Crear una PCB con una impresora 3D todavía requiere grandes conocimientos de diseño

Zachariah Peterson
|  Creado: May 20, 2020

El diseño de PCB para impresión 3D puede seguir una de estas dos rutas: fabricación aditiva o sustractiva. El software de diseño de su PCB debe ser adaptable a cualquiera de las dos técnicas y debe tener la capacidad de generar los archivos necesarios para que pueda grabar trazados precisos en sus circuitos impresos con su impresora 3D. Trabajar en el entorno de diseño unificado de Altium Designer integra sus herramientas de diseño en una única interfaz. Altium Designer ofrece un único paquete de diseño con herramientas que pueden adaptarse a cualquier estrategia de fabricación.

ALTIUM DESIGNER

Un paquete de software de diseño de PCB con las mejores herramientas CAD que se pueden adaptar a la impresión 3D.

La impresión 3D es una forma conveniente de crear casi cualquier cosa que la mente pueda imaginar. Puede crear prácticamente cualquier cosa con un programa de modelado 3D e imprimirlo desde la comodidad de su hogar, incluso con una impresora 3D de escritorio. Sin embargo, la electrónica de impresión 3D ha permanecido un poco fuera del alcance, ya que solo una serie de empresas e individuos fabrican el equipo requerido. Incluso si tiene el equipo requerido, todavía está a mitad de camino para imprimir sus propios circuitos impresos con una impresora 3D.

La impresión 3D de una PCB requiere un software de diseño electrónico que incluya herramientas CAD ultra precisas y herramientas de modelado 3D. El software de diseño de su placa de circuito impreso requiere algo más que el esquema estándar y las herramientas de diseño que vienen con otros paquetes de software de diseño. Necesitará un paquete de diseño que permita la definición y visualización precisa de cada elemento en su PCB, incluidos los trazados de la superficie, los componentes y las formas únicas de la placa.

Fabricación aditiva versus sustractiva

Muchas de las impresoras de placa de circuito en el mercado pueden usarse para designar trazados de tinta conductora, y posteriormente deberá ensamblar su dispositivo pegando los componentes a la placa de circuito frágil. Su impresora 3D necesita una copia de su diseño de trazado, y un conductor se deposita directamente en la placa.

En lugar de utilizar un método de fabricación sustractiva, puede crear una imagen de inversión de los trazados conductores en su placa de circuito impreso. Luego puede grabar sus huellas conductoras desde una placa de fibra de vidrio cobreada. La combinación de un láser de diodo con las capacidades CNC de una impresora 3D le permite grabar selectivamente el cobre no utilizado. Luego puede soldar componentes SMT/SMD a su placa con una soldadura de baja temperatura.

Elegir las técnicas de fabricación adecuadas

Usar una impresora 3D para fabricar circuitos impresos es una excelente manera de comenzar a construir un prototipo funcional de un nuevo dispositivo. Tanto si está eliminando la lámina de cobre de su PCB grabando o quitando una capa fina de una placa fotosensible con láser y exponiendo el cobre de manera selectiva, necesitará un software de diseño con herramientas CAD precisas para definir su diseño. Su software de diseño de PCB también debe generar datos CNC en 2D o 3D para su impresora directamente desde su diseño. El mejor software para PCB le permite utilizar técnicas aditivas o sustractivas para la fabricación.

Uso de una impresora 3D para fabricar circuitos impresos

Visor 3D en Altium Designer

Definición de las reglas de diseño para su PCB impresa en 3D

Los trazados de enrutamiento en el diseño de su PCB requieren obedecer a un conjunto de reglas de diseño que aseguren que su dispositivo cumpla con sus requisitos funcionales. Muchas impresoras 3D pueden grabar trazados tan finos como de 0,2 mm. Su software de diseño puede ahorrarle una cantidad significativa de tiempo con su diseño cuando puede definir reglas de diseño en sus PCB. Su paquete de software de diseño de PCB debe darle la capacidad de especificar el ancho de su trazado y debe ayudarle a enrutar automáticamente los trazados entre los componentes.

Los sistemas de impresión 3D más nuevos también se pueden utilizar para fabricar PCB de múltiples capas con una máquina del tamaño de una impresora de oficina pequeña. Si planea fabricar PCB de múltiples capas con impresoras 3D, su software de diseño debe incluir un gestor de stackup de capas intuitivo que le permita personalizar completamente su disposición de capas.

Herramientas de diseño para su PCB impresa en 3D

Sus herramientas de enrutamiento de trazados deberían hacer más que simplemente definir tamaños de trazados y definir automáticamente trazados entre componentes. Sus herramientas de diseño deben interactuar con sus reglas de diseño y directivas de enrutamiento, lo que le permite enrutar trazados precisos y diseñar un stackup de capas para cualquier aplicación. También debe poder definir el peso del cobre utilizado en sus trazados y traducir rápidamente esta información en archivos G-code, Gerber o DXF para su impresora 3D.

Impresión en 3D de una PCB

Vista 3D de primer plano en Altium Designer

Altium Designer ofrece las mejores herramientas ECAD para impresión 3D

Otros paquetes de diseño separan sus herramientas de diseño críticas en módulos separados. Solo Altium Designer integra estas herramientas en un entorno de diseño único, y estas herramientas son adaptables a cualquier método de fabricación. Altium Designer es el único paquete de software de diseño de PCB que cuenta con un diseño unificado de MCAD y ECAD, lo que hace que estas herramientas de diseño sean perfectas para diseñar PCB para la impresión 3D.

Altium Designer tiene las mejores características de diseño 3D

Las características de diseño 3D en Altium Designer han establecido un nuevo estándar en la industria del software de diseño de PCB. El modelo de diseño unificado en Altium Designer integra sus herramientas de diseño en una sola interfaz y le permite utilizarlas para el diseño 3D ECAD. En lugar de usar piezas de software separadas para diferentes tareas de diseño, intente trabajar en el único paquete de software de diseño de PCB que unifica sus herramientas en una sola interfaz.

Si trabajar con programas separados está obstaculizando el proceso de diseño de su PCB, debe trabajar en un entorno de diseño unificado. Altium Designer integra sus características de diseño de esquemas, enrutamiento y comprobación de reglas en una única interfaz. Las características de diseño y visualización en 3D facilitan el diseño de PCB para la impresión en 3D, lo que le permite reducir los tiempos de fabricación de semanas a horas.

La impresión 3D es la tendencia del futuro e incluso puede reemplazar los procesos convencionales de fabricación de PCB. Un excelente paquete de software de diseño de PCB como Altium Designer facilita la personalización de cada aspecto del diseño y la generación de los datos de fabricación necesarios para imprimir sus propios circuitos impresos con una impresora 3D. Tendrá acceso a las mejores herramientas de diseño, enrutamiento, comprobación de reglas y simulación, y todo dentro de un único entorno de diseño.

Sobre el autor / Sobre la autora

Sobre el autor / Sobre la autora

Zachariah Peterson cuenta con una amplia experiencia técnica en el mundo académico y la industria. Antes de trabajar en la industria de PCB, enseñó en la Universidad Estatal de Portland. Realizó su investigación en Física MS sobre sensores de gas quimisortivo y su doctorado en Física Aplicada sobre teoría y estabilidad del láser aleatorio. Su experiencia en investigación científica abarca temas en láseres de nanopartículas, dispositivos semiconductores electrónicos y optoelectrónicos, sistemas ambientales y análisis financiero. Su trabajo ha sido publicado en varias revistas revisadas por pares y actas de conferencias, y ha escrito cientos de blogs técnicos sobre diseño de PCB para varias empresas. Zachariah trabaja con otras compañías en la industria de PCB proporcionando servicios de diseño e investigación. Es miembro de IEEE Photonics Society y de la American Physical Society.

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