PCB Tecnico - Strategia tecnologica di progettazione PCB per rendere il lavoro più intelligente

L'industria elettronica si sta sforzando di riprendersi dalla crisi economica e sta aumentando anche la pressione per fornire un supporto completo al processo dalla progettazione alla produzione. Le aziende elettroniche di tutto il mondo devono portare sul mercato prodotti differenziati ad una velocità più veloce e a costi più bassi, e questa tendenza continuerà a causa della debolezza economica. Anche nel mercato cinese dei PCB, gli strumenti di supporto per la progettazione di sistemi e la produzione devono utilizzare urgentemente le ultime tecnologie per aumentare la produttività.

In un sondaggio condotto dal Gruppo Aberdeen, molte aziende leader nel settore dell'elettronica hanno identificato sei best practice tecnologiche di progettazione in grado di soddisfare attivamente gli obiettivi di business. Con la lenta ripresa della situazione economica, queste pratiche di base della tecnologia PCB diventeranno una parte essenziale dello sviluppo delle aziende nel 2012.

Di seguito riportiamo una panoramica di queste 6 strategie chiave per rendere il lavoro dell'azienda più intelligente. Crediamo che queste strategie diventeranno la chiave dello sviluppo nel 2012.

Strategia tecnica 1: processo di sviluppo collaborativo dei prodotti

La collaborazione di solito si riferisce alla capacità di trasformare le operazioni seriali in parallelo e ha due modalità. La prima è la capacità di consentire a più progettisti di lavorare nello stesso processo di progettazione allo stesso tempo. Questo approccio non è nuovo, ma l'efficacia della nuova tecnologia è molto diversa da quella originale. Il progettista può sempre manipolare il database di progettazione PCB e dividerlo. Quindi ogni progettista lavora nel processo di progettazione, ma alla fine il database deve essere ricongiunto. Il processo di fusione richiede molto tempo ed è soggetto a errori, ma il risultato finale può abbreviare il ciclo di progettazione.

"Il piano futuro è quello di simulare in software, come un prototipo virtuale."

Al momento, abbiamo la possibilità di consentire a più progettisti di lavorare nello stesso database allo stesso tempo, senza la necessità di dividere il database. Questo è adatto per molti processi nella progettazione di PCB, inclusi input schematici, vincoli (ad alta velocità e regole di produzione), input e gestione e layout fisico. Inoltre, ogni designer può vedere i risultati delle operazioni dei suoi colleghi in tempo reale. Questo non solo abbrevia significativamente il tempo del ciclo di progettazione, ma migliora anche la produttività e la qualità del prodotto del progettista. Alcuni utenti di questa tecnologia riferiscono di risparmiare dal 30 al 70% del tempo di progettazione. Per rimanere competitive nel 2012, le aziende devono ottenere miglioramenti simili al ciclo di progettazione).

Strategia tecnica 2: Prototipo virtuale

Di solito le aziende convalidano i loro prodotti costruendo e testando più prototipi. Progettare un PCB, costruire un prototipo fisico, testarlo in laboratorio, determinare quali modifiche devono essere apportate, riprogettare e ripetere il processo correlato.

Ci sono diversi problemi con questo metodo. In primo luogo, è dispendioso e costoso costruire e eseguire il debug di un prototipo. Se il time to market è molto limitato, è probabile che si perda l'opportunità di mercato. In secondo luogo, i test in laboratorio potrebbero non trovare tutti i potenziali problemi. Ad esempio, si desidera che il prodotto venga utilizzato in ambienti difficili come forti vibrazioni per molti anni, ma il laboratorio "vibrazione e trattamento termico" potrebbe non essere in grado di funzionare abbastanza a lungo per trovare problemi a lungo termine. Allo stesso modo, l'integrità del segnale ha anche questo problema. È probabile che le condizioni critiche estreme non siano disponibili in laboratorio.

La soluzione in futuro è quella di simulare in software, come un prototipo virtuale. Questa operazione può essere eseguita nel processo di progettazione PCB e coprirà molte aree possibili: segnale (digitale, analogico, radiofrequenza) e integrità della rete di alimentazione; Gestione termica in circuiti integrati, packaging, PCB e simulazione completa del sistema; vibrazioni e urti (figura 2); pratiche di fabbricazione e assemblaggio dei PCB; Interfaccia meccanica 3D, ecc. L'esecuzione nell'intero processo di progettazione può garantire che la progettazione continui senza backup e correzione. Inoltre, il software è in grado di rilevare condizioni critiche estreme e può simulare problemi in laboratorio per settimane e mesi in una questione di ore. Anche se i progettisti amano ottenere l'oggetto fisico il più rapidamente possibile e l'implementazione di una vasta gamma di prototipi virtuali può essere ritardata, questi ultimi possono abbreviare il ciclo, ridurre i costi e migliorare la produttività e la qualità/affidabilità del prodotto del progettista.

Strategia Tecnica 3: Supporto al processo dalla progettazione alla produzione

Il time to market e il costo del prodotto sono la chiave per molti settori. Anche nelle industrie militari/aerospaziali e automobilistiche, che in passato hanno dovuto affrontare restrizioni sui tempi di sviluppo più lunghi e/o costi elevati, ora hanno obiettivi più aggressivi per questo tema. Inoltre, i progettisti di PCB non devono dimenticare che anche se i dati entrano nel processo di produzione, le loro responsabilità non sono ancora finite. Allo stesso tempo, dal punto di vista dei fornitori EDA, l'importante è che il supporto non sia alla fine della fase di progettazione, non per consentire ai progettisti di adempiere facilmente le proprie responsabilità per i prodotti realizzabili, ma per lavorare con i produttori per ottimizzare le proprie linee di produzione per ottenere prodotti a basso costo. consegna.

Una volta che il progetto entra nel processo di produzione attraverso un'interfaccia intelligente, come ODB++, il produttore può utilizzare il software per modellare la linea di produzione e ottimizzarne l'utilizzo. Mentre la linea di produzione è in esecuzione, il software monitorerà continuamente problemi come la consegna puntuale dei pezzi, i tempi di fermo macchina e la tracciabilità del prodotto. Anche se si verifica un difetto di qualità, può garantire che le apparecchiature o i processi con un tasso di guasto inferiore al tasso di guasto accettabile siano monitorati e evidenziati.

Strategia tecnologica 4: gestione della complessità

Per prodotti differenziati che battono i concorrenti, l'azienda deve utilizzare la tecnologia più recente e avanzata per comprimere più funzioni in uno spazio più piccolo pur soddisfacendo le opportunità positive di mercato. Ciò diventerà ancora più importante nel 2012. La tecnologia dei circuiti integrati continua a migliorare in termini di alta densità, alta velocità, più pin in uno spazio più piccolo e maggiore consumo energetico. La tecnologia di produzione del PCB (circuito stampato), come la tecnologia HDI / microvia, può aumentare la densità, ma il design è anche più complicato. Di fronte a questa complessità sempre crescente, come possiamo mantenere e aumentare la produttività dei progettisti? La risposta è anche quella di aumentare la funzionalità degli strumenti di progettazione.

Strategia tecnologica 5: Cooperazione interdisciplinare

Lo sviluppo e la consegna dei prodotti richiedono una cooperazione interdisciplinare. Nel campo dell'elettronica, abbiamo esperti in circuiti integrati, packaging, FPGA, RF, analogico e digitalizzazione; nel campo meccanico, abbiamo ingegneri che progettano involucri ed eseguono analisi CAE; Abbiamo personale di approvvigionamento, supply chain e produzione; abbiamo sviluppo software Embedded. Tutto ciò richiede una cooperazione efficace nel processo di sviluppo. In passato, è stato fatto attraverso carta ed e-mail, ma ora è principalmente attraverso mezzi elettronici, ma ci sono ancora problemi con il trasferimento di grandi quantità di dati tra i membri del team. Come potete determinare in modo efficace quali cambiamenti sono avvenuti, come rispondere nel vostro campo e quali controlli avete effettivamente adottato? Tali questioni devono essere affrontate nel prossimo futuro.

Infatti, la maggior parte delle interazioni sono una negoziazione. Ad esempio, se un ingegnere meccanico scopre che un componente sul PCB interferisce con l'alloggiamento fisico del prodotto, l'ingegnere può proporre di sostituire la posizione del componente. Ciò prenderà la forma di una proposta graduale (solo quando la sostituzione) viene comunicata al progettista di PCB-a differenza di una grande quantità di trasferimento di dati, il progettista di PCB deve essere ordinato per determinare la proposta. Recentemente, le prestazioni di cambiamento progressivo sono state sviluppate in uno standard ("EDMD") da Mentor Graphics, PTC e utenti ed è stato approvato da ProSTEP.

La proposta sarà mostrata al progettista di PCB sotto forma di grafica, e quest'ultimo accetterà, respingerà o farà una proposta più adatta a questo PCB in base alla situazione effettiva del PCB. Il processo negoziale proseguirà fino al raggiungimento di un accordo, momento in cui saranno aggiornate sia le banche dati meccaniche che quelle elettriche. Questa collaborazione completamente elettronica è solo uno dei tanti esempi di operazioni reali.

Strategia tecnologica 6: Gestione della proprietà intellettuale

Infine, le aziende di elettronica di prima classe determinano che la chiave del successo futuro risiede nei loro processi di lavoro e nella gestione dei database.

I membri del team di progettazione, siano essi localizzati localmente o sparsi in tutto il mondo, devono creare un'autorità efficace e gestire rigorosamente gli asset che l'azienda ritiene più importanti. L'amministratore del database aziendale inserisce le informazioni dei componenti qualificati nell'infrastruttura di gestione approvata, che può essere valutata dal progettista. Tutto o parte del PCB pre-progettato può essere aggiunto alla libreria per il riutilizzo in progetti futuri.

Man mano che il design del PCB progrediva, il team ha creato schemi, vincoli e dati di layout del PCB. La gestione dei dati di questo processo di lavoro è molto complicata e occorre creare un sistema infrastrutturale per la gestione della proprietà intellettuale elettronica (IP). I dati modificati da diversi membri del team dovranno affrontare problemi di gestione delle versioni e sincronizzazione. Le aziende possono assumere organizzazioni di servizi per progettare alcuni prodotti e sperare di condividere solo parte del loro IP. Questo per eliminare la complessità dell'utilizzo di sistemi PLM standard.