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如何在封装库中去创建3D器件模型?

如何在封装库中去创建3D器件模型?有哪些常见的元器件?

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张敏

2021-7-22 11:44:44
  在今天的PCB设计过程中,您需要将机械设计工作流程集成到电气设计工具中。在ECAD和MCAD世界之间来回传递不准确的设计数据不仅对设计团队造成挫折,而且还可以大大增加将PCB设计到其元器件中所需的设计旋转数量。无论电气设计工具的实际3D功能如何,如果您没有准确的元器件3D建模,您就无法准确分析机械间隙。。
  不同的EDA环境对3D建模的支持水平不足。 有些甚至没有,所有机械信息都需要由MCAD工具提供。 其他使用过时的方法,如DXF或IDF来交换信息。Altium Designer PCB设计软件支持嵌入STEP模型,以提供精确的建模信息,不仅可以传递给MCAD世界,还可以直接在主机ECAD工具中使用。
  获取和嵌入STEP模型是一个相当简单的过程,如本文档所详述。 但是,有时您可能无法或根本不想使用STEP模型。 您可能没有内部MCAD部门、没有任何3D MCAD工具,或者也许您的组织不允许任何外部来源的CAD数据,从而阻止您下载模型。 其他安全限制可能会阻止您完全访问互联网。
  幸运的是,Altium Designer为您提供了直接在工具中创建元器件的机械细节的方法。 这在理想情况下在PCB库本身(.PcbLib)中完成,但是也可以在板级(.PcbDoc)上完成。 本文将向您展示如何创建3D模型并提供创建常见元器件的提示。
  内部3D模型类型
  Altium Designer提供三种基本3D形状类型,用于创建机械模型:挤压,圆柱和球体。它们中的每一个可以单独使用或彼此组合使用。挤压模型可能是最常用的。要创建一个这种模型,绘制任何多边形的形状,然后给这个形状一个高度值即可。该形状将被向上(或向下)挤出该高度。
  圆柱体和球体类型的创建。输入圆柱体的半径,高度和旋转值,系统相应地绘制形状。球只需要半径。使用这些简单的形状,可以创建各种表面贴装和通孔元器件,范围从简单到惊人的复杂。它们只需要输入尺寸。 系统使用这些尺寸自动绘制形状。圆柱体可用于产生诸如通孔电阻器和电解盖体之类的模型。 它们也可以用于固定通孔针或线桩本身。
  创建模型
  即使我们正在使用3D模型,创建它们的最佳方法是2D布局模式 (View » 2D Layout Mode)。然后,我们可以稍后切换到3D,对模型进行修改。每个模型类型都以相同的方式开始。首先Place»3D Body。然后选择适用的“3D模型类型”选项:
  
  挤压模型
  要创建一个挤压模型,唯一必需的字段是“总体高度”。其他区域是可选的,可以稍后进行编辑。
  
  在绘图模式下,单击确定将返回到设计工作区。之后,使用标准的Altium Designer方法创建一个完全封闭的多边形区域作为模型形状。单击以开始形状,然后拖动鼠标,然后再次单击以添加后续角落。用鼠标右键单击鼠标或点击“Escape”键,使形状变亮。如果需要添加第二个形状,“3D体”对话框将重新显示。如果只需要一个形状,单击取消按钮。
  创建所需多边形的一些要点:
  在开始形状之前,使用“G”快捷键设置捕捉网格
  使用“Shift + E”在不同的“对齐。。。”模式之间切换
  “Shift + Space Bar”改变角落模式(例如,正交,对角线,圆弧等)
  单独的空格键改变要添加的下一个段的方向
  在绘图过程中点击“删除”键将删除输入的最后一个角/顶点
  完成形状后,将以2D工作区模式显示交叉阴影区域,该模式指示身体,如下例中的粉红色阴影区域:
  
  切换到3D模式(View » 3D Layout Mode)将显示3D模型:
  
  在3D模式下,元器件主体可以在X / Y平面内移动,方法是单击主体并拖动它。 拖动时,可以使用空格键旋转,也可以使用“X”或“Y”快捷键沿X或Y轴旋转。
  可以通过双击主体进行进一步的编辑,以返回到“3D体”对话框。 从那里,您可以改变模型的其他方面,例如其颜色或其高度(即板表面上方的高度,模型将坐在哪里)。这些编辑也可以在2D模式下进行,但在某些情况下 在3D模式下立即进行视觉反馈是有帮助的。 另一方面,编辑形状本身的轮廓应该始终以2D模式进行。
  使用现有的轮廓创建挤压的形状
  工作的一部分,进入创建元器件的模式可能包括丝网印刷或其他机械轮廓数据,并定义元器件的身体形状。例如,以BGA封装为例:
  
  黄色叠层(丝印)轮廓很可能与实际元器件体相同的形状和尺寸。 那么为什么不重复使用这些信息,代替手动重画呢? Altium Designer包含基于现有2D形状创建挤压3D体的功能。
  在引脚库(.PcbLib)中,转到Tools » Manage 3D Bodies for Current Component… 生成的对话框显示在引脚库中找到的列表形状:
  
  请注意,列出的一些形状被描述为“从。。。上的基元创建的多边形形状”这些是存在于占用空间内的实际2D线或弧。也有“从……的边界矩形上创建的形状”。在这种情况下,系统查看特定层上的任何现有对象(包括铜层),并在最外围点绘制一个矩形。
  基本形状的预览显示在右侧预览区域(上面的粉红色框)。 在我们的BGA示例中,我们将使用“TopOverlay上的基元创建的多边形”,这是我们实际的丝印轮廓。
  请注意,模型状态更改为“In Component”,左侧引脚预览现在会显示覆盖在地形图案上的形状。 这给了我们一个一般的想法,我们是否选择了正确的形状。
  “总体高度”列设置身高,就像在第一个例子中手动创建挤出多边形一样。像以前一样,另一个区域(如身体颜色)是可选的,可以稍后更改。 单击关闭将形状添加到元器件,如下图所示:
  
  Tools » Manage 3D Bodies for Library… menu.菜单命令提供对库中所有元器件的列表的访问。 它还包括一个“批量更新”模式,用于从库中每个元器件的同一层添加形状。 例如,
  也许这些引脚都是用其中一个机械层上的2D“边框”创建的。 该轮廓可以在批处理过程中一次性添加到库中的所有(或某些)元器件。
  将3D模型添加到PCB
  如果没有特定板的现有PCB封装库,或者如果需要进行一次性高度编辑,则PCB编辑器环境还提供相同的“管理3D模型”功能。 进入Tools Manage 3D Bodies for Components
  on Board…提供了一个类似的对话框“Manage 3D Bodies for Library”。此外,您可以在菜单通过右键单击元器件并导航到 Component Actions » Manage 3D Bodies,将3D体添加到单个元器件。 其功能与库编辑器的“.Management 3D Bodies for Current Component”相同。
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