PCB設計工具在3D世界中設計所面臨的挑戰

 來源：萬正科技   更新時間：2013/7/18   閱讀次數：3988

       PCB設計工具近年來已得到穩步發展，以應對這種日漸復雜的設計領域所帶來的挑戰。一項重大改變——3D功能的采用，有望使設計者可以兼顧設計創新和全球市場的競爭力。

       傳統上，電路板設計者都依賴于設計樣機，以便在制造前確保設計的形狀、適配度和功能性。雖然可行，但這種方法有許多缺點。首先，在制造出實際樣機之前設計者不能確定電路板是否適合。其次，這種方法一般會導致設計過程中需要多次制作樣機。再有，多次樣機非常耗費時間，而且對于一項中度復雜的設計樣機的平均成本為8,929美元。在設計過程中的任何額外時間或費用的增加，不僅會影響一個公司的競爭力，也會阻礙我們向新業務的進軍，這就不難理解為何這種方法不受歡迎了。

       另一個缺陷是PCB設計傳統上是二維設計。基本上，設計都是以2D方式創建的，經過手工標注后，傳遞給機械設計工程師。機械工程師采用機械CAD軟件對設計進行3D重繪。由于完全是手動操作，這種方法非常耗時，且容易出錯。所以，它無法為設計下一代電子產品提供有競爭力的差異性。現在問題很明顯了，電路板設計者需要找到更好的方法來查看和分析他們日漸復雜的設計。

       PCB設計者的最終目的是為真實世界（具有3個維度）創造產品，因此最佳的解決方法就是使用一種具有先進的3D功能的設計工具。它可讓設計者在生產之前就能夠查看設計真實的3D圖像，不再需要制作樣機，節省時間和資金（圖1）。可以輕松地生成準確的3D模型，然后把它們用于在真實的3D中進行電路板布局。此外，還可將目標外殼的3D模型導入到PCB設計中，確保設計出來的電路板能夠完美地放置到這個殼體中。最后，設計者能夠滿懷信心地提交他們的設計文件用于生產了。

       3D導出功能提供給設計者在其他分析工具中進行進一步分析的能力，比如散熱分析和電磁仿真分析。對于如今每種使用無線連接的、緊湊型電池供電設備，散熱效果完全取決于電路板形狀，這個功能極為關鍵。由于這些功能，PCB設計工具中的3D功能對于快速、準確而低成本設計下一代電子產品是絕對是必不可少的。

       PCB設計中添加3D功能的價值是無可否認的,因此許多公司目前均以能夠提供此功能作為一個宣傳點。但是，這些設計工具提供的3D功能是大不相同的。為了發揮3D的全部好處，僅僅實現真實3D圖像的查看是不夠的，還要擴展到全3D的功能，包括：

       ●為設計創建3D動畫/視頻的能力。通過此功能，設計者能夠輕松分享、展示他的產品設計，甚至還可以把它們作為營銷用的資料。它還能夠促進與其它設計團隊或制造商的更好的合作。比如，通過一段3D視頻，設計者可以向制造商展示完成裝配后產品的樣子，視頻還可以用于說明元器件在電路板上的焊裝順序。

       ●將3D模型（包括元器件）導入電路板設計中的能力。請注意，一些設計工具缺乏此項功能，僅允許設計者以2D形式執行基本可視化和元件間隙檢查。但是，如果能夠導入外殼及其它機械物體，就可以保證第一時間把元器件放在合適的位置。

       ●在設計規則中支持3D檢查的能力。由于規則就是設計過程中的實時指南，所以這是一項非常重要的功能。3D的設計規則檢驗器可告訴設計者，兩個元器件之間、元器件與外殼之間或者元器件與散熱器之間，在3D空間內（所有軸上）是否存在干擾。

       ●對PCB內層結構中的銅層建模的能力。盡管使用具有3D功能的ECAD包，在制造過程中仍有可能會出現問題。在設計后期這種階段才發現問題，會大大增加成本。對PCB內層結構中的銅層建模能力，讓設計者能夠輕松查看和檢驗管腳與內層的連接或者熱連接。
 

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