Hướng dẫn Thiết kế 3D-MID: Một Bản Tóm tắt Toàn diện

Một thiết bị tích hợp mechatronic (MID) là một loại nhựa được đúc phun tích hợp một mạch dẫn điện và kết hợp cả chức năng cơ khí và điện tử. Đây là sự kết hợp giữa một bộ phận nhựa và một mạch điện. 

Các đường dẫn bằng đồng được khắc lên bề mặt của bộ phận nhựa, tạo ra các đường mạch và pad có thể sau đó chứa các linh kiện điện tử. Bạn nhận được một phần cứng điện cơ học thú vị.  

Những thiết bị sáng tạo này cung cấp một giải pháp độc đáo cho những thách thức của thiết kế hiện đại, cung cấp một nền tảng cho việc tích hợp mạch điện tử trực tiếp vào các cấu trúc ba chiều. Hỗ trợ công nghệ sáng tạo này là Altium Designer. Công cụ thiết kế 3D-MID của Altium Designer hỗ trợ cho bố trí 3D, định tuyến và các quy tắc thiết kế.

Bạn muốn tìm hiểu sâu hơn về thiết kế 3D-MID và các ứng dụng của nó? Tải xuống bản trắng toàn diện ngay bây giờ và khám phá cách công nghệ này đang biến đổi thiết kế điện tử!

MID trước và sau khi đặt linh kiện

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Explore Solutions

Nơi & Tại sao MID được sử dụng

Theo IDTechEx, thị trường cho điện tử 3D/thêm vào dự kiến sẽ tăng từ khoảng 800 triệu USD vào năm 2020 lên khoảng 1,3 tỷ USD vào năm 2030.

Bạn có thể tìm thấy MIDs trong nhiều ngành công nghiệp và sản phẩm, từ y tế đến ngành công nghiệp ô tô, điện thoại di động và máy tính bảng. MIDs phù hợp với những ngành công nghiệp và sản phẩm này vì nhu cầu về thiết kế gọn gàng hơn. Đôi khi, việc có nhiều linh kiện kết nối và dây điện không phải lúc nào cũng thực tế hoặc khả thi. Điện thoại là một ví dụ điển hình của điều này. 

Chúng ta luôn cố gắng đóng gói nhiều hơn vào một gói nhỏ hơn, vì vậy một thứ gì đó như MID có thể giúp chúng ta. Bằng cách sử dụng thiết bị tích hợp cơ điện tử trong điện thoại, chúng ta có thể tích hợp ăng-ten với vỏ cơ khí, giúp tiết kiệm không gian trên bảng mạch của chúng ta và thậm chí cung cấp một ăng-ten hoạt động tốt hơn. Những nguyên tắc tương tự có thể được áp dụng cho bất kỳ lĩnh vực nào, bao gồm cả ô tô. Dưới đây, bạn có thể thấy công nghệ MID trong vô lăng ô tô, loại bỏ nhu cầu về hệ thống dây điện.

Lĩnh vực y tế cũng được hưởng lợi từ MIDs trong việc phát triển các thiết bị y tế tiên tiến, cho phép thu nhỏ các thành phần điện tử và tạo ra các giải pháp nhỏ gọn, thân thiện với bệnh nhân. 

MIDs phục vụ như một công nghệ đổi mới trong các lĩnh vực khác nhau, cung cấp các giải pháp tích hợp và gọn nhẹ giúp cải thiện hiệu suất, giảm trọng lượng và đóng góp vào hiệu quả và độ tin cậy tổng thể của các hệ thống điện tử. 

True 3D Circuit Design

Explore a new world of possibilities.

Try Now

Hãy xem Harting đã làm gì. Bằng cách sử dụng công nghệ MID, Harting đã có thể phát triển một mô-đun chiếu sáng với giao diện tương thích cho phép giảm chi phí 35% so với giải pháp trước đây với chiều cao lắp đặt đáng kể thấp hơn và giảm số lượng bộ phận.

Vấn đề Hiện Tại Khi Thiết Kế 3D-MIDs

Hầu hết các thiết kế MID được thực hiện bằng công cụ CAD cơ khí, điều này không lý tưởng khi làm việc với điện tử. Quy trình làm việc hiện tại gặp phải một số hạn chế.

• Thiếu thông minh sơ đồ để điều khiển bố cục
• Quy trình tạo dấu chân thủ công
• Vấn đề méo mó và hợp nhất thủ công do chiếu bản vẽ 2D lên bề mặt 3D
• Vấn đề chiếu từ 2D sang 3D bao gồm méo mó và hợp nhất thủ công

Sử dụng Altium Designer để thiết kế natively các MID này giải quyết những vấn đề này.

Lợi ích của Thiết Kế MID trong Altium Designer 

• Thiết Kế Chính Xác - Vì bạn đang thiết kế trực tiếp trên một nền 3D chứ không phải chiếu một thiết kế 2D lên một cấu trúc 3D, bạn có thể đạt được kết quả chính xác.
• Giảm rủi ro vấn đề - Áp dụng các quy tắc về khoảng cách, độ rộng dấu vết, và các quy tắc thiết kế khác cho thiết kế của bạn để giảm thiểu bất kỳ vấn đề thiết kế nào.
• Sự Phù Hợp Chính Xác - Sự hợp tác CAD cơ khí đảm bảo sự đồng bộ hóa thiết kế với sản phẩm điện-cơ của bạn.
• Vị trí chính xác - Lưới căn chỉnh và đường kết nối trực quan đảm bảo việc đặt linh kiện và kết nối chính xác cho sản phẩm của bạn.
• Giảm thiểu vấn đề sản xuất - Cung cấp cho nhà sản xuất chính xác những gì họ cần với các đầu ra thiết kế hoàn toàn tùy chỉnh.
• Môi trường Thiết kế Thống nhất - Làm việc trong một sản phẩm thông minh điện tử nơi mà sơ đồ điều khiển bố cục của bạn

Tóm tắt Khả năng MID của Altium Designer

Dưới đây, bạn sẽ tìm thấy các tính năng mới nhất cho công nghệ thiết kế lớp phủ 3D của chúng tôi. Tính năng mới này vẫn đang trong quá trình phát triển tích cực, điều này có nghĩa là chúng tôi sẽ tiếp tục cải thiện và giới thiệu các khả năng mới. Hãy cùng xem qua một số tính năng chính có sẵn để sử dụng ngày nay.

Tích hợp MCAD: Phác thảo Chiếu

Khi thiết kế lớp phủ trong MCAD, các đường cong 3D có thể được đặt trên bề mặt của bộ phận và được bao gồm trong tệp IGES xuất khẩu. Những “đường cong” này sau đó có thể được bao gồm trong xuất khẩu IGES sử dụng tùy chọn tính năng Xuất Đường Cong 3D. Khi tệp IGES được nhập vào Altium Designer để tạo lớp phủ cho một 3D-MID, những yếu tố này có thể được hiển thị bằng cách chọn lệnh View » Show Sketches.

Best in Class Interactive Routing

Reduce manual routing time for even the most complex projects.

Explore Solutions

Công Cụ Căn Chỉnh

Trong tài liệu 3D-MID, bạn có thể dễ dàng tạo một lưới trên bất kỳ mặt phẳng tham chiếu nào trong ba mặt phẳng bằng cách sử dụng mục Lưới Căn Chỉnh trong bảng Thuộc tính. Một khi đã tạo, lưới được chiếu từ mặt phẳng đã chỉ định lên bề mặt của vật liệu nền 3D. Lưới này hoạt động độc lập với bất kỳ bản vẽ nào được nhập vào như một phần của vật liệu nền. Người dùng có toàn quyền kiểm soát các thuộc tính của lưới, với các cân nhắc về khả năng bắt lưới, khả năng hiển thị, và các kích thước khác nhau. 

Tùy Chỉnh Định Tuyến

Giống như trong một thiết kế phẳng tiêu chuẩn, việc định tuyến có thể được tùy chỉnh hoàn toàn với các chiều rộng đường dẫn, quy tắc khoảng cách, và các quy tắc thiết kế khác. Hơn nữa, với các đường kết nối trực quan và lưới căn chỉnh, việc đặt các đường dẫn và linh kiện là chính xác và đúng đắn.

Đặt Via

Việc đưa via vào quy trình sản xuất 3D-MID có thể được thực hiện, tùy thuộc vào các hạn chế. Để biết khả năng sản xuất chi tiết, hãy tham khảo ý kiến của nhà sản xuất. Mặc dù việc hỗ trợ via đầy đủ trong công cụ 3D-MID đang chờ xử lý, bạn có thể bao gồm chúng một cách thủ công. Xử lý mỗi pad via như một linh kiện, và tạo một biểu tượng đơn chân tương ứng và một bản in chân với một pad đơn. Đặt thủ công, gán tên mạch, và định tuyến via sử dụng quy trình được mô tả ở đây.

Đặt Vùng Rắn

Việc hỗ trợ Vùng Rắn cho phép tạo ra các hình dạng đồng khác nhau trên một cấu trúc 3D. Các chức năng bao gồm khả năng bắt dính vào lưới căn chỉnh và bản vẽ nhập khẩu, cũng như khả năng chuyển đổi khu vực vùng trong quá trình đặt. 

Sau khi đặt, các vùng có thể được chọn, chỉnh sửa cho các kết nối mạng và xóa. Các vùng cong được truy tìm từ bản vẽ nhập khẩu được nhận diện, và các vùng chồng lấn trên cùng một mạng sẽ được hợp nhất trong quá trình xuất khẩu, giúp tạo ra các hình dạng phức tạp.

PCB Layout

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

Explore Solutions

Kết luận 

MIDs đánh dấu một bước nhảy vọt đột phá trong thiết kế điện tử, cho phép tích hợp mạch điện một cách liền mạch vào các chất liệu ba chiều. Công cụ thiết kế 3D-MID tiên tiến của Altium Designer đặt mình vào vị trí dẫn đầu của công nghệ biến đổi này.

MIDs chứng minh giá trị của mình trong các ngành công nghiệp đa dạng, từ ô tô và điện tử tiêu dùng đến thiết bị y tế và ứng dụng hàng không vũ trụ. Việc tích hợp trực tiếp vào các yếu tố cấu trúc nâng cao hiệu suất hệ thống, giảm trọng lượng, giảm chi phí và đóng góp vào hiệu quả tổng thể. các thiết bị tích hợp cơ điện tử nổi lên như một công nghệ biến đổi, cung cấp các giải pháp tích hợp, gọn nhẹ, định nghĩa lại thiết kế hệ thống điện tử qua các lĩnh vực.

Việc tích hợp MIDs vào dự án điện tử tiếp theo của bạn là một lựa chọn biến đổi, và để đạt được độ chính xác và hiệu quả thiết kế tối ưu, Altium Designer nổi bật như công cụ hàng đầu để khai thác toàn bộ tiềm năng của công nghệ tiên tiến này.

Khám phá cách Altium Designer hỗ trợ tích hợp mạch điện với các bộ phận cơ khí ba chiều!