Analogia conform căreia „IC-urile sunt doar versiuni mai mici ale PCB-urilor multistrat” nu este complet lipsită de merit. Pe măsură ce procesele devin mai diferențiate între producătorii de PCB-uri și cei de la asamblor, proiectarea PCB-urilor ar putea începe să adopte unele dintre aceleași filozofii utilizate de industria proiectării IC-urilor pentru a face față complexității crescânde. Analiza fabricabilității DFM este deosebit de importantă în procesele complexe de proiectare și fabricație a PCB-urilor.
1. Concept de design orientat spre scop
Cheia unui design fără DFM (Design Digital Management) este potrivirea regulilor și constrângerilor de proiectare cu capacitățile furnizorului de producție și asamblare a PCB-urilor. Odată ce regulile și constrângerile de proiectare sunt stabilite, acestea devin condițiile de revizuire care trebuie respectate în permanență pentru a se asigura că designul este fabricabil. Problemele care apar în timpul proiectării sunt cel mai ușor de identificat și de corectat în faza de proiectare. Conștientizarea DFM în etapa de proiectare poate aduce dividende uriașe. Identificarea problemelor de fabricație în timpul proiectării inițiale reduce, de asemenea, timpul petrecut cu reproiectarea din cauza abaterilor de la planul de dezvoltare. Drept urmare, designerii pot începe să proiecteze produse noi și interesante, în loc să rămână blocați într-o mlaștină evitabilă a reproiectării.
Pentru a oferi o evaluare globală a DFM (Design for Availability - Proiectare pentru Disponibilitate), DFM tradițional trebuie să fie completat de o evaluare a componentelor bazată pe Proiectare pentru Disponibilitate. Proiectantul poate deschide Lista de Materiale (BOM) în orice moment pe parcursul procesului de proiectare pentru a obține informații imediate în timp real despre disponibilitatea componentelor. Dacă o componentă majoră nu este în stoc, sistemul creează automat o componentă dintr-o selecție de piese clasate secvențial de la alți producători în BOM. Acest proces face ca aprovizionarea cu componente să fie mai flexibilă, permițând proiectanților să se concentreze asupra proiectării, oferind în același timp avertizări timpurii cu privire la riscurile legate de aprovizionarea cu componente.
● Introducerea unei perspective globale asupra DFM în design poate îmbunătăți, de asemenea, abilitățile designerilor, cum ar fi modul de evitare a declanșării unei experiențe DFM.
Avertismentul este o dovadă a funcționării. Instituționalizarea unei perspective globale asupra DFM în cadrul echipei de design poate fi o modalitate excelentă de a ridica ștacheta pentru întreaga echipă de design. Această abordare nu numai că asigură flexibilitatea DFM, dar obține și ce e mai bun din ambele lumi, nepunând o povară suplimentară designerilor. În plus, pe măsură ce designerii devin mai conștienți de DFM, valoarea lor în industrie va crește.
2. Înțelegerea obiectivului final
Prin adoptarea definiției „a începe cu scopul în minte”, este clar că este esențial ca proiectantul să aibă o înțelegere clară a obiectivului final al proiectului. În fabricarea și asamblarea PCB-urilor, aceasta înseamnă o înțelegere aprofundată a capacităților furnizorului de producție și asamblare ales. De obicei, furnizorul va detalia această capacitate într-un document care o enumeră, care trebuie tradusă într-un set de reguli și constrângeri care se aplică în mediul de proiectare PCB.
În timp ce unii producători își prezintă capacitățile de producție sub forma unor documente cu reguli care pot fi utilizate imediat în mediul de proiectare a PCB-urilor, nu există consecvență între miile de producători de PCB-uri și furnizori de servicii de asamblare din întreaga lume. În același timp, complexitatea proiectării, fabricației și asamblării PCB-urilor continuă să crească, iar capacitatea devine din ce în ce mai limitată.
● Astăzi, proiectarea și fabricarea PCB-urilor sunt văzute ca o întreprindere foarte riscantă din cauza costului foarte ridicat al ingineriei nerepetabile. Costurile sunt atât de mari încât este important să se facă totul corect de prima dată. Pentru a realiza acest lucru, industria a adoptat o gamă largă de metode și instrumente de proiectare, datorită în parte suportului oferit de mai mulți furnizori pentru schimbul de biblioteci și date de proiectare. Acest schimb de date relativ deschis include chiar și portabilitatea „seturilor de reguli” utilizate de sistemele concurente de verificare fizică. Prin necesitate, abordarea ia în considerare fabricația încă de la începutul ciclului de proiectare.
3. Fii îndrăznețly
Tendința către creșterea complexității, densității și vitezei pe muchii PCB-urilor nu dă semne de încetinire și există chiar cercetări legate de PCB-uri privind interconexiunile folosind ghiduri de undă hibride din cupru și polimeri încorporați. Combinați acest lucru cu utilizarea pe scară largă a pachetelor suprapuse și a altor ansambluri mai noi.
Combinată cu tehnologia, fabricarea PCB-urilor va deveni și mai artistică decât este astăzi. Așa cum producătorii de semiconductori precum Intel, Samsung și TSMC își păstrează cu atenție proprietatea intelectuală de fabricație pentru a se diferenția, acest lucru va continua să aibă un impact asupra spațiului de fabricație PCB. Producătorii și asamblorii vor continua să se diferențieze prin capacitățile lor de fabricație și tehnologiile IP proprietare. Cu un ecosistem global complet conectat și susținut de date de producători și asamblori, proiectanții vor avea vizibilitate imediată asupra capacităților de producție ale unui producător sau furnizor de servicii contractuale de fabricație electronică odată ce au selectat unul. În funcție de capacitățile producătorului țintă, spațiul de proiectare se va ajusta la regulile și constrângerile inerente care trebuie aplicate designului lor. Acest concept este similar cu modul în care modificările sunt previzualizate în caseta de dialog Imprimare atunci când sunt selectate diferite imprimante. Când selectați o imprimantă care acceptă imprimarea color, ecranul de previzualizare se modifică împreună cu rezoluțiile grafice disponibile, dimensiunile paginii și alte caracteristici specifice imprimantei.
Acest ecosistem global bazat pe date poate integra conștientizarea producției în procesul de dezvoltare a produsului încă de la începutul procesului de proiectare, crescând gradul de conștientizare a capacităților de producție și reducând sau evitând comunicarea în etapele avansate, eliminând necesitatea de a comunica ușor prin întâlniri online sau e-mail. Presupunând că un asamblor adaugă o linie de montare mai puternică, proiectanții implicați își dau seama imediat că trebuie să își actualizeze regulile și constrângerile pentru a ține cont de acest lucru.
● Dacă proiectul este finalizat, imaginați-vă că puteți trimite proiectul PCB către producătorii și asamblorii de PCB-uri din întreaga lume cu un singur clic de mouse și apoi găsiți furnizorul cel mai potrivit pentru a realiza proiectul. După trimiterea fișierului, veți primi o listă de companii cu cerințe care îl pot fabrica, respectând factori precum termenele de livrare, obiectivele de cost, capacitatea actuală și locația geografică.
4. Concluzie privind DFM în industria electronică
Proiectarea la prima trecere, randamentele ridicate, optimizarea costurilor și fabricarea și asamblarea fiabilă a PCB-urilor sunt obiectivele dorite; identificarea și corectarea rapidă a problemelor DFM în timpul fazei de proiectare sunt esențiale pentru evitarea trimiterii de proiecte neproducabile. Îmbunătățirea inspecției DFM tradiționale cu informații despre componente în timp real ajută la eliminarea surprizelor legate de deficitul de componente care caracterizează multe linii de asamblare din ziua de azi.
Această conștientizare globală a DFM aplicată proiectării PCB-urilor pune bazele unui proces de proiectare care nu numai că se adaptează provocărilor de proiectare, dar evită și compromiterea profitabilității, a programelor de dezvoltare a produselor și a reputației industriei. Pe măsură ce complexitatea produselor crește în timp, conștientizarea globală a DFM continuă să fie o capacitate strategic importantă care contribuie la certitudinea realizării produselor electronice.
