固體自由成形制造和PCB設(shè)計(jì)的未來

固體自由成形制造的優(yōu)點(diǎn)

正如增材制造（AM）承諾改變汽車設(shè)計(jì)一樣，它也可能在電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中帶來根本性的改變。通過成型塑料，樹脂，金屬，陶瓷粉末，聚合物，塑料和熱塑性塑料的能力，不同類型的AM已經(jīng)改變了產(chǎn)品設(shè)計(jì)。還原光聚合，粉末床熔合，噴射，定向能量沉積等工藝只是使設(shè)計(jì)人員能夠快速創(chuàng)建原型并實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)的少數(shù)技術(shù)。

另一種稱為固態(tài)自由成形制造的增材制造工藝可能會(huì)為PCB設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供更多機(jī)會(huì)。固態(tài)自由成形制造可以軟化電子設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)之間的差異。由于現(xiàn)代EDA應(yīng)用程序能夠以3-D輸出文件，因此設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以準(zhǔn)確地將電路板的尺寸和外形與外殼進(jìn)行匹配，并在進(jìn)入生產(chǎn)之前識(shí)別設(shè)計(jì)約束。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還可以使用EDA軟件選擇布局和組件符合板子和外殼的物理尺寸。最后，團(tuán)隊(duì)在產(chǎn)品離開設(shè)計(jì)階段之前就解決了散熱問題或電磁干擾，確定了與分析相關(guān)的因素，創(chuàng)建了模型，確定了可能的問題區(qū)域，并建立了度量標(biāo)準(zhǔn)。

這些工具中的每一個(gè)都增強(qiáng)了獨(dú)立團(tuán)隊(duì)進(jìn)行交流的能力。固態(tài)自由成形制造還通過將建議的產(chǎn)品從軟件維度移動(dòng)到物理維度來促進(jìn)溝通。借助此功能，可以快速制作 PCB物理模型（以及外殼）的原型，從而有助于團(tuán)隊(duì)之間的溝通。實(shí)體自由形式的制造通過提供顯示電路板，外殼，任何電纜，電線組件和功能部件的功能來協(xié)助產(chǎn)品建模。由于這一優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以查看涉及機(jī)械裝配或小型組件放置的細(xì)微問題是否會(huì)影響性能。

使用輕巧，薄型，高密度互連PCB設(shè)計(jì)時(shí)，固態(tài)自由成形制造的優(yōu)勢(shì)變得尤為明顯。固態(tài)自由成形制造可以將預(yù)制的組件，執(zhí)行器，傳感器或組件嵌入到圍繞產(chǎn)品輪廓的形狀中，而不是使用傳統(tǒng)的剛性PCB，柔性PCB或剛性-柔性PCB。結(jié)果，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以使產(chǎn)品的電子機(jī)械方面與消費(fèi)者或行業(yè)對(duì)產(chǎn)品形狀或樣式的愿景保持一致。

制造復(fù)雜形狀的能力還可以滿足生產(chǎn)更輕，功耗更低的產(chǎn)品的需求。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以利用允許熱量再循環(huán)的進(jìn)氣和排氣來構(gòu)建復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。由于固態(tài)自由形式制造可容納不同類型的聚合物，塑料，陶瓷和金屬，因此設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以迅速制作出包括導(dǎo)電材料，有效散熱，在恒定高溫下運(yùn)行或防止干擾的材料的設(shè)備原型。此外，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以使用這些過程將電氣，形狀和尺寸要求與強(qiáng)度和重量要求相匹配，同時(shí)滿足嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

使固態(tài)自由成形制造與設(shè)計(jì)框架保持一致

與增材制造設(shè)計(jì)功能相交時(shí)，與可制造性設(shè)計(jì)，可持續(xù)性設(shè)計(jì)，可靠性設(shè)計(jì)，環(huán)境設(shè)計(jì)和其他設(shè)計(jì)框架相關(guān)的概念和標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)產(chǎn)生其他增強(qiáng)。除了遵守裝配和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)外，產(chǎn)品還可能與幾何形狀，形狀，尺寸和材料的新可能性保持一致。強(qiáng)調(diào)制造標(biāo)準(zhǔn)和制造遠(yuǎn)景的混合，可以使產(chǎn)品達(dá)到新的生命周期基準(zhǔn)，同時(shí)使用易于升級(jí)和回收的組件，電路板材料和外殼材料。

考慮到客戶期望時(shí)，增材制造設(shè)計(jì)與其他設(shè)計(jì)框架之間的一致性會(huì)變得更加有益。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以使用堅(jiān)固的自由形式制造來確保他們擁有在整個(gè)開發(fā)周期中支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)所需的工具。因此，設(shè)計(jì)人員可以著眼于產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，將可靠性，可持續(xù)性和可回收性納入產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。

由于固態(tài)自由成形制造已經(jīng)超出了塑料，陶瓷，聚合物和金屬的范疇，因此為未來的PCB設(shè)計(jì)提供了獨(dú)特的可能性。利用生物塑料和電子生物制品生產(chǎn)高效，高效的設(shè)備的能力可能會(huì)徹底改變PCB設(shè)計(jì)。