EFFEKTIV PCB-DATEN VERWALTEN

Zachariah Peterson
|  Erstellt: October 5, 2020

Das PCB-Datenmanagement bezieht sich auf das Erfassen, Speichern, Überprüfen, Verwenden, Verteilen und Verwalten der Daten, die beim Entwickeln einer Leiterplatte verwendet werden.

In Zeiten, die von manchen als „Urväterzeit“ der Elektronikbranche bezeichnet werden, tickten die Uhren definitiv anders. Es gab keine wirkliche Verwendung für PCB-Daten, geschweige denn für ihre Verwaltung. Aufgaben wie die Erstellung von Schaltplänen, BOMs, Zeichnungen und Gerber-Dateien waren bestenfalls problematisch.

Oft wurden bezüglich solcher Aspekte alle Vorsichtsmaßnahmen über Bord geworfen und das Beste gehofft. Es war äußerst normal (und ist es heute noch), dass ein PCB-Designer eine zerknitterte Serviette mit Flecken bekam, auf der ein kaum lesbarer Schaltplan vermerkt wurde. Ein kleines Geschenk vom EE, das zum Mittagessen zwischen einem Cheeseburger und Pommes Frites hin gekritzelt wurde. Damit benötigte ein PCB-Designer nur ein paar Schaltplansymbole, Footprints und vielleicht ein paar Bauteilparameter.

Eine gängige Maßnahme zum Verwalten von PCB-Daten bestand darin, einfach ein einzelnes Bauteil aus einer Bibliothek zu kopieren und einzufügen und dessen Wert zu verändern. Gesamte Designs wurden genau auf diese Weise erstellt. Es ist äußerst bemerkenswert, aber es funktionierte. Es brachte die gesamte Branche auf außergewöhnliche Weise voran, was vor allem für die Professionalität und Kompetenzen dieser frühen Designer spricht.

In dieser „schönen neuen Welt“ hat die PCB-Designbranche enorme Fortschritte gemacht. Die Entwicklungen der Technologie, getrieben von einem unstillbaren Verlangen der Verbraucher nach schnelleren, kleineren und schmaleren Produkten mit dem aktuellsten Schnickschnack, sind schier grenzenlos.

Wenn man die Marktpreise einiger dieser neuen Geräte betrachtet, bekommt man den Eindruck, Geld spiele keine Rolle. Dies hat zu einer vollständig neuen Mentalität geführt, man könnte von einem „Paradigmenwechsel“ sprechen. Es wird geschätzt, dass die Elektroniktechnologie sich alle zehn Jahre verdoppelt, und meiner Meinung nach übertrifft dies die Erwartungen. Dieser „Paradigmenwechsel“ verlangt nach einem höheren Level an Leistungsfähigkeit und Kompetenz in allen Bereichen des PCB-Designprozesses und den verwendeten CAD-Tools.

In dieser „schönen neuen Welt“ existieren gewaltige Impulse, mit kürzeren Entwicklungszeiten von Produkten zwischen Konzept und Verkauf „mitzuhalten“. Einfacher gesagt, sind wir dazu gezwungen, beim ersten Mal schon „alles richtig zu machen“. Die Zeiten sind vorbei, in denen man mehrere Versionen der gleichen PCB-Montage ohne deutliche Ergebnisse oder Vorteile designen, herstellen, zusammensetzen und testen konnte. In dieser „schönen neuen Welt“ muss unsere Branche intelligenter und nicht härter arbeiten und die Bedeutung dieser Tatsache steht so sehr wie nie zuvor im Vordergrund. All diejenigen, die sich gegen diesen Weg entschieden haben, bleiben auf der Strecke.

In dieser „schönen neuen Welt“ wirken die Auswirkungen des PCB-Daten-Managements einfach nur überwältigend. Ein einzelnes elektronisches „Bauteil“ verfügt heute über endlose Informationen, verschiedene Parameter, Bezugsinformationen, Verfügbarkeit, 3D Modelle, Konformitätszertifizierungen, Datenblätter, PLM-Informationen des Unternehmens und so weiter. Zusätzlich befinden sich diese Informationen, um die Beteiligten auf Trab zu halten, stetig im Wandel.

Was ist mit PCB-Daten-Management gemeint?

Dies ist ein sich stetig verändernder und weiter entwickelnder Bereich, was bedeutet, dass sich die Definition stets ändert. Es geht um mehr als nur das verwalten von PCB-Daten. Eine gute Definition wäre „Das Erfassen, Speichern, Überprüfen, Verwenden, Verteilen und Verwalten ALLER Daten, die mit dem Design von PCB-Bausätzen zu tun haben“.

Von diesem Punkt aus wird alles rund um diese Definition strukturiert und auf dieses Ziel ausgerichtet.

Warum ist PCB-Daten-Management so wichtig?

Wenn jemand schon seit längerer Zeit in der PCB-Branche tätig ist, insbesondere in der Herstellung, weiß er, dass das Hauptziel eines PCB-Designers nicht nur daraus besteht „Zeug“ zu entwerfen. Ich erzähle Designern regelmäßig, dass Unternehmen nicht existieren, um sie einfach nur für das Designen „zu bezahlen“. Viel mehr ist es das Ziel jedes Unternehmens, dieses „Zeug“ letztendlich in einen Verkaufskatalog zu übertragen oder in die Geschäfte zu bringen, damit jemand es kauft. Um dies zu erreichen, ist die Erfassung, Organisation und der Vertrieb von PCB-Design- und Herstellungsdaten enorm wichtig. In dieser „schönen neuen Welt“ basieren PCB-Designs vollständig auf Informationen.

Das größere Problem besteht nicht aus der Menge an Informationen oder selbst daraus, wie diese erfasst werden. Stattdessen ist es problematisch, ein System und Vorgänge ausfindig zu machen, um diese zu verwalten. Im Zuge dieses Berichts sollte deutlich werden, dass die Struktur des PCB-Daten-Verwaltungssystems deutlich wichtiger ist als die Daten an sich. Wenn die richtigen Daten nicht denjenigen zur Verfügung stehen, die sie benötigen, und wann diese sie benötigen, ist das gesamte System zur Datenverwaltung überflüssig.

Wie man komplexe Anforderungen des PCB-Daten-Managements versteht

Ein berühmtes Zitat von Creighton Abrams lautet: „Wie esse ich einen Elefanten? Einen Bissen zur Zeit.“ Dies ist eine Richtlinie, die mich in meiner gesamten Berufslaufbahn begleitet hat und auf die ich mich in diesem Bericht mehrmals beziehen werden. Was will dieses Zitat uns in seiner reinsten Bedeutung sagen? Wenn man etwas vor sich hat, das komplex oder überwältigend und vielleicht schwierig zu bewältigen scheint, sollte man es in kleine, machbare Teile aufbrechen und sich einfach mit jedem kleinen Teil beschäftigen.

Für manche ist dies aus verschiedenen Gründen eine schwierige Aufgabe. Oft liegt es daran, dass Designer den falschen Aspekt betrachten. Ganz gleich, wie hart sie arbeiten, sie sehen, dass ein Großteil des Elefanten noch da ist, was überwältigend wirken kann. Dieses Prinzip vom Essen des Elefanten ist extrem wichtig, wenn wir den Bereich des PCB-Daten-Managements verstehen möchten.

Das Ziel dieses PCB-Daten-Management Leitfadens

Die Ziele dieses Leitfadens sind vielschichtig. Zunächst möchten wir die PCB-Branche aus der Vogelperspektive betrachten, ebenso die Probleme, die dafür sorgen, dass wir uns im Zuge dieses gewaltigen Paradigmenwechsels in eine neue Richtung bewegen.

Anschließend möchte ich die Informationen zur Verfügung stellen, die man braucht, um ein erfolgreiches PCB-Datenmanagementsystem und entsprechende Prozesse aufzubauen und zu verwalten. Wenn ein solches System in Ihrem Fall nicht existiert, erhalten Sie die nötigen Tools und Techniken, um damit zu beginnen.

Zusätzlich möchte ich Ihnen zeigen, wie diese Daten direkt in Ihrem Designprozess verwendet werden. Schlussendlich biete ich Ihnen die spezifischen Tools, die zur Verfügung stehen, um all dies zusammenzubringen, damit Sie Ihre PCB-Daten effizient verwalten können.

Zu den Bereichen, die in zukünftigen Erweiterungen dieses Leitfadens behandelt werden, gehören:

PCB-Daten-Management: Der große Paradigmenwechsel

Um die stärksten Einflussfaktoren in der Elektronikbranche zu identifizieren, die zur Zufuhr und manchmal absolutem Chaos führen. Forcieren einer neuen Richtung und Anforderungen für die gesamte PCB-Branche und insbesondere den Bereich Datenmanagement.

Systemstrukturen des PCB-Daten-Managements

Um die Anforderungen für alle PCB-Datenmanagementsysteme zu verstehen, wenn diese erfolgreich sein sollen. Die Struktur und Vorgänge des PCB-Datenmanagementsystems.

PCB-Daten-Management im PCB-Designprozess

Das PCB-Datenmanagementsystem an sich ist nicht das Ziel. Es steht nicht für sich und erfüllt keinen Zweck, wenn es nicht zum PCB-Designprozess und zum Designfluss passt.

Dazu gehört mehr als nur die die Frage, wie und für wen die Daten verteilt werden, und wann es zu einem bestimmten Punkt im Prozess nötig ist. Es geht eher darum, welche Aufgaben zum PCB-Prozess gehören und insbesondere, welche Daten an dieser Phase des Designs beteiligt sind, damit man Erfolg hat.

Datenmanagement PCB-Designtools für den Erfolg

Welche speziellen Designtools stehen für Support, Verwaltung und Verteilung der PCB-Daten zur Verfügung.

Die Frage, die ich Ihnen als Leser stelle, lautet: Wie bereiten Sie sich auf die massiven Änderungen unserer Branche vor? Ich kann Ihnen verraten, dass es Ihnen manchmal überwältigend vorkommen wird. Und ich kann Ihnen versprechen, dass es sich für Sie sowohl persönlich als auch beruflich auszahlen wird, wenn Sie sich der Herausforderung stellen.

Ich erinnere mich daran, dass ich vor einigen Jahren in einer PCB-Präsentationskonferenz saß und die Teilnehmer völlig fasziniert davon waren, dass 5 mil Leiterbahnen hergestellt werden sollten. Die Menschen waren von dieser Idee einfach überwältigt. Es war so, als würde Science Fiction zum Leben erweckt werden. Inzwischen sind diese Maße völlig normal und es werden sogar Leiterbahnen und Abstände mit weniger als 3 mils hergestellt.

Die brennende Frage bezüglich all dieser Änderungen ist doch: Wie wird es in 10 oder 20 Jahren aussehen? Was werden die großen Durchbrüche der neuen Technologie sein? Des Weiteren, wie werden wir als Branche die nötigen Innovationen und entsprechende Fortbildung zur Verfügung stellen, um uns weiter zu entwickeln? Und wer wird uns durch diese elektronischen Unruhen führen? Wer wird, wie ich es gerne formuliere, der „Baumeister unserer Träume“ sein?

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Über den Autor / über die Autorin

Über den Autor / über die Autorin

Zachariah Peterson verfügt über einen umfassenden technischen Hintergrund in Wissenschaft und Industrie. Vor seiner Tätigkeit in der Leiterplattenindustrie unterrichtete er an der Portland State University. Er leitete seinen Physik M.S. Forschung zu chemisorptiven Gassensoren und sein Ph.D. Forschung zu Theorie und Stabilität von Zufallslasern. Sein Hintergrund in der wissenschaftlichen Forschung umfasst Themen wie Nanopartikellaser, elektronische und optoelektronische Halbleiterbauelemente, Umweltsysteme und Finanzanalysen. Seine Arbeiten wurden in mehreren Fachzeitschriften und Konferenzberichten veröffentlicht und er hat Hunderte von technischen Blogs zum Thema PCB-Design für eine Reihe von Unternehmen verfasst. Zachariah arbeitet mit anderen Unternehmen der Leiterplattenindustrie zusammen und bietet Design- und Forschungsdienstleistungen an. Er ist Mitglied der IEEE Photonics Society und der American Physical Society.

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