為什么PCB數(shù)據(jù)管理很重要

2021-11-17

挑戰(zhàn)

由于激烈的競(jìng)爭(zhēng)和持續(xù)創(chuàng)新導(dǎo)致與其他基于技術(shù)的行業(yè)相比產(chǎn)品生命周期非常短，消費(fèi)電子市場(chǎng)一直面臨著很大限度縮短新產(chǎn)品上市時(shí)間的壓力。在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手生產(chǎn)出更便宜的替代品并使市場(chǎng)飽和之前，發(fā)布創(chuàng)新產(chǎn)品和實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入的時(shí)間窗口很短。開(kāi)發(fā)時(shí)間必須盡可能短，因此這些競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手幾乎沒(méi)有警告他們需要分析、理解和復(fù)制以更大化此窗口的新產(chǎn)品將出現(xiàn)。

PCB開(kāi)發(fā)

典型的消費(fèi)電子設(shè)備相對(duì)復(fù)雜，在盡可能小的空間內(nèi)塞滿(mǎn)了許多功能。復(fù)雜性需要主題專(zhuān)家之間針對(duì)整體設(shè)計(jì)的每個(gè)功能塊進(jìn)行協(xié)作。此設(shè)計(jì)過(guò)程必須無(wú)故障，以滿(mǎn)足快速上市所需的較短開(kāi)發(fā)時(shí)間。所有設(shè)計(jì)元素在第一次就必須無(wú)縫地結(jié)合在一起，因?yàn)閹缀鯖](méi)有時(shí)間解決不兼容或界面斷開(kāi)的問(wèn)題。所有合作者都可以訪(fǎng)問(wèn)的完整、正確和連貫的數(shù)據(jù)集是這種“一次成功”理念的基礎(chǔ)。

PCB制造

PCB設(shè)計(jì)過(guò)程的最終結(jié)果是用于傳達(dá)原型設(shè)計(jì)或生產(chǎn)過(guò)程所需的制造和組裝信息的數(shù)據(jù)。跟蹤、焊盤(pán)和過(guò)孔布局、絲印覆蓋、阻焊層——所有這些信息都是PCB制造所必需的。對(duì)于多層板，數(shù)據(jù)量可能很大，最輕微的錯(cuò)誤的影響至關(guān)重要。例如，坐標(biāo)稍有錯(cuò)誤的單個(gè)焊盤(pán)或鉆孔會(huì)使制造的電路板無(wú)法使用。

風(fēng)險(xiǎn)

設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)集中的任何錯(cuò)誤都將直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品問(wèn)題。充其量，一個(gè)函數(shù)可能稍微超出規(guī)范；在最壞的情況下，該產(chǎn)品可能無(wú)法工作。設(shè)計(jì)錯(cuò)誤可能來(lái)自組件數(shù)據(jù)表信息。例如，制造商數(shù)據(jù)可能不正確，或者可能被錯(cuò)誤地轉(zhuǎn)錄到設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)集中。因此，應(yīng)在源頭檢查所有制造商數(shù)據(jù)。有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師會(huì)發(fā)現(xiàn)明顯的錯(cuò)誤，但更細(xì)微的錯(cuò)誤只有通過(guò)與其他供應(yīng)商的數(shù)據(jù)表進(jìn)行比較才能發(fā)現(xiàn)。

設(shè)計(jì)錯(cuò)誤可能來(lái)自設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)集中同一組件的多個(gè)版本，其中協(xié)作團(tuán)隊(duì)可能對(duì)同一部件使用不同的數(shù)據(jù)。因此，數(shù)據(jù)集的結(jié)構(gòu)應(yīng)避免重復(fù)或防止在修改組件數(shù)據(jù)時(shí)保留舊數(shù)據(jù)。

當(dāng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)影響設(shè)計(jì)過(guò)程時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，不同的團(tuán)隊(duì)在其他時(shí)間訪(fǎng)問(wèn)和利用數(shù)據(jù)，因此使用不同的值。因此，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的存在必須是顯而易見(jiàn)的，并且流程必須到位，以確保更改不會(huì)對(duì)靜態(tài)設(shè)計(jì)決策產(chǎn)生不利影響。

由于不兼容或過(guò)程錯(cuò)誤，制造錯(cuò)誤可能來(lái)自在傳輸?shù)缴a(chǎn)過(guò)程期間設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的損壞。如果不明顯，則在測(cè)試第一個(gè)生產(chǎn)產(chǎn)品之前無(wú)法檢測(cè)到任何錯(cuò)誤。

制造錯(cuò)誤可能來(lái)自組件物理尺寸錯(cuò)誤，例如引腳間距或腿直徑，這會(huì)阻止受影響組件的組裝。操作錯(cuò)誤可能來(lái)自設(shè)計(jì)仿真期間未檢測(cè)到的軌道間距或?qū)挾儒e(cuò)誤，而是通過(guò)操作環(huán)境中的電磁干擾、電流損耗或過(guò)高溫度實(shí)現(xiàn)的。

PCB數(shù)據(jù)復(fù)雜性

隨著元件復(fù)雜性和種類(lèi)不斷擴(kuò)大以滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，PCB數(shù)據(jù)的復(fù)雜性逐年增加。因此，維護(hù)復(fù)雜數(shù)據(jù)連貫庫(kù)的必要資源迫使人們轉(zhuǎn)向使用自動(dòng)化流程和第三方服務(wù)。監(jiān)視組件數(shù)據(jù)表的更改將是一項(xiàng)全職任務(wù)，更不用說(shuō)驗(yàn)證數(shù)據(jù)和監(jiān)視重復(fù)或陳舊的數(shù)據(jù)了。

PCB數(shù)據(jù)集成

電子設(shè)計(jì)流程圍繞基于計(jì)算機(jī)的解決方案構(gòu)建，從原理圖捕獲到電路仿真、PCB線(xiàn)路布局，再到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。這種聯(lián)合方法需要PCB設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)集與設(shè)計(jì)工具兼容。產(chǎn)品生命周期管理解決方案的采用進(jìn)一步將兼容性要求擴(kuò)展到一系列新的業(yè)務(wù)管理工具。

組件采購(gòu)

設(shè)計(jì)過(guò)程的一個(gè)關(guān)鍵部分是確保所選組件以可接受的價(jià)格和所需的交付周期提供，以支持項(xiàng)目時(shí)間表。因此，PCB數(shù)據(jù)集將包括動(dòng)態(tài)可用性和成本數(shù)據(jù)，以支持項(xiàng)目管理活動(dòng)。理想情況下，數(shù)據(jù)管理解決方案應(yīng)支持對(duì)使用中的組件進(jìn)行分析，并通過(guò)價(jià)格監(jiān)控識(shí)別替代供應(yīng)源，以便在可用時(shí)切換到成本更低的選項(xiàng)。如果出現(xiàn)可能阻礙制造的供應(yīng)問(wèn)題，相同的功能還應(yīng)通知生產(chǎn)過(guò)程。

關(guān)鍵要求

PCB數(shù)據(jù)必須在需要時(shí)提供給需要它的每個(gè)人。此外，它必須是無(wú)錯(cuò)誤的，并且每個(gè)訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)集的人都必須看到完全相同的數(shù)據(jù)。通過(guò)創(chuàng)建集中資源來(lái)實(shí)現(xiàn)這些要求聽(tīng)起來(lái)很容易，但對(duì)于復(fù)雜數(shù)據(jù)的龐大數(shù)據(jù)集，這可能是一項(xiàng)管理挑戰(zhàn)。冗余控制是必要的，以確保單個(gè)故障不會(huì)阻止設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)，從而有效地使設(shè)計(jì)過(guò)程突然停止。中央資源的本地副本聽(tīng)起來(lái)像是一個(gè)簡(jiǎn)單的解決方案。盡管如此，它在確保本地?cái)?shù)據(jù)在地理上分散的協(xié)作團(tuán)隊(duì)之間保持和一致方面產(chǎn)生了巨大的問(wèn)題。

需要安全控制來(lái)防止數(shù)據(jù)被意外或惡意破壞或刪除，從而在設(shè)計(jì)過(guò)程中丟掉一把扳手。此外，通過(guò)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)集中式解決方案，控制需要確保任何類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)中斷都不會(huì)切斷團(tuán)隊(duì)與數(shù)據(jù)的聯(lián)系。

需要配置控制來(lái)確保只有授權(quán)人員才能更改數(shù)據(jù)，更改被記錄和驗(yàn)證，并且可以自動(dòng)識(shí)別更改對(duì)正在進(jìn)行的設(shè)計(jì)項(xiàng)目的影響，并通知受影響的各方。

正式的發(fā)布管理功能應(yīng)管理生產(chǎn)數(shù)據(jù)集和物料清單的創(chuàng)建以及它們向采購(gòu)和制造過(guò)程的轉(zhuǎn)移。此外，該功能應(yīng)包括防止發(fā)布不完整或未經(jīng)驗(yàn)證的數(shù)據(jù)的授權(quán)過(guò)程。

概括

PCB數(shù)據(jù)管理是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，如果正確完成，可以提高設(shè)計(jì)精度并縮短時(shí)間。但是，如果實(shí)施不當(dāng)，任何問(wèn)題都有可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)過(guò)程停止或?qū)е庐a(chǎn)品無(wú)法正常工作。