Просмотр 3D CAD печатных плат изнутри серого цунами

АПЕКС Сан-Диего – Катаясь на своем длинном скейтборде по улицам Гасламп, я, наверное, выглядел довольно забавно в своем костюме и галстуке. Только что выйдя с выставки IPC APEX, я прорезал повороты сквозь трафик, направляясь обратно в отель после нескольких часов обсуждения положительного влияния 3D CAD для печатных плат с коллегами по отрасли.

Вдруг я услышал, как двое парней смеялись и кричали мне с оживленного угла улицы: «Эй, ты слишком стар для катания на скейтборде!» К удовольствию этих двух мужчин и всей толпы людей, ожидавших на светофоре, я показал им знак шака рукой. Быстро, как только светофор сменился, я ответил им, используя фразу, которую слышал на презентации дизайнера печатных плат накануне вечером, крикнув: «Встречайте Серый Цунами!» Услышав еще больше смеха с улицы, я продолжил кататься.

Метафора «Серого Цунами» использовалась для описания стареющего поколения дизайнеров печатных плат, которые скоро поймают свою последнюю волну на выход из электронной индустрии, предположительно, унося с собой свои знания и опыт в области проектирования печатных плат.

Стойте… Все из воды! Что?!?

Я скажу это снова. Люди, стоящие за успехом практически всего, что работает в индустрии печатных плат — поколение дизайнеров печатных плат времен бэби-бума — находятся на последней волне. Они уходят на пенсию.

На протяжении десятилетий дизайнеры печатных плат разрабатывали проекты печатных плат с помощью программного обеспечения, которое постоянно эволюционировало, стремясь удовлетворить потребности опытного дизайнера.

Эволюция происходила путем обходных решений дизайнера. От настраиваемых геометрий контактных площадок и маршрутизации с закругленными углами до положительного заполнения медными плоскостями. От динамической маршрутизации дифференциальных пар до автоматизированного согласования длин критически важных трасс. От вручную импортированных шаблонов DXF до высокодетализированных механических файлов STEP. Опытный дизайнер печатных плат всегда знал, что графически необходимо для завершения проекта, прежде чем программное обеспечение эволюционировало до инструмента, который мог бы легко это обеспечить.

Например, некоторые наши дизайнеры печатных плат из поколения миллениалов могут считать незначительным узнать, что до падения эпохи "доткомов" около 2000 года существовал только один способ автоматизированного создания питающих слоев. В то время инструменты проектирования могли создавать только внутренние слои с отрицательной полярностью. Но по мере того как техника затопления внешних слоев печатной платы становилась более приемлемой, дизайнеры импровизировали, используя собственные геометрические трюки для заполнения плоскостей вокруг геометрии внешних слоев. Только на мероприятии, посвященном бенчмаркингу дизайна печатных плат, которое прошло на PCB West в 2000 году, индустрия впервые увидела программное обеспечение для дизайна печатных плат, которое могло выполнять автоматизированное затопление медью внешних слоев.

Этот момент служит отличным примером того, как компания в области электронного проектирования откликнулась на запросы опытных дизайнеров печатных плат, добавив в свои инструменты функции, которые доказали свою эффективность в проектировании, тем самым вынудив всех конкурентов следовать их примеру. Но с появлением новых возможностей возникла необходимость обучать дизайнеров ограничениям печати, травления и металлизации внешних слоев. Даже сегодня, почти два десятилетия спустя, дизайнеры ошибочно используют те же правила зазоров и внутренние медные плоскости (печать и травление) для затопления внешних слоев, которые требуют большего зазора для дополнительного этапа металлизации.

С десятилетиями опыта проектирования печатных плат, уходящими в прошлое под влиянием "серого цунами", мы уже видим признаки кардинальных изменений в производстве печатных плат. Электронная промышленность переживает нашествие новых инженеров-электронщиков, которые берут на себя вызовы проектирования и размещения печатных плат.

По мере формирования новой волны перспектив в области электронной инженерии, это вызывает волнение среди наблюдателей отрасли. Но пока новые проектировщики печатных плат, "гремми", гребут своими инструментами дизайна, чтобы поймать свою первую волну, часть индустрии, занимающаяся производством печатных плат, готовится к бесконечному лету с крутыми неудачами в дизайне — невозможные стеки плат, ужасные вызовы печати и травления, неуправляемые соотношения аспектов сверления — все это в сочетании с неудобными или отсутствующими данными, спецификациями и документацией.

Благодаря значительным улучшениям в инструментах размещения печатных плат, основанных на опыте поколения дизайнеров печатных плат времен "бэби-бума", наши новые миллениальные проектировщики печатных плат могут научиться управлять инструментами EDA ужасающе быстро! Но научиться проектированию — то есть приобрести достаточно опыта, чтобы соответствовать критериям электрической производительности, удовлетворяя при этом многие другие ограничения, такие как стоимость и производство, — пока не достигается нажатием кнопки. Проектирование печатных плат должно осваиваться через общение с заинтересованными сторонами процесса печатных плат и понимание их возможностей.

Компания, занимающаяся электронным проектированием, которая отвергает реальность того, что функциональность "простоты использования" не может существовать сама по себе и должна быть сочетана с конкретным образованием в области проектирования печатных плат, обнаружит, что ее продукт позволяет новым дизайнерам легко создавать проекты, которые потерпят неудачу!

С увеличивающимся дефицитом опытных дизайнеров, доступных для наставничества над новыми инженерами-электронщиками, эти инженеры обращаются к инструментам размещения печатных плат за руководством к успеху. Не секрет, что компании, занимающиеся CAD для печатных плат, прекрасно об этом знают. Существуют постоянные корпоративные усилия по решению этой дилеммы. Какой подход будет правильным?

Захватить основополагающий опыт проектирования из прошлого

Преподаватели по дизайну печатных плат и образовательные программы заложили множество основ для проектирования печатных плат в отношении того, как целостность сигнала и общая электрическая производительность зависят от переплетения компонентов, проводников, диэлектриков и окружающей среды. Прогрессивные компании в области электронного проектирования сделают хорошо, если будут активно участвовать, поддерживать и усваивать все эти основополагающие концепции, поскольку они представлены в блогах, буклетах, семинарах и на встречах экспо по дизайну, чтобы адресовать эти концепции в их программном обеспечении для проектирования как основную функциональность. Простая попытка внедрить эту основополагающую информацию как "настройки по умолчанию" в инструменте программного обеспечения доказала, что это приводит нового дизайнера к неудаче. Были реальные случаи, когда данные, которые невозможно было изготовить, появлялись у поставщика печатных плат, потому что новый дизайнер, к сожалению, предполагал, что настройки по умолчанию были установлены как производимые!

Связать дизайнеров с современными участниками индустрии

Хотя физика электронных компонентов, включая печатные платы, не изменилась за годы, плотность упаковки и параметры целостности сигнала изменились радикально. Каждый день дизайнеры сталкиваются с новыми компонентами, которые меньше, чем когда-либо. Некоторые новые чип-резисторы настолько малы, что могут поместиться внутри нуля на монете с датой 2019 года!

Но наличие новых компонентов с хорошими электрическими характеристиками не всегда означает, что они являются лучшим выбором для закупок с точки зрения доступности для заинтересованных сторон. Это также не означает, что эти компоненты являются лучшим выбором для монтажа на оборудовании заинтересованных сторон. Сейчас, как никогда, разработчикам печатных плат необходимо знакомиться со всеми участниками индустрии печатных плат, чтобы обеспечить успех всех сторон. Связи устанавливаются с заинтересованными сторонами в области высокоскоростной инженерии, производства, сборки и тестирования через возможности программного обеспечения EDA.

Мы видим интегрированное программное обеспечение, которое теперь может определять конкретные материалы, рассчитывать импеданс трасс и автоматически генерировать размеры и допуски для производственных панелей и сборочных массивов. Но без связи новых пользователей этих возможностей проектирования и документации с заинтересованными сторонами, которых это касается, поставщики инструментов EDA снова позволяют новым дизайнерам терпеть неудачу.

Какой смысл в том, чтобы инструмент проектирования печатных плат предоставлял возможность геометрического размерирования и допусков с использованием IPC-2615 новому пользователю, который никогда не проходил обучение по размерированию и допускам? О, боже, помогите заинтересованным сторонам на производстве, которые получают документацию от нового дизайнера, который подумал, что было бы хорошей идеей применить эту функциональность без должной подготовки!

Создайте динамичное сообщество заинтересованных сторон в области печатных плат

Итак, давайте не будем недопонимать. Наблюдение за вебинаром по инструменту EDA, демонстрирующим программное обеспечение для размещения, которое может учитывать следующую волну добавленных функций, чтобы помочь всем заинтересованным сторонам индустрии печатных плат, является потрясающим зрелищем. Так же, как и наблюдение за опытными серфингистами, покоряющими огромные шестидесятифутовые волны у Маверикса, места для серфинга к северу от Хаф Мун Бэй в Калифорнии. Мудрая компания, занимающаяся EDA, признает, что только опытные профессионалы могут покорять эти волны. Те, кто искал мудрые советы у тех, кто шел перед ними, и собрал команды поддержки из спасательных вертолетов и личных водных средств, чтобы завершить выход из опасности после того, как волна будет покорена. Никто в здравом уме не стал бы поощрять новичка пробовать это. Особенно в одиночку.

Внимательные компании, работающие в области электронного проектирования, понимают, что крайне важно создать сообщество заинтересованных лиц в области печатных плат, чтобы поддерживать новейшие возможности своих инструментов. Здоровое сообщество дизайнеров печатных плат должно включать в себя мнения и обратную связь от всех сотрудников, которые выиграют от его использования или пострадают от ошибок пользователей. Инженеры по целостности сигналов, инженеры по компонентам, управление поставками, инженеры производственного процесса, инженеры по тестированию и даже клиенты должны быть объединены для обмена опытом и знаниями. Как и сами дизайны печатных плат, мероприятия должны соответствовать определенным ограничениям. Они должны быть доступными, интересными, веселыми и увлекательными. Они должны способствовать созданию сообщества печатных плат.

Что останется от индустрии печатных плат после "Серого цунами"?

Независимо от того, в какую эпоху вы изучали или все еще изучаете дизайн печатных плат, эта профессия всегда имела большие преимущества. Дизайн печатных плат относится к классу технических работ, при которых прослушивание любимой музыки во время трассировки может на самом деле повысить вашу производительность! Дизайнер печатных плат может работать всю ночь, чтобы закончить работу к утру, если в наушниках играет подходящая музыка. Я часто позволял часам проходить незамеченными, трассируя под сёрф-рок мелодии Дика Дейла и Del Tones. К сожалению, мир недавно потерял "Короля сёрф-гитары".

Но с тех пор, как Дик покорил свою последнюю волну в возрасте 81 года, его индустрия — музыкальная индустрия — прекрасно справилась с задачей записи и документирования его работы с самого начала. Существует бесчисленное количество записей, видео на YouTube и даже фестивали сёрф-рока, которые обеспечат живучесть его наследия. И что самое лучшее, дизайнеры печатных плат могут продолжать слушать его классическую песню «Miserlou», занимаясь трассировкой бесчисленных трасс дизайна DDRx часами напролет.

Музыкальная индустрия сделала возможным для каждого, у кого есть доступ к медиа или время для посещения живых мероприятий, возможность приобрести инструменты, научиться играть и даже зарабатывать на жизнь, играя на них. Дизайнеры печатных плат, молодые и старые, могут только надеяться, что наша индустрия — индустрия электроники и дизайна печатных плат — возможно, под руководством поставщиков инструментов EDA, хорошо справляется с задачей сохранения аналогичного наследия дизайнера печатных плат для наших будущих дизайнеров печатных плат. Дизайнерам печатных плат следующего поколения не только нужен доступ к способным инструментам и должное обучение их использованию, им также необходимо быть представленными «всем остальным», кто участвует в рабочем процессе производства печатных плат, чтобы понимать, как вносить вклад в здоровый образ жизни для себя, одновременно способствуя содержательному и эффективному сообществу заинтересованных сторон печатных плат.

Хотите узнать больше о том, как Altium может помочь вам с вашим следующим проектом печатной платы? Обратитесь к эксперту Altium или прочитайте больше о выборе подходящего производителя и создании документации в Altium Designer^®.

Добавьте новое рабочее место Altium Designer^® сегодня и
СЭКОНОМЬТЕ 40% на стоимости покупки.