PCB設(shè)計工具在3D世界中設(shè)計所面臨的挑戰(zhàn)

PCB設(shè)計工具近年來已得到穩(wěn)步發(fā)展，以應(yīng)對這種日漸復(fù)雜的設(shè)計領(lǐng)域所帶來的挑戰(zhàn)。一項重大改變——3D功能的采用，有望使設(shè)計者可以兼顧設(shè)計創(chuàng)新和全球市場的競爭力。
傳統(tǒng)上，電路板設(shè)計者都依賴于設(shè)計樣機，以便在制造前確保設(shè)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(shè)計者不能確定電路板是否適合。其次，這種方法一般會導(dǎo)致設(shè)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(fù)雜的設(shè)計樣機的平均成本為8,929美元。在設(shè)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(yè)務(wù)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(shè)計傳統(tǒng)上是二維設(shè)計?；旧希O(shè)計都是以2D方式創(chuàng)建的，經(jīng)過手工標注后，傳遞給機械設(shè)計工程師。機械工程師采用機械CAD軟件對設(shè)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(shè)計下一代電子產(chǎn)品提供有競爭力的差異性?，F(xiàn)在問題很明顯了，電路板設(shè)計者需要找到更好的方法來查看和分析他們?nèi)諠u復(fù)雜的設(shè)計。
PCB設(shè)計者的最終目的是為真實世界(具有3個維度)創(chuàng)造產(chǎn)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(shè)計工具。它可讓設(shè)計者在生產(chǎn)之前就能夠查看設(shè)計真實的3D圖像，不再需要制作樣機，節(jié)省時間和資金(圖1)?？梢暂p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(dǎo)入到PCB設(shè)計中，確保設(shè)計出來的電路板能夠完美地放置到這個殼體中。最后，設(shè)計者能夠滿懷信心地提交他們的設(shè)計文件用于生產(chǎn)了。
3D導(dǎo)出功能提供給設(shè)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(shè)備，散熱效果完全取決于電路板形狀，這個功能極為關(guān)鍵。由于這些功能，PCB設(shè)計工具中的3D功能對于快速、準確而低成本設(shè)計下一代電子產(chǎn)品是絕對是必不可少的。
PCB設(shè)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(shè)計工具提供的3D功能是大不相同的。為了發(fā)揮3D的全部好處，僅僅實現(xiàn)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(shè)計創(chuàng)建3D動畫/視頻的能力。通過此功能，設(shè)計者能夠輕松分享、展示他的產(chǎn)品設(shè)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(shè)計團隊或制造商的更好的合作。比如，通過一段3D視頻，設(shè)計者可以向制造商展示完成裝配后產(chǎn)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(dǎo)入電路板設(shè)計中的能力。請注意，一些設(shè)計工具缺乏此項功能，僅允許設(shè)計者以2D形式執(zhí)行基本可視化和元件間隙檢查。但是，如果能夠?qū)胪鈿ぜ捌渌鼨C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(shè)計規(guī)則中支持3D檢查的能力。由于規(guī)則就是設(shè)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(shè)計規(guī)則檢驗器可告訴設(shè)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(nèi)(所有軸上)是否存在干擾。
●對PCB內(nèi)層結(jié)構(gòu)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(xiàn)問題。在設(shè)計后期這種階段才發(fā)現(xiàn)問題，會大大增加成本。對PCB內(nèi)層結(jié)構(gòu)中的銅層建模能力，讓設(shè)計者能夠輕松查看和檢驗管腳與內(nèi)層的連接或者熱連接。