Weshalb die zunehmende Designkomplexität nach der besten professionellen PCB-Designsoftware verlangt

War nicht alles irgendwie leichter, als man noch ein Kind war? Keine Arbeit, keine Hypothek und keine eigenen Kinder, die man zähmen musste. Meine Hauptaufgabe war es, draußen herumzurennen und beim Spielen nicht allzu dreckig zu werden. Mein Leben heute ist natürlich besser, aber auch viel komplizierter. Genauso wird auch die PCB-Branche zunehmend erwachsen und immer verwickelter. Die Tage der großen, einfachen Platinen sind vorbei. Heute muss alles klein, schlank und manchmal sogar flexibel sein. Diese Branchentrends zwingen die Designer dazu, die Spezialisierung als Layout- oder Schaltplan-Experte aufzugeben und stattdessen zu Alleskönnern zu werden. Darum ist es für Sie so wichtig, die beste Software für Dinge wie das Rigid-Flex-Design, die ECAD/MCAD-Kollaboration und die Zusammenarbeit mit Projektbeteiligten sowie die Analyse von Stromversorgungsnetzwerken (PDNA) zur Hand zu haben.

Rigid-Flex-Design

Als Kind war ich wesentlich flexibler. Heute kann ich kaum noch meine Zehen berühren. PCBs scheinen sich in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen. Die Branche wächst und die Platinen werden biegsamer.

Während viele verschiedene Produktarten das Flex-Design fördern, sind das Internet der Dinge (IoT) und Wearables doch die Hauptschuldigen. Diese Arten von Geräten haben unübliche Formen und bieten meist sehr wenig Platz. Flex‑ oder Rigid-Flex-Platinen haben sich hierfür als ideal herausgestellt.

Eine flexible Platine zu entwerfen ist allerdings leichter gesagt als getan. Es gilt eine Menge Faktoren zu beachten, darunter: Materialien, Routing, Flex oder Rigid-Flex und Montage. Eine erfolgreiche Platine setzt eine Software voraus, die bei all dem hilft. Gute Designsoftware bietet außerdem eine detaillierte Dokumentation zu Materialien und Designtechniken. Sie hilft außerdem beim Verfolgen des Lagenaufbaus und prüft 3D-Abstände auf Ihrer Platine. Jeder braucht Werkzeuge, um seine Arbeit zu erledigen. Mit diesen Tools wird das Rigid-Flex-Design so einfach wie Bockspringen.

^{Das Design flexibler PCBs ist eine schwierige Aufgabe.}

ECAD/MCAD-Kollaboration

Manchmal fällt es Kindern schwer, zusammenzuarbeiten. Der kleine Peter will ein Lego-Schloss bauen, aber Sandra hält ein Raumschiff für besser. Beide fangen an zu weinen, und der Spielspaß ist dahin. Auch bei Ingenieuren ergeben sich manchmal Probleme in der Zusammenarbeit. Wir bleiben gerne in unseren eigenen Fachbereichen und überlassen anderen den Rest. Aber mit steigender Komplexität sollten wir unsere Kollaboration verbessern, um schneller und einfacher zu arbeiten.

Man vergisst schnell das Gehäuse, in das die Platine passen muss. Das kann zu jeder Menge Hin und Her führen, wenn Ingenieure immer weitere Änderungen verlangen. Es gibt Software, mit der es ein Leichtes ist, das 3D-Gehäusemodell der Maschinenbau-Ingenieure zu importieren, ein 3D-Modell Ihres PCB zu erstellen und Abstände abzuklären. Das kann den Designprozess wirklich erleichtern und führt zu weniger Konflikten darüber, welches Teil an welcher Stelle herausschauen muss.

Die Branche bewegt sich in Richtung 3D-Druck für Platinen und additive Herstellung. Wenn sich diese Produktionsmethoden weiter verbreiten, werden Sie eng mit Maschinenbauingenieuren zusammenarbeiten müssen, um sicherzustellen, dass die 3D-Designs tatsächlich funktionieren. Also fangen Sie besser jetzt schon einmal mit der Kollaboration an.

Zusammenarbeit mit Projektbeteiligten

Ebenso, wie Maschinenbau- und Elektroingenieure gern unter sich bleiben, halten wir oft auch externe Projektbeteiligte auf Abstand. Ich bin Designingenieur, also muss ich mich nicht um den Hersteller oder Lieferanten kümmern.

Der Haken an der Sache ist nur: Wenn Sie sie enger in den Designprozess einbinden, wird alles einfacher. Haben Sie schon mal eine Platine mit gefälschten Bauteilen gehabt? Das lässt sich vermeiden, wenn man eine enge Bindung zum Lieferanten hat. Allerdings sollte nicht die ganze Kleinarbeit bei Ihnen liegen. Wenn der Vorrat an Bauteilen ausgeht oder sie abgekündigt werden, müssen Sie nicht den Lieferanten anrufen und eine komplett neue Liste machen. Deshalb ist es gut, eine Software zu haben, die die Verfügbarkeit aller nötigen Teile prüft und gegebenenfalls Ersatzvorschläge macht.

Dies ist auch eine gute Übung für die Zukunft. Immer mehr Unternehmen integrieren Ihr Design und die Herstellungsprozesse vertikal. Denken Sie nur an Tesla mit der hauseigenen Entwicklung von Batterien und Solartechnologie. Vertikale Integration senkt die Betriebskosten und ermöglicht Unternehmen die einfache Anpassung an eine sich wandelnde Branche sowie letztendlich die Produktion besserer PCBs.

Während Sie daran arbeiten, zum nächsten Tesla zu werden, müssen Sie effizient mit Ihrem Hersteller kommunizieren. Diese Kommunikation wird Ihnen helfen, Defekte während der Herstellung zu reduzieren und so Geld und Zeit zu sparen. Aber wie läuft diese Kommunikation am besten? Meist gibt es einen Zeitzonenunterschied und man will schließlich auch nicht bei jeder Frage anrufen. Deshalb brauchen Sie eine gute Software, die die Eigenschaften Ihrer Platine klar und deutlich kommuniziert und den Hersteller auch hinsichtlich Ihrer Bauteile auf dem neuesten Stand hält. So bleiben alle auf dem Laufenden, ohne sie jede Nacht anrufen zu müssen.

^{Ohne ein gutes PDNA-Tool endet Ihre Platine eventuell so.}

PDNA

Als Kind hätten Sie wohl niemals gedacht, dass Sie einmal über die Analyse von Stromversorgungs-Netzwerken Bescheid wissen müssten. Als Erwachsener merken Sie jetzt, wie wichtig die PDNA ist, um zu garantieren, dass Ihre komplexen Platinen beim ersten Mal funktionieren und nicht explodieren.

Die PDNA ist extrem wichtig, denn sie kann Ihnen helfen, Spannungsabfälle und Überhitzung zu vermeiden. Mit einer PDNA sehen Sie, wo Leiter breiter sein müssen, um Spannungsabfälle zu verhindern und die Funktion der Schaltungen unter allen Umständen zu gewährleisten. Eine Stromdichte-Analyse zeigt potentielle Hot Spots. Danach können Sie alles umbauen, um die Temperaturen zu senken, ohne auf Kühlkörper zurückgreifen zu müssen.

Leider sind PDNAs beinahe unmöglich manuell auszuführen. Es ist einfacher, eine separate Software zu benutzen, doch die Lernkurve ist immer noch recht steil. Wahrscheinlich müssen Sie sogar noch mehr über die Signalanalyse lernen. Die ideale PCB-Design-Software bietet dagegen eine integrierte PDNA .

Erwachsen zu werden ist schwer, aber diese Art von PCBs zu entwerfen, ist noch härter. Glauben Sie mir, wenn ich sage, dass Sie alle Hilfe im Umgang mit Rigid-Flex, 3D-Modellen, HDI und PDNA werden brauchen können. Zum Glück gibt es eine Komplettlösung dafür. Altium Designer bietet eine breite Palette an Funktionen, mit denen sich solche und andere Probleme lösen lassen. Damit nbicht genug, Altium arbeitet auch beständig an neuen Tools, mit denen sich die Hindernisse der Zukunft überwinden lassen. Ihre PCBs sind hochmodern, also Ihre Software sollte das ebenfalls sein.

Haben Sie noch mehr Fragen zu komplexem PCB-Design? Dann rufen Sie einen Experten bei Altium an.