工具，它可以在生产出有产品之前让客户看见产品的全貌，所以销售部门可以较慢地作出市场评估报告，从而协助我们带给额外的收益。

结语多年来，动态3D图形技术早已完全地转变了社会与计算机的对话方式。通过3DPCB设计工具，这种变革目前已回到PCB设计领域。

它正在转变电子产品的设计与生产方法。然而，与任何新技术或方法一样，寻找最佳的实行和用于方式是十分最重要的。对于期望从3D中受益的PCB设计者，这意味著要自由选择一种需要获取全3D功能的软件方案。这种方案获取了电路板设计者所必须的、需要协助他们在日益简单的设计环境中创立出有具备竞争力的下一代电子产品的功能。

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