传统的 2D 设计模式难以直观呈现 PCB 与周边结构的空间关系，往往在样机装配阶段才发现元器件与外壳碰撞、连接器伸出长度不足等问题。而 3D 视图功能通过三维建模，将 PCB 板、元器件、外壳等结构以立体形式展示，工程师可以从任意角度观察装配效果，提前进行机械验证。

对于消费电子（如手机、智能家居设备）、工业控制（如嵌入式模块）等对空间要求严苛的产品，3D 视图能帮助设计人员在布局阶段就考虑结构限制，例如确保按键元器件与外壳按键位置对齐、传感器探头露出外壳开孔等，是实现 “电气设计与结构设计协同” 的关键工具。

Altium Designer 中开启和使用 3D 模式的操作简单直观，步骤如下：

1. 切换至 3D 视图：在 PCB 编辑界面，可通过以下方式进入 3D 模式：

• 点击菜单栏 “View”→“Switch to 3D”；

• 使用快捷键 “3”（数字键）快速切换（2D 模式快捷键为 “2”）；

• 点击工具栏中的 “3D” 图标（通常位于界面右侧或顶部快捷工具栏）。

2. 3D 视图操作：

• 旋转：按住鼠标右键拖动，可任意旋转视图，观察 PCB 各个角度；

• 平移：按住鼠标中键拖动，平移视图位置；

• 缩放：滚动鼠标滚轮，或按住 “Ctrl”+ 鼠标滚轮，放大或缩小视图；

• 视角预设：点击菜单栏 “View”→“3D View”，可选择 “Top”“Bottom”“Isometric” 等预设视角，快速切换常用观察方向。

3. 显示设置：在 3D 视图中，可通过 “View”→“3D Visualization” 调整显示效果，如开启 / 关闭元器件 3D 模型、设置外壳透明度、显示 PCB 板厚度等，优化观察体验。

准确的 3D 封装模型是进行机械验证的基础，Altium Designer 支持导入外部 3D 模型或创建自定义模型：

1. 获取 3D 模型：多数元器件厂商（如 TI、Murata）在官网提供 STEP 格式的 3D 模型，可直接下载；也可从开源库（如 GrabCAD）获取通用模型。

2. 关联至封装：

• 打开元器件封装库（.PcbLib），进入封装编辑界面；

• 点击菜单栏 “Tools”→“3D Body”→“Place 3D Body”；

• 在弹出的对话框中选择 “STEP/IGES”，点击 “Browse” 导入下载的 STEP 文件；

• 调整模型位置：确保 3D 模型的引脚与 PCB 封装的焊盘对齐（可通过 “Edit”→“Move” 微调），模型底部与 PCB 板面相贴合。

对于没有现成 3D 模型的简单元器件（如电阻、电容、连接器），可手动创建：

1. 在封装编辑界面，点击 “Tools”→“3D Body”→“Place 3D Body”；

2. 选择基本形状（如 “Box”“Cylinder”），设置尺寸参数（长度、宽度、高度），如 0402 电阻可设置为 “1.0mm×0.5mm×0.5mm”；

3. 调整模型位置至焊盘上方，与实际元器件尺寸匹配；

4. 保存封装，后续调用该封装时，3D 模型会自动加载到 PCB 的 3D 视图中。

3D 视图的核心作用之一是检测结构干涉，步骤如下：

1. 导入外壳或结构件模型：

• 点击菜单栏 “Design”→“Import 3D Model”，导入外壳、散热器、支架等结构件的 STEP 模型（通常由结构工程师提供）；

• 调整结构件位置：通过 “Edit”→“Move 3D Body” 将结构件放置在与 PCB 装配的预期位置（如外壳包裹 PCB 的位置）。

2. 启用干涉检测：

• 点击菜单栏 “Tools”→“Design Rule Check”，在弹出的对话框中切换至 “Mechanical” 选项卡；

• 勾选 “Component Clearance” 规则（可自定义最小间隙，如 0.5mm），点击 “Run DRC”；

• 软件会自动检测 PCB 上的元器件（3D 模型）与结构件之间的距离，若小于设定间隙，会在 “Messages” 面板显示干涉警告，同时在 3D 视图中高亮显示干涉区域。

3. 手动检查细节：对于精密结构（如连接器插拔部分、散热片与 IC 的接触），需手动旋转视图观察：

• 确保元器件顶部不超出外壳高度限制；

• 检查连接器是否完全露出外壳接口，无遮挡；

• 确认散热器与周边元器件有足够间隙，且与发热 IC 紧密贴合（间隙通常≤0.1mm，需配合导热垫）。

Altium Designer 支持导出 STEP 格式文件，便于与机械设计软件（如 SolidWorks、ProE）协同工作：

1. 导出 PCB 3D 模型：

• 在 PCB 编辑界面，点击菜单栏 “File”→“Export”→“STEP 3D”；

• 在弹出的对话框中，选择导出范围（“Entire Board” 或 “Selected Objects”），设置保存路径和文件名；

• 点击 “OK”，生成包含 PCB 板、元器件 3D 模型的 STEP 文件。

2. 与机械工程师协作：

• 将导出的 STEP 文件发送给结构工程师，导入至 SolidWorks 等软件中，与外壳、整机结构进行更详细的装配验证；

• 接收结构工程师反馈的修改意见（如某元器件需下移 0.5mm 避免干涉），在 Altium Designer 中调整布局后，重新导出 STEP 文件确认，形成闭环协作。

3. 版本控制：建议在导出 STEP 文件时标注版本号（如 “PCB_V1.2.STEP”），与 PCB 设计版本同步，避免协作中出现文件版本混乱。

为提升协作效率，将 Altium Designer 与 SolidWorks/ProE 对接时，可采用以下技巧：

1. 设置统一单位：确保 Altium Designer 与机械软件的单位一致（如均使用毫米 “mm”），避免因单位转换导致尺寸偏差。

2. 简化模型导出：导出 STEP 文件时，可隐藏无需验证的细节（如丝印、标号），仅保留 PCB 板、元器件实体和关键结构件，减小文件体积，加快导入速度。

3. 使用 “中性面” 对齐：在 Altium Designer 中，将 PCB 的 “Top Surface”（顶面）设为基准面，机械软件中以对应外壳的内壁面为基准，确保两者对齐精度。

4. 实时同步修改：若结构设计有变更（如外壳内部筋位调整），机械工程师可导出更新后的外壳 STEP 模型，Altium Designer 重新导入后，快速对比检测新的干涉点。

Altium Designer 的 3D 可视化功能为 PCB 机械验证提供了强大支持，通过直观的三维视图、精准的 3D 模型和干涉检测工具，设计人员能在研发早期发现并解决与外壳、散热器等结构件的空间冲突。

相比传统的 2D 设计 + 实物试错模式，3D 校验能减少 80% 以上的后期装配问题，尤其适合高密度、小型化的电子产品设计。建议工程师在 PCB 布局阶段就频繁使用 3D 视图，结合与机械软件的协同，将 “结构验证” 融入设计流程，而非等到设计完成后再补救，最终实现 “一次设计，一次成功” 的目标。