Guía de diseño 3D-MID: Un documento técnico integral

Un dispositivo integrado mecatrónico (MID) es un plástico moldeado por inyección que incorpora un patrón de circuito conductor e integra funciones mecánicas y eléctricas. Es la fusión entre una parte plástica y un circuito. 

Se graban pistas de cobre en la superficie de la parte plástica, creando pistas y almohadillas que luego pueden albergar componentes eléctricos. Lo que obtienes es una pieza de hardware electromecánica impresionante.  

Estos dispositivos innovadores ofrecen una solución única a los desafíos del diseño moderno, proporcionando una plataforma para integrar circuitos electrónicos directamente en estructuras tridimensionales. Apoyando esta tecnología innovadora está Altium Designer. La herramienta de diseño 3D-MID de Altium Designer ofrece soporte para diseño, enrutamiento y reglas de diseño en 3D.

¿Quieres profundizar más en el diseño 3D-MID y sus aplicaciones? Descarga ahora el informe técnico completo y explora cómo esta tecnología está transformando el diseño electrónico!

MID antes y después de la colocación de componentes

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Explore Solutions

Dónde y por qué se utilizan los MIDs

Según IDTechEx, se espera que el mercado de la electrónica 3D/aditiva aumente de unos $800 Millones en 2020 a alrededor de $1.3 Mil Millones para 2030.

Puede encontrar MIDs en muchas industrias y productos, desde la industria médica hasta la automotriz, teléfonos celulares y tabletas. Los MIDs son adecuados para estas industrias y productos debido a la necesidad de diseños más elegantes. A veces, no es práctico o posible tener muchos componentes de interconexión y cables. Los teléfonos son un gran ejemplo de esto.

Siempre estamos tratando de incluir más en un paquete más pequeño, por lo que algo como un MID puede ayudarnos. Al usar un dispositivo integrado mecatrónico en un teléfono, podemos tener la antena integrada con la carcasa mecánica, ahorrándonos espacio en nuestra placa e incluso dándonos una antena con mejor funcionamiento. Estos mismos principios se pueden aplicar en cualquier campo, incluido el automotriz. A continuación, puede ver la tecnología MID en un volante de automóvil, eliminando la necesidad de arneses de cables.

El campo médico también se beneficia de los MIDs en el desarrollo de dispositivos médicos avanzados, permitiendo la miniaturización de componentes electrónicos y la creación de soluciones más pequeñas y amigables para el paciente.

Los MIDs sirven como una tecnología innovadora en varios sectores, ofreciendo soluciones compactas e integradas que mejoran el rendimiento, reducen el peso y contribuyen a la eficiencia y fiabilidad generales de los sistemas electrónicos.

True 3D Circuit Design

Explore a new world of possibilities.

Try Now

Echa un vistazo a lo que hizo Harting. Al utilizar la tecnología MID, fue posible para Harting desarrollar un módulo de iluminación con una interfaz compatible que permite una reducción de costos del 35% en comparación con la solución anterior, con una altura de instalación significativamente menor y un número reducido de partes.

El problema actual con el diseño de 3D-MIDs

La mayoría de los diseños MID se realizan utilizando herramientas CAD mecánicas, lo cual no es ideal cuando se trabaja con electrónica. Este flujo de trabajo existente plantea varios inconvenientes.

• Falta de inteligencia esquemática para dirigir el diseño
• Proceso manual de creación de huellas
• Distorsión y problemas de fusión manual debido a la proyección de bocetos 2D en superficies 3D
• Problemas de proyección de 2D a 3D incluyendo distorsión y fusión manual

Usar Altium Designer para diseñar estos MIDs de manera nativa soluciona estos problemas.

Beneficios del diseño MID en Altium Designer 

• Diseños precisos - Debido a que estás diseñando directamente en un sustrato 3D y no proyectando un diseño 2D sobre una estructura 3D, puedes lograr resultados precisos.
• Reducción del riesgo de problemas - Aplica reglas de diseño como el espacio libre, ancho de traza y otras a tu diseño para minimizar cualquier problema de diseño.
• Ajuste Correcto - La colaboración con CAD mecánico garantiza la sincronización del diseño con su producto electromecánico.
• Colocación precisa - Las rejillas de alineación y las líneas de conexión visual aseguran la colocación y conectividad adecuadas de los componentes para su producto.
• Minimización de problemas de fabricación - Proporcione a los fabricantes exactamente lo que necesitan con salidas de diseño completamente personalizables.
• Ambiente de Diseño Unificado - Trabaje en un producto electrónicamente inteligente donde el esquemático dirige su diseño

Resumen de las Capacidades de Altium Designer MID

A continuación, encontrará las características más recientes para nuestra tecnología de diseño de sustrato 3D. Esta nueva característica aún está en desarrollo activo, lo que significa que continuaremos mejorando e introduciendo nuevas capacidades. Veamos algunas de las principales características disponibles para su uso hoy.

Integración MCAD: Proyección de Boceto

Al diseñar el sustrato en MCAD, se pueden colocar curvas 3D en la superficie de la parte e incluir en el archivo IGES exportado. Estas “curvas” pueden incluirse en la exportación IGES utilizando la opción de características de Exportación de Curva 3D. Cuando el archivo IGES se importa en Altium Designer para formar el sustrato de un 3D-MID, estos elementos se pueden mostrar seleccionando el comando Ver » Mostrar Bocetos.

Best in Class Interactive Routing

Reduce manual routing time for even the most complex projects.

Explore Solutions

Herramientas de Alineación

Dentro del documento 3D-MID, puedes generar fácilmente una cuadrícula en cualquiera de los tres planos de referencia utilizando la sección de Cuadrícula de Alineación en el panel de Propiedades. Una vez creada, la cuadrícula se proyecta desde el plano especificado hacia las superficies del sustrato 3D. Esta cuadrícula opera independientemente de cualquier boceto importado como parte del sustrato. Los usuarios tienen control total sobre las propiedades de la cuadrícula, con consideraciones para el ajuste a la cuadrícula, visibilidad y diversas dimensiones. 

Personalización del Enrutamiento

Al igual que en un diseño plano estándar, el enrutamiento puede ser completamente personalizable con anchuras de enrutamiento, reglas de separación y otras reglas de diseño. Además, con líneas de conexión visuales y cuadrículas de alineación, la colocación de trazas y componentes es precisa y exacta.

Colocación de Vías

Las vías pueden incorporarse al proceso de fabricación 3D-MID, sujeto a restricciones. Para capacidades de fabricación detalladas, consulta con el fabricante. Aunque el soporte completo de vías está pendiente en la herramienta 3D-MID, puedes incluirlas manualmente. Trata cada pad de vía como un componente, y crea un símbolo de un solo pin correspondiente y un footprint con un solo pad. Coloca manualmente, asigna nombres de red y enruta las vías usando el proceso descrito aquí.

Colocación de Regiones Sólidas

El soporte de la Región Sólida permite la creación de diversas formas de cobre en una estructura 3D. Las funcionalidades incluyen la alineación con rejillas y bocetos importados, así como la capacidad de alternar áreas de la región durante la colocación. 

Una vez colocadas, las regiones pueden ser seleccionadas, editadas para conexiones de red y eliminadas. Las regiones curvas trazadas a partir de bocetos importados son reconocidas, y las regiones superpuestas en la misma red se fusionan durante la exportación, facilitando la creación de formas complejas.

PCB Layout

An integrated PCB editor along with real-time connection to multiple domains.

Explore Solutions

Conclusión 

Los MIDs marcan un salto revolucionario en el diseño electrónico, permitiendo la integración sin fisuras de circuitos en sustratos tridimensionales. La herramienta avanzada de diseño 3D-MID de Altium Designer se posiciona a la vanguardia de esta tecnología transformadora.

Los MIDs demuestran su valor en diversas industrias, desde la automotriz y la electrónica de consumo hasta dispositivos médicos y aplicaciones aeroespaciales. Su integración directa en elementos estructurales mejora el rendimiento del sistema, reduce el peso, disminuye los costos y contribuye a la eficiencia general. Los dispositivos integrados mecatrónicos emergen como una tecnología transformadora, proporcionando soluciones compactas e integradas que redefinen el diseño de sistemas electrónicos en diversos sectores.

Incorporar MIDs en tu próximo proyecto electrónico es una elección transformadora, y para una precisión y eficiencia de diseño óptimas, Altium Designer se destaca como la herramienta principal para desatar el pleno potencial de esta tecnología de vanguardia.

Explora cómo Altium Designer apoya la integración de circuitos eléctricos con partes mecánicas tridimensionales!