Phép loại suy rằng "IC chỉ là phiên bản nhỏ hơn của PCB nhiều lớp" không hoàn toàn không có giá trị. Khi các quy trình trở nên khác biệt hơn giữa các nhà sản xuất PCB và nhà lắp ráp, thiết kế PCB có thể bắt đầu áp dụng một số triết lý tương tự mà ngành thiết kế IC sử dụng để giải quyết tình trạng phức tạp ngày càng tăng. Phân tích khả năng sản xuất DFM đặc biệt quan trọng trong các quy trình thiết kế và sản xuất PCB phức tạp.
1. Khái niệm thiết kế hướng đến mục đích
Chìa khóa cho thiết kế không có DFM là khớp các quy tắc và ràng buộc thiết kế với năng lực của nhà cung cấp sản xuất và lắp ráp PCB. Khi các quy tắc và ràng buộc thiết kế được thiết lập, chúng trở thành các điều kiện đánh giá cần phải tuân theo mọi lúc để đảm bảo rằng thiết kế có thể sản xuất được. Các vấn đề phát sinh trong quá trình thiết kế dễ xác định và sửa chữa nhất trong giai đoạn thiết kế. Có nhận thức về DFM ở giai đoạn thiết kế có thể mang lại lợi ích rất lớn. Xác định các vấn đề sản xuất trong quá trình thiết kế ban đầu cũng giúp giảm lượng thời gian dành cho việc thiết kế lại do sai lệch so với kế hoạch phát triển. Do đó, các nhà thiết kế có thể bắt đầu thiết kế các sản phẩm mới thú vị thay vì bị mắc kẹt trong vũng lầy thiết kế lại có thể tránh được.
Để cung cấp đánh giá DFM toàn cầu, DFM truyền thống cần được tăng cường bằng đánh giá Thiết kế cho tính khả dụng của các thành phần. Nhà thiết kế có thể mở Bảng kê vật liệu (BOM) bất kỳ lúc nào trong suốt quá trình thiết kế để có thông tin tức thời về tính khả dụng của thành phần. Nếu một thành phần chính hết hàng, hệ thống sẽ tự động tạo một thành phần từ danh sách các bộ phận được xếp hạng tuần tự từ các nhà sản xuất khác trong BOM. Quy trình này giúp việc tìm nguồn cung ứng thành phần linh hoạt hơn, cho phép các nhà thiết kế tập trung vào thiết kế trong khi cung cấp cảnh báo sớm về rủi ro cung cấp thành phần.
● Việc đưa góc nhìn toàn cầu về DFM vào thiết kế cũng có thể cải thiện kỹ năng của nhà thiết kế, chẳng hạn như cách tránh kích hoạt trải nghiệm DFM
Lời cảnh báo là bằng chứng cho hoạt động này. Việc thể chế hóa quan điểm toàn cầu về DFM trong nhóm thiết kế có thể là một cách tuyệt vời để nâng cao tiêu chuẩn cho toàn bộ nhóm thiết kế. Cách tiếp cận này không chỉ đạt được tính linh hoạt của DFM mà còn đạt được điều tốt nhất của cả hai thế giới bằng cách không đặt quá nhiều gánh nặng cho các nhà thiết kế. Ngoài ra, khi các nhà thiết kế nhận thức rõ hơn về DFM, giá trị của họ trong ngành sẽ tăng lên.
2. Hiểu được mục tiêu cuối cùng
Bằng cách áp dụng định nghĩa “bắt đầu với mục tiêu cuối cùng trong đầu”, rõ ràng là nhà thiết kế cần phải hiểu rõ mục tiêu cuối cùng của thiết kế. Trong sản xuất và lắp ráp PCB, điều này có nghĩa là phải hiểu rõ về năng lực của nhà cung cấp sản xuất và lắp ráp đã chọn. Thông thường, nhà cung cấp sẽ nêu chi tiết năng lực này trong một tài liệu liệt kê năng lực đó, tài liệu này phải được dịch thành một bộ quy tắc và ràng buộc được áp dụng trong môi trường thiết kế PCB.
Trong khi một số nhà sản xuất trình bày năng lực sản xuất của họ dưới dạng các tài liệu quy tắc có thể được sử dụng ngay lập tức trong môi trường thiết kế PCB, thì không có sự nhất quán giữa hàng nghìn nhà sản xuất PCB và nhà cung cấp dịch vụ lắp ráp trên toàn thế giới. Đồng thời, tính phức tạp của thiết kế, sản xuất và lắp ráp PCB tiếp tục leo thang và năng lực ngày càng trở nên eo hẹp.
● Ngày nay, thiết kế và sản xuất PCB được coi là một nỗ lực rất rủi ro do chi phí rất cao của kỹ thuật không lặp lại. Chi phí cao đến mức điều quan trọng là phải làm đúng ngay từ lần đầu tiên. Để đạt được điều này, ngành công nghiệp đã áp dụng một loạt các phương pháp và công cụ thiết kế, một phần là nhờ vào sự hỗ trợ của nhiều nhà cung cấp cho việc trao đổi dữ liệu thư viện và thiết kế. Việc trao đổi dữ liệu tương đối mở này thậm chí bao gồm tính di động của "bộ quy tắc" được sử dụng bởi các hệ thống xác minh vật lý cạnh tranh. Theo yêu cầu, cách tiếp cận này xem xét sản xuất ngay từ đầu chu kỳ thiết kế.
3. Hãy mạnh dạn tiến bước
Xu hướng tăng độ phức tạp, mật độ và tốc độ cạnh của PCB không có dấu hiệu chậm lại và thậm chí còn có nghiên cứu liên quan đến PCB về kết nối sử dụng ống dẫn sóng polymer nhúng và đồng lai. Kết hợp điều này với việc sử dụng rộng rãi hơn các gói xếp chồng và các cụm lắp ráp mới hơn khác.
Kết hợp với công nghệ, sản xuất PCB sẽ trở nên nghệ thuật hơn nhiều so với hiện nay. Cũng giống như các nhà sản xuất chất bán dẫn như Intel, Samsung và TSMC bảo vệ chặt chẽ IP sản xuất của họ để tạo sự khác biệt, điều này sẽ tiếp tục tác động đến không gian sản xuất PCB. Các nhà sản xuất và lắp ráp sẽ tiếp tục tạo sự khác biệt thông qua khả năng sản xuất và công nghệ IP độc quyền của họ. Với hệ sinh thái toàn cầu được kết nối hoàn toàn và hỗ trợ dữ liệu của các nhà sản xuất và lắp ráp, các nhà thiết kế sẽ có thể thấy ngay khả năng sản xuất của nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp dịch vụ hợp đồng sản xuất điện tử sau khi họ đã chọn một nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp dịch vụ hợp đồng sản xuất điện tử. Tùy thuộc vào khả năng của nhà sản xuất mục tiêu, không gian thiết kế sẽ điều chỉnh theo các quy tắc và ràng buộc vốn có cần áp dụng cho thiết kế của họ. Khái niệm này tương tự như cách xem trước các thay đổi trong hộp thoại In khi chọn các máy in khác nhau. Khi bạn chọn máy in hỗ trợ in màu, màn hình xem trước sẽ thay đổi cùng với độ phân giải đồ họa, kích thước trang và các tính năng cụ thể khác của máy in.
Hệ sinh thái toàn cầu dựa trên dữ liệu này có thể tích hợp nhận thức về sản xuất vào quy trình phát triển sản phẩm ngay từ đầu trong quá trình thiết kế, nâng cao nhận thức về khả năng sản xuất và giảm hoặc tránh giao tiếp ở giai đoạn sau bằng cách loại bỏ nhu cầu giao tiếp dễ dàng thông qua các cuộc họp trực tuyến hoặc email. Giả sử rằng một người lắp ráp thêm một dây chuyền lắp ráp mạnh hơn, các nhà thiết kế liên quan ngay lập tức nhận ra rằng họ cần cập nhật các quy tắc và ràng buộc của mình để tính đến điều này.
● Nếu thiết kế hoàn tất, hãy tưởng tượng bạn có thể gửi thiết kế PCB của mình cho các nhà sản xuất và lắp ráp PCB trên toàn thế giới chỉ bằng một cú nhấp chuột, sau đó tìm nhà cung cấp phù hợp nhất để sản xuất thiết kế. Sau khi gửi tệp của mình, bạn sẽ nhận được danh sách các công ty có yêu cầu có thể sản xuất thiết kế đó trong khi vẫn đáp ứng các yếu tố như thời gian giao hàng, mục tiêu chi phí, năng lực hiện tại và vị trí địa lý.
4. Kết luận về DFM trong ngành điện tử
Thiết kế lần đầu, năng suất cao, tối ưu hóa chi phí và chế tạo và lắp ráp PCB đáng tin cậy là những mục tiêu mong muốn; nhanh chóng xác định và sửa các vấn đề DFM trong giai đoạn thiết kế là chìa khóa để tránh việc đệ trình các thiết kế không thể sản xuất. Việc tăng cường kiểm tra DFM truyền thống với trí thông minh thành phần thời gian thực giúp loại bỏ những bất ngờ về tình trạng thiếu hụt thành phần đặc trưng của nhiều dây chuyền lắp ráp hiện nay.
Nhận thức DFM toàn cầu này được áp dụng vào thiết kế PCB đặt nền tảng cho một quy trình thiết kế không chỉ thích ứng với các thách thức về thiết kế mà còn tránh làm ảnh hưởng đến lợi nhuận, lịch trình phát triển sản phẩm và danh tiếng của ngành. Khi độ phức tạp của sản phẩm tăng theo thời gian, nhận thức DFM toàn cầu tiếp tục là một khả năng quan trọng về mặt chiến lược góp phần vào sự chắc chắn của việc hiện thực hóa sản phẩm điện tử.
