Analogin att ”IC:er bara är mindre versioner av flerskiktade kretskort” är inte helt utan förtjänst. I takt med att processerna blir mer differentierade mellan kretskortstillverkare och montörer, kan kretskortsdesign börja anamma några av samma filosofier som används av IC-designindustrin för att hantera ökande komplexitet. DFM-tillverkningsbarhetsanalys är särskilt viktig i komplexa kretskortsdesign- och tillverkningsprocesser.
1. Ändamålsinriktat designkoncept
Nyckeln till en DFM-fri design är att matcha designreglerna och begränsningarna med kapaciteten hos leverantören av kretskortstillverkning och montering. När designreglerna och begränsningarna är fastställda blir de de granskningsvillkor som måste följas hela tiden för att säkerställa att designen är tillverkningsbar. Problem som uppstår under designfasen är lättast att identifiera och korrigera under designfasen. Att ha medvetenhet om DFM i designfasen kan löna sig enormt. Att identifiera tillverkningsproblem under den initiala designfasen minskar också den tid som läggs på omdesign på grund av avvikelser från utvecklingsplanen. Som ett resultat kan konstruktörer börja designa spännande nya produkter istället för att fastna i ett undvikbart omdesignträsk.
För att kunna tillhandahålla en global DFM-bedömning måste traditionell DFM kompletteras med en Design for Availability-bedömning av komponenter. Konstruktören kan öppna stycklistan (BOM) när som helst under designprocessen för att få omedelbar information i realtid om komponenternas tillgänglighet. Om en större komponent är slut i lager skapar systemet automatiskt en komponent från ett urval av sekventiellt rangordnade delar från andra tillverkare i stycklistan. Denna process gör komponentförsörjningen mer flexibel, vilket gör att konstruktörerna kan fokusera på designen samtidigt som de ger tidig varning om risker med komponentförsörjningen.
● Att införliva en global syn på DFM i designen kan också förbättra designers färdigheter, till exempel hur man undviker att utlösa en DFM-upplevelse
Varningen är ett bevis på att det fungerar. Att institutionalisera en global syn på DFM inom designteamet kan vara ett bra sätt att höja ribban för hela designteamet. Denna metod uppnår inte bara DFM-flexibilitet, utan den uppnår också det bästa av två världar genom att inte lägga en stor extra börda på designers. Dessutom, i takt med att designers blir mer medvetna om DFM, kommer deras värde i branschen att öka.
2. Att förstå det slutgiltiga målet
Genom att anta definitionen av "börja med slutet i åtanke" är det tydligt att det är viktigt för konstruktören att ha en tydlig förståelse för designens slutmål. Vid tillverkning och montering av kretskort innebär detta att ha en grundlig förståelse för den valda tillverknings- och monteringsleverantörens kapacitet. Vanligtvis specificerar leverantören denna kapacitet i ett dokument som listar den, vilket måste översättas till en uppsättning regler och begränsningar som tillämpas i kretskortsdesignmiljön.
Medan vissa tillverkare presenterar sin produktionskapacitet i form av regeldokument som kan användas omedelbart i kretskortsdesignmiljön, finns det ingen enhetlighet bland de tusentals kretskortstillverkare och leverantörer av monteringstjänster runt om i världen. Samtidigt fortsätter komplexiteten i kretskortsdesign, tillverkning och montering att eskalera, och kapaciteten blir alltmer begränsad.
● Idag ses kretskortsdesign och tillverkning som ett mycket riskabelt åtagande på grund av den mycket höga kostnaden för icke-repeterbar ingenjörskonst. Kostnaderna är så höga att det är viktigt att göra rätt första gången. För att uppnå detta har branschen anammat en rad designmetoder och verktyg, delvis tack vare stöd från flera leverantörer för utbyte av biblioteks- och designdata. Detta relativt öppna datautbyte inkluderar till och med portabilitet av "regeluppsättningar" som används av konkurrerande fysiska verifieringssystem. Av nödvändighet beaktar metoden tillverkning tidigt i designcykeln.
3. Var djärv
Trenden mot ökad komplexitet, densitet och kanthastigheter hos kretskort visar inga tecken på att avta, och det finns till och med kretskortsrelaterad forskning om sammankopplingar med hybridkoppar och inbäddade polymervågledare. Kombinera detta med den utbredda användningen av staplade kapslar och andra nyare sammansättningar.
I kombination med teknologi kommer kretskortstillverkning att bli ännu mer konstnärlig än den är idag. Precis som halvledartillverkare som Intel, Samsung och TSMC noggrant vaktar sina tillverknings-IP för att differentiera sig, kommer detta att fortsätta att påverka kretskortstillverkningsområdet. Tillverkare och montörer kommer att fortsätta att differentiera sig genom sina tillverkningsmöjligheter och proprietära IP-tekniker. Med ett helt uppkopplat och databaserat globalt ekosystem av tillverkare och montörer kommer konstruktörer att ha omedelbar insyn i produktionskapaciteten hos en tillverkare eller elektroniktillverkningsleverantör när de väl har valt en. Beroende på måltillverkarens kapacitet kommer designutrymmet att anpassas till de inneboende regler och begränsningar som måste tillämpas på deras design. Detta koncept liknar hur ändringar förhandsgranskas i dialogrutan Skriv ut när olika skrivare väljs. När du väljer en skrivare som stöder färgutskrift ändras förhandsgranskningsskärmen tillsammans med tillgängliga grafikupplösningar, sidstorlekar och andra skrivarspecifika funktioner.
Detta databaserade globala ekosystem kan integrera tillverkningsmedvetenhet i produktutvecklingsprocessen tidigt i designprocessen, vilket ökar medvetenheten om tillverkningskapacitet och minskar eller undviker kommunikation i sent skede genom att eliminera behovet av att kommunicera enkelt via onlinemöten eller e-post. Om man antar att en montör lägger till en kraftfullare monteringslinje inser de inblandade konstruktörerna omedelbart att de behöver uppdatera sina regler och begränsningar för att ta hänsyn till detta.
● Om designen är klar, tänk dig att kunna skicka in din kretskortsdesign till kretskortstillverkare och montörer runt om i världen med ett musklick, och sedan hitta den leverantör som är bäst lämpad att producera designen. Efter att du skickat in din fil får du en lista över företag med krav som kan tillverka den samtidigt som faktorer som ledtider, kostnadsmål, nuvarande kapacitet och geografisk plats uppfylls.
4. Slutsats om DFM inom elektronikindustrin
Förstapassdesign, höga utbyten, kostnadsoptimering och tillförlitlig kretskortstillverkning och montering är de önskade målen; att snabbt identifiera och korrigera DFM-problem under designfasen är nyckeln till att undvika inlämning av icke-tillverkningsbara konstruktioner. Att förbättra traditionell DFM-inspektion med komponentinformation i realtid hjälper till att eliminera de överraskningar kring komponentbrist som kännetecknar många monteringslinjer idag.
Denna globala DFM-medvetenhet tillämpad på designen av kretskort lägger grunden för en designprocess som inte bara anpassar sig till designutmaningar, utan också undviker att kompromissa med lönsamhet, produktutvecklingsscheman och branschrykte. I takt med att produktkomplexiteten ökar över tid fortsätter global DFM-medvetenhet att vara en strategiskt viktig förmåga som bidrar till säkerheten vid realisering av elektroniska produkter.
