多板设计工具如何改变您的电子项目

博客作者：Lawrence Romine

设计一个独立的单个电路板与设计一个电路板系统是非常不同的过程。许多商业产品并非仅由一个电路板运行，它们通常使用多个电路板，这些电路板以复杂的方式相互连接。这些连接可以通过定制的线束、柔性印刷电路（FPC）电缆、板对板连接器、弹簧针连接或边缘连接来实现。

如何在不增加审查负担的情况下实现这一切？您需要设计工具，这些工具能在PCB设计过程的前端，作为该过程的一部分，从逻辑上和物理上简化多板组装的创建。这意味着可以更简单地检查连接错误，并在多板系统内集成定制的互连设计。

多板设计工具能为您做什么

多板设计工具能够执行几项重要的设计任务，这些任务在单独处理PCB时可能相当困难。多板工具通过将多个PCB聚合到一个项目中，专注于集成PCB设计的机械和电气方面。这意味着您的PCB组可以作为一个整体进行机械检查、电气连接，并准备好进行生产。

没有多板设计工具：每个PCB都必须单独设计，并且只有在每个设计完成并单独审查后，才能重新组装成一个完整的组件。这通常需要使用STEP模型对每个PCB进行建模，并将它们分组到MCAD应用程序中。有经验的设计师会知道在设计过程的早期进行关键布局，并将这些作为中间步骤进行建模，但很容易忽略这一部分，并在电气设计完成后才发现机械问题。

使用多板设计工具：可以在多板组件中定义PCB之间的逻辑网络连接，并进行物理检查。这意味着在定义组件的机械结构时，就可以验证正确的板对板连接。此外，还可以在对象和多端口组件之间定义匹配关系，使它们被视为单个对象并可以同步移动。这对于在封装对象中工作或导入电缆器件、线束或FPC带时至关重要。

多板设计工作流程

包含多个PCB的产品需要团队合作，这要求与开发单个PCB产品时的工作流程略有不同。因为是团队合作，所以一位PCB设计师需要跨领域工作，同时与其他为多板组装设计其他PCB的设计师并行工作。在某个阶段，所有人会再次聚集在一起，验证系统是否能在机械和电气方面正常工作，然后计划进行制造和组装。

为了确保每位团队成员都能按计划进行并防止设计错误，需要一套针对多板组装的特定设计文档。这些文档部分涉及机械方面，如PCB的布局，部分涉及电气方面，如组装中各PCB之间所需的互连。

每个团队可能有不同的文档要求，但一个好的做法是在多板组装的设计文档包中包含下表中列出的内容。

引脚图	显示逻辑连接 显示引脚编号 显示机械模型或封装以展示连接
组装BOM	详细列出将出现在多板组装中的所有PCBA零件编号 详细列出将出现在多板组装中的所有电缆/线束零件编号 详细列出所有板对板连接器，以便与引脚图匹配
制作清单	创建一个包含上述部分的清单 按阶段核对每个PCB零件编号： 初始设计完成 PCB布局完成 完整设计审查 零件/PCB订购 零件/PCB到货
机械图	显示3D组装的机械模型 对于任何电缆，详细说明电缆路径 如果可能，显示在外壳中的位置

你的团队提供这级别的文档将消除不必要的设计审查重复，同时也作为设计中每个组件的跟踪工具。这只是多板PCB项目所需文档的一部分；一旦你开始多板组装的制造流程，就需要额外的文档来帮助跟踪进度，并保持产品规格的唯一真实来源。

参与ECAD/MCAD协作

由于多板设计在很大程度上受到机械约束的驱动，因此从事多板产品工作的团队需要快速联系机械工程师，以便进行前端装配设计和在PCB完成时进行回检。这要求与MCAD软件进行直接集成，无论是通过云端还是本地网络。Altium Designer在其多板系统设计工具和流行的机械设计MCAD应用程序之间提供了这样的链接。电气世界与机械世界之间的这种直接链接对于快速、准确地构建多板组件并为制造做好准备至关重要。

无论您需要构建可靠的电力电子产品还是先进的数字系统，都可以使用Altium Designer®中完整的PCB设计功能和世界级的CAD工具。为了在当今的跨学科环境中实现协作，创新型企业正在使用 Altium 365™平台轻松共享设计数据并将项目投入生产。