Leiterplattentechnisch - PCB-Design-Technologiestrategie, um die Arbeit intelligenter zu machen

Die Elektronikindustrie versucht sich von der Wirtschaftskrise zu erholen, Auch der Druck, den Prozess vom Entwurf bis zur Fertigung umfassend zu begleiten, steigt. Elektronikunternehmen auf der ganzen Welt müssen differenzierte Produkte schneller und kostengünstiger auf den Markt bringen, und dieser Trend wird sich aufgrund der wirtschaftlichen Schwäche fortsetzen. Auch in China PCB-Markt, Systemdesign- und Fertigungsunterstützungstools müssen dringend die neueste Technologie nutzen, um die Produktivität zu erhöhen.

In einer Umfrage der Aberdeen Group, Viele führende Elektronikunternehmen identifizierten sechs Best Practices für Designtechnologie, die Geschäftsziele aktiv erreichen können. Mit der langsamen Erholung der wirtschaftlichen Lage, diese grundlegenden Leiterplattentechnologie Praktiken werden ein wesentlicher Teil der Entwicklung von Unternehmen in 2012 werden.

Im Folgenden finden Sie einen Überblick über diese sechs Schlüsselstrategien, um die Arbeit des Unternehmens intelligenter zu machen. Wir glauben, dass diese Strategien der Schlüssel zur Entwicklung im 2012 werden.

Technische Strategie 1: kollaborativer Entwicklungsprozess für Produkte

Kollaboration bezieht sich normalerweise auf die Fähigkeit, serielle Operationen parallel zu schalten, und hat zwei Modi. Die erste ist die Möglichkeit, mehreren Designern zu ermöglichen, gleichzeitig im gleichen Designprozess zu arbeiten. Dieser Ansatz ist nicht neu, aber die Wirksamkeit der neuen Technologie unterscheidet sich erheblich von der ursprünglichen. Der Designer kann die PCB-Design-Datenbank jederzeit manipulieren und aufteilen. Dann arbeitet jeder Designer im Designprozess – aber am Ende muss die Datenbank neu zusammengeführt werden. Der Zusammenführungsprozess ist sehr zeitaufwendig und fehleranfällig, aber das Endergebnis kann den Designzyklus verkürzen.

"Der Zukunftsplan ist, in Software zu simulieren, zum Beispiel in einem virtuellen Prototyp."

Derzeit haben wir die Möglichkeit, mehrere Designer gleichzeitig in derselben Datenbank arbeiten zu lassen, ohne die Datenbank aufzuteilen. Dies eignet sich für viele Prozesse im PCB-Design, einschließlich Schaltplaneingabe, Constraint (Hochgeschwindigkeits- und Fertigungsregeln), Eingabe und Management und physisches Layout. Darüber hinaus kann jeder Designer die Ergebnisse der Arbeiten seiner Kollegen in Echtzeit sehen. Dies verkürzt nicht nur die Entwicklungszykluszeit erheblich, sondern verbessert auch die Produktivität und Produktqualität des Designers. Einige Benutzer dieser Technologie berichten, dass sie 30 bis 70% der Entwurfszeit spart. Um im 2012 wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen Unternehmen ähnliche Verbesserungen im Designzyklus erreichen).

Technische Strategie 2: Virtueller Prototyp

Normalerweise validieren Unternehmen ihre Produkte, indem sie mehrere Prototypen bauen und testen. Entwerfen Sie eine Leiterplatte, bauen Sie einen physischen Prototyp, testen Sie ihn im Labor, bestimmen Sie, welche Änderungen vorgenommen werden müssen, entwerfen Sie neu und wiederholen Sie den entsprechenden Prozess.

Es gibt mehrere Probleme mit dieser Methode. Erstens ist es zeitaufwändig und teuer, einen Prototyp zu bauen und zu debuggen. Wenn die Time-to-Market sehr knapp ist, wird es wahrscheinlich die Marktchance verpassen. Zweitens finden Tests im Labor möglicherweise nicht alle potenziellen Probleme. Zum Beispiel möchten Sie, dass das Produkt viele Jahre in rauen Umgebungen wie starken Vibrationen verwendet wird, aber das Labor "Vibration and Heat Treatment" kann möglicherweise nicht lange genug laufen, um langfristige Probleme zu finden. Ebenso hat die Signalintegrität dieses Problem. Extreme kritische Bedingungen sind im Labor wahrscheinlich nicht verfügbar.

Die Lösung in Zukunft besteht darin, in Software zu simulieren, wie zum Beispiel in einem virtuellen Prototyp. Dieser Vorgang kann im PCB-Designprozess durchgeführt werden und deckt viele mögliche Bereiche ab: Signal (digital, analog, Hochfrequenz) und Netzintegrität; Wärmemanagement in integrierten Schaltungen, Verpackungen, Leiterplatten und vollständigen Systemsimulationen; Vibration und Schock (Abbildung 2); Herstellungs- und Montageverfahren für Leiterplatten; Mechanische 3D-Schnittstelle usw. Ausführung im gesamten Designprozess kann sicherstellen, dass der Entwurf ohne Backup und Korrektur fortgesetzt wird. Darüber hinaus kann die Software extrem kritische Bedingungen erkennen und Probleme im Labor wochen- und monatelang innerhalb weniger Stunden simulieren. Obwohl Designer gerne das physische Objekt so schnell wie möglich erhalten und die Implementierung einer Vielzahl virtueller Prototypen verzögert werden kann, können letztere den Zyklus verkürzen, Kosten senken und die Produktivität und Produktqualität/Zuverlässigkeit des Designers verbessern.

Technische Strategie 3: Prozessunterstützung vom Entwurf bis zur Fertigung

Time-to-Market und Produktkosten sind der Schlüssel für viele Branchen. Selbst in der Militär-/Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie, die in der Vergangenheit Einschränkungen bei längeren Entwicklungszeiten und/oder hohen Kosten ausgesetzt waren, haben sie nun aggressivere Ziele für dieses Thema. Darüber hinaus dürfen PCB-Designer nicht vergessen, dass auch wenn Daten in den Herstellungsprozess gelangen, ihre Verantwortlichkeiten noch nicht beendet sind. Gleichzeitig ist es aus Sicht der EDA-Lieferanten wichtig, dass die Unterstützung nicht bis zum Ende der Designphase erfolgt, um Designern nicht zu ermöglichen, ihre Verantwortung für herstellbare Produkte leicht zu erfüllen, sondern mit Herstellern zusammenzuarbeiten, um ihre Produktionslinien zu optimieren, um die niedrigsten Kosten zu erzielen. liefern.

Sobald das Design über eine intelligente Schnittstelle wie ODB++ in den Fertigungsprozess gelangt, kann der Hersteller mit der Software die Produktionslinie modellieren und deren Nutzung optimieren. Während die Produktionslinie läuft, überwacht die Software kontinuierlich Probleme wie pünktliche Lieferung von Teilen, Maschinenstillstände und Produktrückverfolgbarkeit. Selbst wenn ein Qualitätsfehler auftritt, kann er sicherstellen, dass Geräte oder Prozesse mit einer Ausfallrate unterhalb der akzeptablen Ausfallrate verfolgt und hervorgehoben werden.

Technologiestrategie 4: Komplexitätsmanagement

Für differenzierte Produkte, die Wettbewerber schlagen, muss das Unternehmen die neueste und fortschrittlichste Technologie nutzen, um mehr Funktionen auf kleinerem Raum zu komprimieren und gleichzeitig die positiven Marktchancen zu befriedigen. Die integrierte Schaltungstechnik verbessert sich in Bezug auf hohe Dichte, hohe Geschwindigkeit, mehr Pins auf kleinerem Raum und höheren Stromverbrauch weiter. Leiterplattenherstellungstechnologie, wie HDI/Microvia-Technologie, kann die Dichte erhöhen, aber das Design ist auch komplizierter. Wie können wir angesichts dieser stetig steigenden Komplexität die Produktivität von Designern aufrechterhalten und steigern? Die Antwort ist, auch die Funktionalität von Design-Tools zu erhöhen.

Technologiestrategie 5: Interdisziplinäre Zusammenarbeit

Produktentwicklung und -lieferung erfordern interdisziplinäre Zusammenarbeit. Im Elektronikbereich haben wir Experten für integrierte Schaltungen, Verpackung, FPGA, HF, Analog und Digitalisierung; Im mechanischen Bereich haben wir Ingenieure, die Gehäuse entwerfen und CAE-Analysen durchführen; Wir verfügen über Personal in den Bereichen Beschaffung, Lieferkette und Fertigung; Wir haben Embedded Software Entwicklung. All dies erfordert eine effektive Zusammenarbeit im Entwicklungsprozess. Früher wurde dies über Papier und E-Mail getan, jetzt aber hauptsächlich über elektronische Medien, aber es gibt immer noch Probleme mit der Übertragung großer Datenmengen zwischen Teammitgliedern. Wie können Sie effektiv feststellen, welche Änderungen eingetreten sind, wie Sie in Ihrem Feld reagieren und welche Kontrollen Sie tatsächlich übernommen haben? Solche Fragen müssen in naher Zukunft behandelt werden.

Tatsächlich sind die meisten Interaktionen eine Verhandlung. Wenn ein Maschinenbauingenieur beispielsweise feststellt, dass ein Bauteil auf der Leiterplatte das physische Produktgehäuse stört, kann der Ingenieur vorschlagen, den Standort der Komponente zu ersetzen. Dies wird in Form eines schrittweisen (nur wenn Ersatz) Vorschlags an den PCB-Designer kommuniziert wird – im Gegensatz zu einer großen Menge an Datenübertragung muss der PCB-Designer sortiert werden, um den Vorschlag zu bestimmen. Vor kurzem wurde die Progressive Change Performance von Mentor Graphics, PTC und Anwendern zu einem Standard ("EDMD") entwickelt und von ProSTEP genehmigt.

Der Vorschlag wird dem PCB-Designer in Form von Grafiken gezeigt, und dieser akzeptiert, lehnt ab oder macht einen Vorschlag, der für diese PCB auf der Grundlage der tatsächlichen Situation der PCB besser geeignet ist. Der Verhandlungsprozess wird so lange fortgesetzt, bis eine Einigung erzielt ist. Zu diesem Zeitpunkt werden sowohl die mechanischen als auch die elektrischen Datenbanken aktualisiert. Diese vollständig elektronische Zusammenarbeit ist nur eines von vielen Beispielen für den tatsächlichen Betrieb.

Technologiestrategie 6: Verwaltung des geistigen Eigentums (IP)

Schließlich stellen erstklassige Elektronikunternehmen fest, dass der Schlüssel zum zukünftigen Erfolg in ihren Arbeitsprozessen und im Datenbankmanagement liegt.

Die Mitglieder des Designteams, unabhängig davon, ob sie lokal oder auf der ganzen Welt ansässig sind, müssen eine effektive Autorität schaffen und die Vermögenswerte streng verwalten, die das Unternehmen für die wichtigsten hält. Der Datenbankadministrator des Unternehmens gibt die Informationen der qualifizierten Komponenten in die genehmigte Verwaltungsinfrastruktur ein, die vom Designer ausgewertet werden kann. Die vorgefertigte Leiterplatte kann ganz oder teilweise zur Wiederverwendung in zukünftigen Projekten hinzugefügt werden.

Als die PCB-Design fortgeschritten, das Team erstellte Schaltpläne, Einschränkungen, und PCB-Layoutdaten. Das Datenmanagement dieses Arbeitsprozesses ist sehr kompliziert, and an infrastructure system for managing electronic intellectual property (IP) needs to be created specifically. Daten, die von verschiedenen Teammitgliedern bearbeitet werden, werden mit Versionsverwaltungs- und Synchronisierungsproblemen konfrontiert sein. Unternehmen können Service-Organisationen beauftragen, einige Produkte zu entwerfen und hoffen, nur einen Teil ihrer IP zu teilen. Dies soll die Komplexität der Verwendung von Standard-PLM-Systemen beseitigen.