ECAD/ MCAD协同对PCB的作用及发展

我们来查看一个协同设计的应用。本系列博客的第1期曾讨论过，每个人对设计合作的理解因人而异，可以从一个领域引申至多个领域。这些不同领域包括：电子设计（PCB/原理图/元器件库），机械设计，供应链，生产制造，以及产品生命周期中的其他领域。.

电气和机械设计领域之间的ECAD/ MCAD协同，对PCB的日趋微型化精密化尤为重要，由此也造成了印刷电路板更多的受限因素。在两个领域之间维护良好的双向接口，对所有设计的项目而言会方便很多，同时也有助于确保完善的设计周期，从长远看，双向接口能使产品更具完整性。CAD软件有很多接口选项，但目前最常用的还是以下列出的两个标准。

 

图1：对于现代电子设计来说，电气和机械CAD软件之间的接口能力尤为重要。 

步骤（产品模型数据转换标准） 

作为设计数据的3D真实展示，STEP模型可应用于印刷电路板、组件、机械组件/外壳以及多名设计师使用不同项目整合起来的任意设计文件。了解STEP文件在项目双向传输中的优势和限制，是非常重要的。

优点	限制
符合ISO 10303 标准，所有设计模型一致，并遵循相同协议。	作为项目间数据交换的通用格式，某些功能可能在特定软件中无法应用。
遵循共同的格式，可以下载元件制造商提供的元器件3D模型。	对于复杂的设计特性以及某些附加功能（例如：走线，丝印等）会显著增大文件大小。
真正的3D格式（而不是伪3D /“2.5D”格式），适用于复杂的建模特新和弯曲度，例如：软硬结合印刷电路板的折叠形状。	无法实现真正的协同合作，需要设计师手动检查，确保设计数据的准确及更新。

在ISO 10303下，适用于3D CAD数据的两个应用协议（APS）分别为：AP203（旧格式）和AP214（新格式）。关于协议的详细信息，请点击这里。

IDF（中间数据格式）

几年来，IDF一直被认为是电气和机械CAD软件之间传送设计数据的标准文件格式。事实上，IDF并不是3D，而是所谓的“2.5D”，即ECAD中的2D，使用模型高度信息，转换成MCAD中的3D。当然，这种方案不适用于包含复杂的3D形状、可能需要导出机械领域相关数据的项目，例如：软硬结合板的折叠形状。 

IDF对初步机械间隙检查非常有用，元件和电路板高度在文件中记录并传送，但也有其局限性。如果涉及了较多的间隙检查或建模，在传递之后必须替换元件体，这对机械设计师来说，增加了额外的工作以及其他潜在的问题，例如：元件体对齐和旋转匹配。

电气/机械接口的其他解决方案

原生态3D PCB编辑

包括用于机械设计、排列、布局和导出3D机械模型的ECAD软件工具，可在单个软件包里完成多项工作。Altium Designer功能包括：按引脚对齐3D元件模型，外壳建模和间隙检查，针对MCAD接口的复杂PCB特性的标准导出。 

ECAD/ MCAD协同工具和格式

某些第三方工具可以通过上述所提到的文件格式，提供更好的协同。利用更可靠的设计数据传输系统，这些工具可以进行更全面的双向设计，可视化及冲突解决，能够完美地与本地软件界面完全集成。同样，IDX（Incremental Data eXchange）可以提供供应商文件格式，具备同样的双向能力。 

ECAD/ MCAD协同将何去何从？ 

随着大多数ECAD软件附带3D编辑功能，软件文件传输解决方案的需求日趋减少，或许这一趋势也将涉及机械数据的创建和导入。 

 

图2：复杂电子机械组件，例如：通过柔性电缆连接多板设计，推动ECAD/MCAD协同。

这并不意味着没有必要去支持并改进接口。而是意味着，软件领域之间的真正合作，在设计过程中尤为重要。很多复杂的项目，例如：多板设计和复杂的电子机械组件，仍普遍超出了单领域范畴。