了解 3D 建模流程。

洞悉多板系統(tǒng) 3D 建模如何提高設計精度、性能和成本效益。

掌握 3D 建模在制造工藝中的優(yōu)勢。

在 PCBA 領域，仿真與建模是實現(xiàn)精準高效設計的基石。在量產(chǎn)前構(gòu)建并復用原型，有助于在制造環(huán)節(jié)測試、優(yōu)化設計，進行概念驗證，提高成本效益和設計精度。

3D 建模

3D 建模指的是利用專業(yè)軟件創(chuàng)建三維對象（無生命的或有生命的）或表面的數(shù)學表示形式的過程，這些三維表示形式即為 3D 模型。

此外，還可以通過 3D 渲染將這些 3D 模型轉(zhuǎn)化為二維圖像。我們可以將其用于物理現(xiàn)象的計算機仿真，也可以利用三維打印機制作相應的實體。

3D 模型可以手動或自動創(chuàng)建。手動建模需準備三維計算機圖形的幾何數(shù)據(jù)，而自動建模則依賴 3D 建模軟件完成。整體而言，3D 模型用點在三維空間中的集合表示，通過線條、曲面、三角形等各種幾何實體連接。

工業(yè)與 3D 模型

在當今技術發(fā)展背景下，3D 建模已廣泛應用于各個行業(yè)領域。無論是醫(yī)療行業(yè)的掃描建模，還是科研領域的化合物構(gòu)建，3D 模型作為關鍵工具，正不斷解鎖其在各行業(yè)中的巨大潛力。

在工程領域，3D 建模是電子設備、車輛以及 PCBA 的重要設計工具。甚至地球科學領域，三維地質(zhì)模型也獲得廣泛應用。

多板系統(tǒng)與 3D 建模

對工程師和 PCB 設計師而言，仿真與 3D 建模軟件的應用已成為設計流程中不可或缺的一環(huán)。在當前技術發(fā)展格局下，設備普遍呈現(xiàn)出復雜化和微型化的趨勢，這促使設計任務對 3D 建模等設計工具的需求日益增長。隨著人們對功能、性能及生命周期要求的提升，3D 建模所提供的驗證功能顯得至關重要。

3D 建模的一個重要優(yōu)勢是能夠驗證 PCB 設計工具包是否符合機械要求。3D 建模軟件中包含的電子計算機輔助設計（ECAD）功能還可確保產(chǎn)品符合外形尺寸規(guī)范。

多板系統(tǒng)設計

過去，機械設計與電氣設計使用的工具缺乏兼容性，導致兩個設計團隊之間溝通不暢，進而影響效率、拖慢上市時間并提高成本。隨著 3D 建模軟件的出現(xiàn)及其在 PCB 設計中的功能增強，設計人員如今可以同時設計并驗證機械和電氣特性。

3D 建模解決了機械設計和電氣設計軟件不兼容所帶來的問題。電氣設計師無需為確保功能正常而進行繁瑣的修改，也無需反復更新機械模型。

修改可能涉及散熱器、電容、電源層、變壓器、接地層等。這些器件形狀復雜、設計精度要求高，且往往與電路板內(nèi)層相連。將 MCAD 與 ECAD 功能集中在同一平臺，設計師能夠在需要時快速完成布局修改。

多板系統(tǒng)設計與 3D 建模

作為設計師，應掌握利用電纜和連接器進行多板系統(tǒng)布局的方法。這類布局常見于電視和主板（個人電腦/筆記本電腦）等設備，大多通過短線纜或直連方式實現(xiàn)多板連接。借助 3D 建模，可對這類設計進行機械間隙驗證，此驗證流程同樣適用于剛?cè)峤Y(jié)合電路板和柔性電路板。

此外，分層規(guī)劃能力也對多板系統(tǒng)組織工作大有裨益。通過分層原理圖，可將不同功能分配給各個 PCB，并創(chuàng)建相應的原理圖。

總體而言，3D 機械設計工具可以幫助設計人員在制造前發(fā)現(xiàn)潛在問題。任何制造商都不希望在生產(chǎn)期間才發(fā)現(xiàn)問題，承受生產(chǎn)中斷所帶來的損失。內(nèi)嵌 MCAD 工具的 ECAD 軟件有助于在早期發(fā)現(xiàn)并解決問題，避免對關鍵制造環(huán)節(jié)造成影響。

多板系統(tǒng)設計流程概述

信息

知識就是力量，而信息本質(zhì)上也是知識。即便是單塊 PCB 的設計，也離不開大量信息支撐。隨著系統(tǒng)內(nèi)電路板數(shù)量的增加，對信息的要求也隨之增加。包括解決以下問題：PCB 是否需同步生產(chǎn)？如果需要，應對其層堆疊進行相應的規(guī)劃。值得注意的是，多板設計的初衷正是為了縮短整體開發(fā)周期。

多板設計中的原理圖捕獲

分層原理圖使用上層模塊來表示電路的各個區(qū)域，而系統(tǒng)原理圖設計則用這些模塊來表示多個 PCB。其目的是在系統(tǒng)原理圖中實現(xiàn)各原理圖之間的互聯(lián)。設計師既可以在單板層面進行原理圖設計與仿真，也可以在系統(tǒng)層面執(zhí)行仿真。

整理和設置設計規(guī)則

在此階段，需要設置設計參數(shù)、規(guī)則與約束。對于多板系統(tǒng)設計，必須在每個布局中重復這一過程。

多板 PCB layout

雖然每塊電路板仍單獨設計，但設計師可同時查看多個電路板與機械設計元素，并在布局過程中驗證元件位置。這顯著減少了機箱、元件及其他器件之間的間隙問題。

完整的系統(tǒng)設計同步審查

在整個設計過程中，可以將電路板與系統(tǒng)或其他電路板進行交叉檢查。借助 3D 建模，設計人員能夠在最終投產(chǎn)前，構(gòu)建多板系統(tǒng)的虛擬原型。

多板系統(tǒng) 3D 建模在諸多領域的重要性日益凸顯。它不僅減少了設計團隊之間的反復溝通，同時有助于提高設計精度、降低成本、延長產(chǎn)品生命周期，并縮短產(chǎn)品上市時間。