Руководство по проектированию печатных плат для инженеров. Часть 1. Команда

Создано: 10 Февраля, 2017
Обновлено: 27 Октября, 2020

Руководство по проектированию печатных плат для инженеров. Часть 1. Команда

Введение

Кто участвует в процессе проектирования и конструирования печатных плат? Конечно, никто не может самостоятельно решить все задачи по компоновке печатной платы. Чтобы воплотить в жизнь задуманное, требуется задействовать множество научных и инженерных дисциплин. Первой задачей руководителя проекта является подбор команды.

Руководство по проектированию печатных плат для инженеров Часть 1. Команда

Данное руководство по проектированию печатных плат для инженеров. Часть 1 — первая из серии бесплатных книг по проектированию печатных плат, которая должна стать пособием для новичков и студентов, а также для специалистов в области электронной техники. В этой серии рассказывается о принципах, этапах и методах производства печатных плат с точки зрения инженера. Мы проведем вас по всем этапам проектирования, от замысла до сдачи полностью собранной печатной платы, с помощью интерактивного программного обеспечения для проектирования печатных плат и с учетом проверенных отраслевых технологий, которые можно адаптировать под ваши нужды.

КОМАНДА

В состав вашей команды могут входить следующие сотрудники (см. рис. 1):

Рис. 1. Типовой состав команды проектирования печатных плат.

Главный конструктор

Это вы. Да-да, в роли главного конструктора печатной платы вы управляете всем процессом, совмещая выполнение своих задач с управлением перечисленными ниже группами разработчиков печатных плат, чтобы довести эту печатную плату до реализации. Именно вы несете ответственность за конечный результат. За вами закреплено право окончательных решений и последней подписи. Все замыкается на вас.

Успех цикла создания изделия зависит от вашей способности эффективно управлять внутренними и внешними ресурсами, а также от множества бесплатных программных инструментов для разработчиков печатных плат, которые вы можете использовать для разработки изделия.

Система ERP/MRP

Системы планирования ресурсов предприятия (ERP) и потребности в материалах (MRP) — все начинается именно тут. Ваша система ERP/MRP играет важную роль в проектировании и совершенствовании технологических процессов и планирования на протяжении всего цикла — от исходного замысла до выпуска конечного продукта. Большинство программных инструментов, которые использует ваша команда для проектирования и разработки продукции, напрямую взаимодействуют с вашей системой управления материалами печатных плат. В книге Altium Designer имеется функция связи с поставщиками, которая может напрямую взаимодействовать с вашей системой ERP/MRP по интерфейсу ODBC (открытое взаимодействие с базами данных). Такая привязка к внешним ресурсам поставок наряду с привязкой к корпоративной базе комплектующих позволяет легко интегрировать все эти данные в вашу цепочку поставок.

Конструктор печатных плат CID+

Этот участник команды должен хорошо разбираться во всех аспектах процесса проектирования и компоновки печатных плат. По сути, в некоторых случаях вам достаточно предоставить готовую схему и спецификацию материалов, а конструктор печатных плат займется остальными делами, включая управление всем процессом. Это позволяет вам сосредоточиться на других задачах проекта. Конструктор печатных плат разбирается в электрических характеристиках электронных схем, а также умеет применять и составлять документацию, необходимую для изготовления и сборки печатных плат. Кроме того, он должен обладать достаточными знаниями о материалах, используемых при изготовлении печатных плат, а также о технологических процессах сборки.

Неплохо было бы иметь конструктора, который прошел обучение и получил сертификат CID (Certified Interconnect Designer- Basic) или CID+ (Advanced) от ассоциации производителей электроники IPC — Association Connecting Electronics Industries. CID и CID+ являются престижными профессиональными сертификатами, признаваемыми всеми предприятиями электронной промышленности. Altium Designer^® в руках опытного разработчика печатных плат предлагает инструменты проектирования, позволяющие получить результаты, которые вы ищете в готовых книгах по проектированию печатных плат.

(Примечание. Если в вашей команде нет конструктора печатных плат, то вам следует обратиться к инженеру-проектировщику механических систем, который сможет спроектировать печатную плату, подобрать внешние ресурсы для производства и сборки, а также поможет оформить документацию).

Конструктор печатных плат 2 / Библиотекарь

В вашей организации может быть несколько конструкторов печатных плат. Второй конструктор может иметь сертификат CID, но это не обязательно. Следует знать сильные и слабые стороны групп разработчиков и распределять задачи соответствующим образом. Младшему конструктору печатных плат можно поручить ведение библиотеки предприятия, а можно взять для этого отдельного сотрудника.

В библиотеке содержатся полные данные о компонентах, которые будут использоваться в вашей конструкции, а также условные обозначения, чертежи печатных плат, 3D-модели и любая сопутствующая документация по проектированию гибко-жестких плат. Это важнейший элемент, определяющий успех или неудачу ваших разработок. Необходимо разработать инструкции по созданию библиотеки, управлению ею и хранению материалов.

Сервисные компании

У вашей организации может не хватить ресурсов для выполнения проекта с большим количеством печатных плат. Для выполнения крупного проекта вам могут потребоваться услуги проектного бюро. Проектное бюро обычно объединяет высококвалифицированных конструкторов печатных плат с многолетним опытом работы. Услуги проектных бюро различаются в каждом конкретном случае. Некоторые компании могут предоставлять только конструкторские услуги, тогда как другие оказывают услуги «под ключ», предоставляя готовый прототип и собранную печатную плату.

Проекты для передачи во внешний ресурс следует выбирать обдуманно. Даже если на аутсорсинг передается собственно проектирование, кто-то должен контролировать работу внешнего ресурса, чтобы обеспечить передачу вам проектного пакета и готовой сборки, которые не потребуют доработки собственными силами и не скажутся на графике проектных работ. Возможности экспорта и упаковки файлов в книге Altium Designer позволяют легко предоставить сторонним проектным ресурсам полный набор необходимой информации.

Инженер-механик

Инженеры-проектировщики, занимающиеся разработкой печатных плат, подключаются к работе на самых ранних этапах проектирования и помогают разработать модели первоначальных вариантов корпуса, в который помещается печатная плата. Такой специалист работает в тесном контакте с конструктором печатной платы, чтобы обеспечить совместимость печатной платы с корпусом в соответствии с проектными требованиями. Ошибки здесь недопустимы, но их непросто избежать, поскольку форма, посадка и функциональность печатной платы могут меняться на протяжении всего процесса проектирования. Вот почему обмен данными между конструктором печатной платы и инженером-проектировщиком механических систем должен быть отлажен. Altium позволяет обмениваться данными с инструментами механического проектирования в самых разных форматах, а также предлагает инструмент Draftsman, который инженер-проектировщик механических систем может использовать для работы с документацией.

Закупки

Ваш ресурс для взаимодействия с внешними исполнителями — это отдел закупок. Отдел закупок обеспечивает (и оплачивает) услуги по изготовлению, сборке, поставке «под ключ», услуги дистрибьюторов электронных компонентов и испытательных центров, покупку или аренду испытательного оборудования. Ваш отдел закупок должен предоставлять вам информацию и доступ к разнообразным внешним ресурсам, которые позволят вам реализовать краткосрочные и долгосрочные цели. Лицензия на Altium Designer Viewer может быть полезна отделу закупок для доступа к спецификациям материалов и другим форматам выходных данных, которые могут потребоваться для передачи важной информации сторонним ресурсам.

Внутренняя сборка

В этом отделе должны работать высококвалифицированные специалисты, способные поставить готовую печатную плату. Используйте их для сборки прототипов. Они могут решать вопросы размещения на ранних стадиях проектирования. Сотрудничество с ними необходимо на всех этапах размещения и при выявлении проблем с оформлением надлежащей документации, не препятствующей соблюдению графика проектирования. Лицензия Altium Designer Viewer может быть полезна и собственным специалистам по сборке, открывая им доступ к документации и позволяя лучше подготовиться к началу сборки.

Контроль качества

Отдел контроля качества может тесно взаимодействовать со сторонними производственными и сборочными ресурсами, чтобы обеспечить поставку готовой сборки, соответствующей техническим характеристикам изделия. В распоряжении отдела контроля качества должны быть все ресурсы для тщательного контроля готовых печатных плат. Упомянутая выше ассоциация IPC может предоставить организациям всю необходимую документацию, провести обучение и сертификацию для выполнения этих задач. Они также поддерживают набор стандартов, которые облегчают взаимодействие с производством и сборкой.

Цех изготовления печатных плат/цех сборки печатных плат

Выбирайте обдуманно. При поддержке отдела закупок у вас должно быть много вариантов для выбора. Цена, сроки выполнения заказа, наличие компонентов и материалов — вот лишь часть факторов, которые могут повлиять на поставку пустой печатной платы или даже готовой сборки. Некоторые поставщики специализируются на отдельных направлениях, например на быстром изготовлении прототипов, на выполнении крупных заказов с длительным сроком изготовления или на сочетании различных услуг, которые входят в категорию «под ключ». Книга Altium Designer позволяет улучшить работу команд, занимающихся проектированием печатных плат, благодаря существующей возможности экспортировать файлы для изготовления и сборки печатных плат в широком диапазоне форматов. Не ограничивайте себя в выборе и развивайте отношения с производителями и сборщиками, чтобы были удовлетворены ожидания обеих сторон.

Расширенное тестирование

Если вам требуется расширенное тестирование печатной платы, нужно помнить, что в зависимости от вида необходимых испытаний оно может существенно увеличить длительность цикла проектирования. Среда проектирования Altium Designer позволяет создавать реальную документацию на ранних этапах проектирования, составлять предварительные сметы и транслировать любые изменения, которые могут отразиться на сроках поставки испытанных печатных плат.

Заключение

Координация всех мероприятий и задач по созданию изделия может потребовать как минимум больших усилий. В следующих выпусках этого руководства мы познакомим вас с зарекомендовавшими себя методиками проектирования и процедурами оценки проекта, которые повышают вероятность достижения желаемого результата.

Понимание участниками команды своих ролей в процессе проектирования и конструирования многослойных печатных плат служит залогом успешного выполнения проекта. Кроме того, участники команды должны располагать соответствующими инструментами для выполнения поставленных задач. Если ваша команда располагает инструментами для выполнения индивидуальных задач, то у внешней команды тоже есть свой набор инструментов, и для достижения успеха необходимо наладить взаимодействие внутренних и внешних инструментов.

Учитывая широкий спектр продуктов, доступных на профессиональном рынке проектирования и конструирования печатных плат, очень важно иметь инструменты, способные беспрепятственно взаимодействовать со всеми этими продуктами. Такую среду предоставляет Altium Designer. Помимо этого, Altium Designer — это не просто инструмент для инженеров, а унифицированная среда с функциями совместной работы, которая может быть адаптирована к любой организации, будь то стартап или международная компания. В Altium Designer предусмотрена гибкая система лицензирования, которая может быть адаптирована к потребностям любой организации.