3D空间堆叠PCB设计（有点类似iphoneX主板的堆叠（Substrate-like PCB/SLP）设计）

引言：

本文聚焦于一个突出的PCB设计项目，该任务的目的是在有限的空间（类似于水杯大小的一体化圆柱体）内实现多块大型电路板之间高效的物理结构集成与电气连接。面对挑战，作者利用其深厚的专业知识以及个人独有的问题解决策略，最终完成了一份集成度高、体积紧凑的电路板设计方案。

项目背景与启动：

项目启动于19年5月下旬，一个有着既定功能和用户使用感知需求的产品设计团队寻求改进设计以适应极小空间的约束。早期阶段，项目团队收集了用户需求、功能特点以及操作示范视频，旨在构建出一款界面友好、空间高效利用、操作简便的电子产品。考虑到现有的设计范围尚不涉及机械结构设计，先期参数主要关注于电路板的设计布局与优化。

理解用户需求与结构化思考：

通过深度的人机交互和功能分析，作者逐步构建出了产品的抽象框架，将其视为一个具有特定功能性集合的系统。基于此理解，他精细地构想了产品在用户手中的操作逻辑与交互细节，奠定了产品设计的基础框架。这一思考模式的形成，得益于对人机工程学的累积理解和特有的项目视角。

理论指导与设计迭代：

运用马克思主义哲学方法论中的“主要矛盾和次要矛盾”原则，作者从模块集成效率、成本控制和空间利用率三个维度着手，确保了设计方案的整体性与实用性。通过迭代思考，设计进程形成了明确的理论框架与实践指导。




精细化设计与问题解决：

初步方案设计：将整体布局形态抽象为一个大致为水杯形状的圆，以此作为设计板的几何基座，分层布置各模块组件，充分考虑模块之间的空间需求与接口设计。此步骤为整体方案提供了结构基础。

方案细化与结构要素创新：通过Solidworks数字建模软件，实现各模块元素的空间排列，有效解决实际装配中的组合问题。利用“排针”和“排母”的概念构建了连接系统，确保了模块间精准的物理连接，并避免了因引脚排布错误导致的设计失效风险。

引脚排序与自动化排布：创新地采用Excel及图片排版技术解决引脚连接问题，避免了手动剪插标签的繁琐和误差，通过逐层排序和引用标签的方式，实现了自动化且高效的电路连接布局。

实施与结果：

整个项目实现了高度的无纸化设计，采用先进的数字化工具与流程，从概念设计到加工测试，历时仅11天，比原定时间（14天）提前完成，并且达到了设计目标——在受限的空间内，实现了高效集成、功能兼容的电路板设计。这一成果不仅高效地克服了空间挑战，还成功地超越了预期目标，走出了一条具有创新色彩的设计道路。

结论与要务：

该项目的成功展示了一种集成度高达90%的无纸化设计方法，不仅在技术上实现了重大突破，还为面对类似空间限制项目的开发者提供了宝贵的经验与启发。此项研究侧重于建构性设计思维、高度定制化的技术步聚以及优化流程，更是专业团队如何高效协同、聚焦于关键问题，以及如何利用现有技术持续创新的典范。

以此经验作为参考，个人承接项目的关键要素应包括但不限于：项目的可靠性、合同方的信誉以及团队对于优化目标的自信心与执行能力。对于复杂项目的深度剖析、合理规划及及时的沟通，都是确保项目成功不可或缺的环节。