實(shí)體自由形式制造的目標PCB設計

2020-07-09

隨著(zhù)電子和電路板的使用逐漸滲透到我們用于工作或娛樂(lè )的幾乎所有機器，設備和活動(dòng)中，構造電路板的技術(shù)和方法也在不斷發(fā)展。這些進(jìn)步通常是由需求驅動(dòng)的，以實(shí)現更高的質(zhì)量和更好的功能。當然，市場(chǎng)和其中的競爭在推動(dòng)更快的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)中起著(zhù)重要作用。就像越來(lái)越多的知識激發(fā)了人們進(jìn)一步研究的興趣一樣，更快，更小巧，更智能的設備，電器和車(chē)輛也為PCBA應用和優(yōu)化提供了更多機會(huì )。

最近，出現了許多用于PCB制造的制造技術(shù)。他們中許多人的共同主題是從2D 建模到3D建模設計的轉變。這樣做對于創(chuàng )建用于最常被稱(chēng)為三維（3D）打印的電路板是必要的。 

涉及3D打印時(shí)，會(huì )有很多令人興奮的事情，例如，工程師無(wú)需離開(kāi)工作站就可以進(jìn)行設計，構建和測試設計的能力。確實(shí)令人興奮！但是，在深入研究之前，讓我們看一下固態(tài)自由形式制造的更大領(lǐng)域，它對PCBA開(kāi)發(fā)的影響以及如何設計以充分利用該技術(shù)。  

什么是固態(tài)自由曲面制作？

工程師具有創(chuàng )建新術(shù)語(yǔ)的訣竅，該術(shù)語(yǔ)通常用于區分使產(chǎn)品或技術(shù)超越其先前狀態(tài)的某些材料或過(guò)程增強。并且，由于固態(tài)自由形式制造有時(shí)會(huì )與其他術(shù)語(yǔ)混淆，因此最好在上下文中使用可能具有類(lèi)似定義的其他術(shù)語(yǔ)對其進(jìn)行描述。 

定義：

術(shù)語(yǔ)“ 快速原型制作”用于表示旨在優(yōu)化原型制作過(guò)程速度的制造方法。

增材制造是指通過(guò)添加連續的層來(lái)“積聚”產(chǎn)品，這與減材制造相反，在減材制造中，該過(guò)程以較大的固體開(kāi)始，并去除材料以獲得所需的產(chǎn)品。

3D打印通?？梢远x為從3D構建3D產(chǎn)品

使用增材制造技術(shù)的數字模型。

固態(tài)自由形式制造是一種3D打印過(guò)程，執行該過(guò)程時(shí)無(wú)需任何人工幫助或互動(dòng)即可構建產(chǎn)品，并且不需要其他專(zhuān)門(mén)工具或零件。

從這些定義中，很明顯如何誤解或互換使用這些術(shù)語(yǔ)。有了對固體自由形式制造（SFF）的準確描述，我們準備探索這種快速的原型制作技術(shù)如何影響您的電路板的開(kāi)發(fā)。

不同的實(shí)體自由形式制造設置

如上圖所示，SFF有幾種不同的方法或技術(shù)。由于可以在同一位置進(jìn)行設計，構建和測試，因此每一種優(yōu)點(diǎn)都提供了一種提高電路板開(kāi)發(fā)速度的方法。為了充分了解SFF對PCBA開(kāi)發(fā)的影響，下表對SFF和當代PCB制造的重要屬性進(jìn)行了比較。 

 

當代PCB建造VS的PCBA開(kāi)發(fā)屬性。短纖
屬性	當代PCB制造	選擇性自由形式加工
位置	遠程	本地
處理時(shí)間	一到幾天	小時(shí)
成本	工藝，材料，運輸	僅材料
浪費	是	沒(méi)有
部件	自動(dòng)化的	手冊

如上所示，在周轉時(shí)間，成本和浪費等關(guān)鍵領(lǐng)域，SFF優(yōu)于當代制造。此外，SFF已發(fā)展到一個(gè)水平，即電路板的制造質(zhì)量和可靠性足以滿(mǎn)足PCB原型設計的需要。  

對多材料SFF進(jìn)行了持續研究，以提高電路板的復雜性，性能并優(yōu)化分立元件的制造。當前，只要設計模型足夠詳細和準確，SFF內置板的布局和布線(xiàn)就可以與晶圓廠(chǎng)中構建的PCB相媲美。讓我們看看如何確保設計模型最適合使用SFF技術(shù)進(jìn)行制造。 

設計用于SFF集成的電路板

盡管當代PCB制造和SFF制造的目標是相同的（準備好組裝的已構造電路板），但制造工藝卻大不相同。大多數電路板是通過(guò)自動(dòng)化流程在工廠(chǎng)內部建造的，其中在固定尺寸的面板上可以制作多個(gè)電路板。此過(guò)程包含許多定義明確且有組織的步驟。另一方面，SFF是一個(gè)單階段的，連續的過(guò)程，不斷添加層直到實(shí)現電路板。正如過(guò)程不同，設計文件也提供了PCB制造所需的信息和數據。  

在為SFF制造設計電路板時(shí)，必須采用MCAD格式，因為3D打印機的輸入文件通常是CAD文件格式，例如STL和IGES。因此，您的PCB設計軟件必須能夠進(jìn)行ECAD設計和MCAD導出。