3D-MID 설계 가이드: 종합 백서

메카트로닉 통합 장치(MID)는 전도성 회로 패턴을 통합하고 기계적 및 전기적 기능을 통합한 사출 성형 플라스틱입니다. 플라스틱 부품과 회로가 융합된 것입니다. 

구리 도선이 플라스틱 부품의 표면에 에칭되어 전기 부품을 수용할 수 있는 트랙과 패드를 만듭니다. 그 결과 멋진 전기기계 하드웨어가 탄생합니다.  

이러한 혁신적인 장치는 현대 디자인의 도전 과제에 독특한 해결책을 제공하며, 전자 회로를 3차원 구조물에 직접 통합할 수 있는 플랫폼을 제공합니다. 이 혁신적인 기술을 지원하는 것은 Altium Designer입니다. Altium Designer 3D-MID 디자인 도구는 3D 레이아웃, 라우팅 및 디자인 규칙에 대한 지원을 제공합니다.

3D-MID 디자인과 그 응용에 대해 더 깊이 알아보고 싶으신가요? 지금 포괄적인 백서를 다운로드하여 이 기술이 전자 디자인을 어떻게 변화시키고 있는지 탐구해보세요!

MID 부품 배치 전후

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MID가 사용되는 곳 & 이유

IDTechEx에 따르면, 3D/부가가치 전자 제품 시장은 2020년 약 8억 달러에서 2030년까지 약 13억 달러로 증가할 것으로 예상됩니다.

MID는 의료부터 자동차 산업, 휴대폰, 태블릿에 이르기까지 다양한 산업과 제품에서 찾아볼 수 있습니다. 이러한 산업과 제품에서 MID가 유용한 이유는 더 슬림한 디자인이 필요하기 때문입니다. 때로는 많은 연결 구성 요소와 전선을 사용하는 것이 실용적이지 않거나 불가능할 수 있습니다. 휴대폰은 이러한 사례의 좋은 예입니다. 

우리는 항상 더 작은 패키지에 더 많은 것을 담으려고 노력하므로 MID와 같은 것이 우리를 도울 수 있습니다. 휴대폰에서 메카트로닉 통합 장치를 사용함으로써, 우리는 안테나를 기계적 외장과 통합하여 보드에서 공간을 절약하고 심지어 더 잘 작동하는 안테나를 얻을 수 있습니다. 이러한 원칙은 자동차를 포함한 모든 분야에 적용될 수 있습니다. 아래에서는 자동차 스티어링 휠에서 MID 기술을 볼 수 있으며, 이는 와이어 하네스의 필요성을 없앱니다.

의료 분야도 MID를 통해 고급 의료 기기 개발에서 혜택을 받아 전자 구성 요소의 소형화와 더 작고 환자 친화적인 솔루션의 창출을 가능하게 합니다. 

MID는 다양한 분야에서 혁신적인 기술로서, 성능을 향상시키고, 무게를 줄이며, 전자 시스템의 전반적인 효율성과 신뢰성에 기여하는 컴팩트하고 통합된 솔루션을 제공합니다. 

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하팅이 한 일을 살펴보세요. MID 기술을 사용함으로써 하팅은 호환 가능한 인터페이스를 갖춘 조명 모듈을 개발할 수 있었으며, 이는 이전 솔루션에 비해 설치 높이가 현저히 낮아지고 부품 수가 줄어들면서 비용을 35% 절감할 수 있었습니다.

3D-MID 설계 시 현재 문제점

대부분의 MID 설계는 전자 부품과 작업할 때 이상적이지 않은 기계 CAD 도구를 사용하여 수행됩니다. 이 기존 작업 흐름은 여러 단점을 가지고 있습니다.

• 레이아웃을 구동하는 회로도 지능의 부족
• 수동적인 풋프린트 생성 과정
• 2D 스케치를 3D 표면에 투영할 때의 왜곡 및 수동 병합 문제
• 2D에서 3D로의 투영 문제, 포함하여 왜곡 및 수동 병합

Altium Designer를 사용하여 이러한 MID를 기본적으로 설계하면 이러한 문제들을 해결할 수 있습니다.

Altium Designer에서의 MID 설계 혜택

• 정확한 설계 - 2D 디자인을 3D 구조체에 투영하는 것이 아니라 3D 기판에 직접 설계하기 때문에 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.
• 문제 발생 위험 감소 - 설계에 클리어런스, 트레이스 폭 및 기타 설계 규칙을 적용하여 설계 문제를 최소화합니다.
• 정확한 장착 - 기계 CAD 협업은 전기-기계 제품과의 설계 동기화를 보장합니다.
• 정밀한 배치 - 정렬 그리드와 시각적 연결선은 제품의 적절한 구성 요소 배치와 연결성을 보장합니다.
• 최소화된 제조 문제 - 완전히 사용자 정의 가능한 설계 출력으로 제조업체에 정확히 필요한 것을 제공합니다.
• 통합된 설계 환경 - 회로도가 레이아웃을 주도하는 전자적으로 지능적인 제품에서 작업합니다.

Altium Designer MID 기능 요약

아래에서는 3D 기판 설계 기술의 최신 기능을 찾을 수 있습니다. 이 새로운 기능은 여전히 활발히 개발 중이므로, 우리는 계속해서 개선하고 새로운 기능을 도입할 것입니다. 오늘 사용 가능한 주요 기능 중 일부를 살펴보겠습니다.

MCAD 통합: 스케치 투영

MCAD에서 기판을 설계할 때, 3D 곡선을 부품 표면에 배치하고 내보낸 IGES 파일에 포함시킬 수 있습니다. 이러한 "곡선"은 Export 3D Curve 기능 옵션을 사용하여 IGES 내보내기에 포함될 수 있습니다. IGES 파일이 Altium Designer로 가져와져 3D-MID의 기판을 형성할 때, View » Show Sketches 명령을 선택함으로써 이러한 요소를 표시할 수 있습니다.

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정렬 도구

3D-MID 문서 내에서는 속성 패널의 정렬 그리드 섹션을 사용하여 세 개의 기준 평면 중 어느 하나에 그리드를 쉽게 생성할 수 있습니다. 생성되면, 지정된 평면에서 3D 기판의 표면으로 그리드가 투영됩니다. 이 그리드는 기판의 일부로 가져온 스케치와 독립적으로 작동합니다. 사용자는 그리드 스냅핑, 가시성 및 다양한 치수를 고려하여 그리드의 속성을 완전히 제어할 수 있습니다. 

라우팅 사용자 정의

표준 평면 설계와 마찬가지로, 라우팅은 라우팅 폭, 클리어런스 규칙 및 기타 설계 규칙을 사용하여 완전히 사용자 정의할 수 있습니다. 또한, 시각적 연결선과 정렬 그리드를 사용하여 트레이스와 구성 요소의 배치가 정확하고 정밀합니다.

비아 배치

비아는 제약 사항에 따라 3D-MID 제조 공정에 포함될 수 있습니다. 자세한 제조 능력에 대해서는 제조업체에 문의하십시오. 3D-MID 도구에서 완전한 비아 지원이 보류 중이지만, 수동으로 포함시킬 수 있습니다. 각 비아 패드를 구성 요소로 취급하고, 해당하는 단일 핀 심볼과 단일 패드가 있는 풋프린트를 생성합니다. 여기에 설명된 과정을 사용하여 비아를 수동으로 배치, 넷 이름을 지정하고 라우팅하십시오.

솔리드 영역 배치

솔리드 영역의 지원은 3D 구조물 위에 다양한 구리 형태를 생성할 수 있게 합니다. 기능에는 정렬 그리드 및 가져온 스케치에 맞추기, 배치 중 영역 영역 전환 기능이 포함됩니다. 

배치가 완료되면, 영역을 선택하고 네트 연결을 위해 편집하거나 삭제할 수 있습니다. 가져온 스케치에서 추적된 곡선 영역이 인식되며, 동일 네트 위의 중첩된 영역은 내보내기 중에 병합되어 복잡한 형태의 생성을 용이하게 합니다.

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결론 

MID는 전자 설계에서 혁신적인 도약을 표시하며, 회로를 3차원 기판에 원활하게 통합할 수 있게 합니다. Altium Designer의 고급 3D-MID 설계 도구는 이 변혁적 기술의 최전선에 자리잡고 있습니다.

MID는 자동차 및 소비자 전자제품에서부터 의료 기기, 항공우주 응용 분야에 이르기까지 다양한 산업에서 그 가치를 입증합니다. 구조 요소로의 직접 통합은 시스템 성능을 향상시키고, 무게를 줄이며, 비용을 절감하고, 전반적인 효율성에 기여합니다. 메카트로닉 통합 장치는 컴팩트하고 통합된 솔루션을 제공하는 변혁적 기술로서, 여러 분야에서 전자 시스템 설계를 재정의합니다.

다음 전자 프로젝트에 MID를 통합하는 것은 변혁적인 선택이며, 최적의 설계 정밀도와 효율성을 위해 Altium Designer는 이 첨단 기술의 전체 잠재력을 발휘하는 데 있어 선도적인 도구로서 돋보입니다.

Altium Designer가 전기 회로와 3차원 기계 부품의 통합을 어떻게 지원하는지 알아보세요!