Erfolgreiches Leiterplattendesign-Datenmanagement

John Watson
|  June 5, 2019

Im ersten Teil gingen wir der Frage nach, was ein erfolgreiches Datenmanagementsystem beinhaltet und woran wir ein gebrauchssicheres System erkennen.

In diesem Blog werfen wir einen Blick auf die Erfolgsfaktoren für Ihr Datenmanagementsystem. Zwar ist jedes Datenmanagementsystem einzigartig, doch lassen sich ein paar allgemeingültige Grundprinzipien formulieren. Mit diesen Prinzipien ist es wie mit Stützpfeilern einer Brücke. Wird einer davon entfernt, stürzen die anderen innerhalb kürzester Zeit zusammen.

S. Singularität

Das erste Erfolgsprinzip PCB-Datenmanagementsystem ist Singularität.

Egal wie groß Ihr Design-Team ist, verwenden die Mitglieder Ihres Teams unterschiedliche Daten als Ausgangspunkt, ahnt man auch ohne hellseherische Fähigkeiten, wie  die Ergebnisse ausfallen. In diesem Fall existiert keine Möglichkeit der Überprüfung. Zielführendes Arbeiten ist das nicht.

Immer wieder war ich mit Problemen konfrontiert, die sich direkt auf Bibliotheken zurückführen lassen, die ich als „Wildwuchsbibliotheken“ bezeichne. Wildwuchsbibliotheken sind ungemanagte, unverifizierte beziehungsweise unüberprüfte Bauteilbibliotheken. Bedenken Sie den hohen Arbeitsaufwand zur Erstellung eines Leiterplattendesigns - die technische Planung, Layout und Fertigungsprozess - bei der Bestückung gehen dann die unerwünschten Anrufe ein. Anrufe, in denen man Sie darüber informiert, dass es bei der Bestückung „Schwierigkeiten“ gab. Die Probleme können vielfältig sein. Möglicherweise passen Bauteile wegen falscher Footprints nicht auf die PCB, oder Decals bzw. Pad-Stacks, wie sie manchmal genannt werden, bis hin zu durch den Grabsteineffekt aufgerichteten oder herunterfallenden Bauteilen. Forscht man nach dem ursächlichem Problem, liegt es daran, dass jemand auf seine eigene „Wildwuchsbibliothek“ zurückgegriffen hat. Die Verwendung einer Wildwuchsbibliothek führt im PCB-Design meist zu einem unbehebbaren Fehler, so dass die ganze Produktion verschrottet werden muss. An diesem Punkt werden Sie sich auf den Weg ins Chefbüro machen und die Sachlage erklären. Kein gutes Gefühl. Eine Folge von Wildwuchsbibliotheken ist möglicherweise entgangener Gewinn.

M. Managed

Per definitionem bedeutet gemanagt verantwortlich für die Führung oder Organisation einer Person oder Sache. Ich weiß nicht, was schlimmer ist, mehrere Bibliotheken oder eine ungemanagte Bibliothek. Die Auswirkungen sind in beiden Fällen gleich, nämlich schlechtes PCB-Design.

In diesem gemanagten Bereich gibt es vier Problemfelder: Änderungen, Nutzungszeit, Funktionen und Genehmigungen.

Diese vier bedingen sich gegenseitig und müssen etabliert sein, um Erfolg zu haben. Wird einer dieser Bereiche nicht beachtet, kommt es zum Versagen Ihres Datenmanagementsystems.

A. Architektur

Die Architektur des Datenmanagements ist von entscheidender Bedeutung. Wie wir in Teil Eins gesehen haben, sollte die Struktur so aufgebaut sein, dass sie erweiterungsfähig ist und bestimmte Bauteile schnell gefunden werden können. Erreichen lässt sich dies durch Ordnen der Bauteile nach Klassen/Familien. Analog zum Bauwesen gilt auch hier: Je weiter der Aufbau fortgeschritten ist, desto schwieriger ist es, umzusteuern und von vorn anzufangen. Oft heißt das Löschtaste drücken und noch einmal versuchen. Mir ist es selbst passiert. Erst nach einer Reihe von Fehlschlägen gelang es uns, ein System festzulegen, das für uns funktionierte. 

R. Überprüfbar

Der Überprüfungsprozess ist für den Erfolg eines PCB-Datenmanagementsystems entscheidend. 

Beim Überprüfungsprozess unterscheidet man zwischen zwei Arten der Überprüfung: Verifizierung und Validierung

Damit ein Verifizierungsprozess erfolgreich ist, muss ihm eine anerkannte Norm zugrunde liegen. Was verstehen wir unter Norm? Die Norm gibt die Werte vor, an denen wir unsere Daten abgleichen. Diese Verifizierungsberichte enthalten die Bauteildatenblätter und IPC-Normen.

Zu den bewährten Designpraktiken gehört, dass alle neuen neuen Bauteile in Quarantäne gestellt und bis zu ihrer Überprüfung und Verifizierung nicht in neuen PCB-Designs verwendet werden. Das klingt so selbstverständlich, aber ich habe den Überprüfungsprozess oft gesehen. Legen Sie einen separaten Ordner an, in den alle neuen Bauteile in Quarantäne verschoben werden. Diese Bauteile sollten bis zum Abschluss ihrer Überprüfung nicht in freigegebenen Designs verwendet werden. Der altbekannte Leitsatz „Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser“ hat nichts von seiner Gültigkeit eingebüßt. Gehen Sie auf Nummer sicher und basieren Sie Ihren Designprozess nicht auf Annahmen.

T. Tailored - Zuschnitt nach Maß

Haben wir die Struktur unserer Bibliothek soweit konstituiert, überschreiten wir einen Meilenstein. Das bedeutet, wir haben jetzt eine sehr stabile und zudem zuverlässige Bibliothek. Wir können die Daten sicher verwenden. Aus diesem Grund belassen es viele beim Überprüfungsprozess. Die Feinanpassung ist ein Verfeinerungsverfahren, durch das wir die vorhandenen Daten kontinuierlich verbessern. 

Wenn die Bibliothek mit dem Prozess des Zuschnitts bzw. der Verfeinerung beginnt, betreffen diese Berichte nicht allein die Bibliothek, sondern die Bauteile und das PCB-Layout. Diese Berichte müssen evaluiert werden, um zu ermitteln, ob es sich um ein Bibliotheken- oder eine Layoutproblem handelt. Dies erfordert eine Fehlerursachenanalyse der Daten in diesen Berichten. Es gibt Erstberichte, die Sie in PCB-Fertigungsberichte inkludieren sollten: Berichte zur produktionsgerechten Gestaltung (DFM), Befunde zum Bestückungsaufbau sowie die Fehlerberichte der Servicetechniker. All diese Quellen müssen zur Ermittlung der eigentlichen Ursache des Problems herangezogen werden.

Fazit

Auf einen PCB-Designer lauern unzählige Stolperfallen, doch mit den richtigen Maßnahmen können Sie diese umgehen. In unserem Geschäftsfeld herrscht heute eine geradezu kannibalistische Mentalität. Zum Abschluss möchte Ihnen eines ans Herz legen: Schützen Sie die Daten, die Sie verwenden. Ihre Daten stellen für Ihr Unternehmen Geld dar, entweder als Gewinn oder als Verlust. Der Unternehmenserfolg basiert auf dem Erfolg Ihrer PCB-Designs und der stellt sich ein, wenn Sie gute und zuverlässige Informationsquellen verwenden. 

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About Author

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Mit fast 40 Jahren in der Elektronikindustrie, davon 20 Jahre im Bereich des PCB-Designs und -Engineerings, ist John als Designer/Ingenieur und in jüngster Zeit als Ausbilder und Mentor an der Spitze der PCB-Industrie geblieben. Seine primäre Arbeit war im Fertigungsbereich angesiedelt, hat sich aber auch auf verschiedene PCB- Dienstleistungsbereiche ausgeweitet. Als Veteran diente er stolz in der Armee im Bereich des militärischen Geheimdienstes. John ist ein CID-zertifizierter PCB-Designer. Gegenwärtig strebt er seine CID-Zertifizierung für Advance CID an. Als leitender PCB-Ingenieur bei Legrand Inc. leitet er jetzt die PCB-Designer und -Ingenieure in verschiedenen Abteilungen in den Vereinigten Staaten und China.

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