為什么PCB數據管理很重要

2021-11-17

挑戰

由于激烈的競爭和持續創(chuàng )新導致與其他基于技術(shù)的行業(yè)相比產(chǎn)品生命周期非常短，消費電子市場(chǎng)一直面臨著(zhù)很大限度縮短新產(chǎn)品上市時(shí)間的壓力。在競爭對手生產(chǎn)出更便宜的替代品并使市場(chǎng)飽和之前，發(fā)布創(chuàng )新產(chǎn)品和實(shí)現銷(xiāo)售收入的時(shí)間窗口很短。開(kāi)發(fā)時(shí)間必須盡可能短，因此這些競爭對手幾乎沒(méi)有警告他們需要分析、理解和復制以更大化此窗口的新產(chǎn)品將出現。

PCB開(kāi)發(fā)

典型的消費電子設備相對復雜，在盡可能小的空間內塞滿(mǎn)了許多功能。復雜性需要主題專(zhuān)家之間針對整體設計的每個(gè)功能塊進(jìn)行協(xié)作。此設計過(guò)程必須無(wú)故障，以滿(mǎn)足快速上市所需的較短開(kāi)發(fā)時(shí)間。所有設計元素在第一次就必須無(wú)縫地結合在一起，因為幾乎沒(méi)有時(shí)間解決不兼容或界面斷開(kāi)的問(wèn)題。所有合作者都可以訪(fǎng)問(wèn)的完整、正確和連貫的數據集是這種“一次成功”理念的基礎。

PCB制造

PCB設計過(guò)程的最終結果是用于傳達原型設計或生產(chǎn)過(guò)程所需的制造和組裝信息的數據。跟蹤、焊盤(pán)和過(guò)孔布局、絲印覆蓋、阻焊層——所有這些信息都是PCB制造所必需的。對于多層板，數據量可能很大，最輕微的錯誤的影響至關(guān)重要。例如，坐標稍有錯誤的單個(gè)焊盤(pán)或鉆孔會(huì )使制造的電路板無(wú)法使用。

風(fēng)險

設計數據集中的任何錯誤都將直接轉化為產(chǎn)品問(wèn)題。充其量，一個(gè)函數可能稍微超出規范；在最壞的情況下，該產(chǎn)品可能無(wú)法工作。設計錯誤可能來(lái)自組件數據表信息。例如，制造商數據可能不正確，或者可能被錯誤地轉錄到設計數據集中。因此，應在源頭檢查所有制造商數據。有經(jīng)驗的設計師會(huì )發(fā)現明顯的錯誤，但更細微的錯誤只有通過(guò)與其他供應商的數據表進(jìn)行比較才能發(fā)現。

設計錯誤可能來(lái)自設計數據集中同一組件的多個(gè)版本，其中協(xié)作團隊可能對同一部件使用不同的數據。因此，數據集的結構應避免重復或防止在修改組件數據時(shí)保留舊數據。

當動(dòng)態(tài)數據影響設計過(guò)程時(shí)，可能會(huì )出現設計錯誤，不同的團隊在其他時(shí)間訪(fǎng)問(wèn)和利用數據，因此使用不同的值。因此，動(dòng)態(tài)數據的存在必須是顯而易見(jiàn)的，并且流程必須到位，以確保更改不會(huì )對靜態(tài)設計決策產(chǎn)生不利影響。

由于不兼容或過(guò)程錯誤，制造錯誤可能來(lái)自在傳輸到生產(chǎn)過(guò)程期間設計數據的損壞。如果不明顯，則在測試第一個(gè)生產(chǎn)產(chǎn)品之前無(wú)法檢測到任何錯誤。

制造錯誤可能來(lái)自組件物理尺寸錯誤，例如引腳間距或腿直徑，這會(huì )阻止受影響組件的組裝。操作錯誤可能來(lái)自設計仿真期間未檢測到的軌道間距或寬度錯誤，而是通過(guò)操作環(huán)境中的電磁干擾、電流損耗或過(guò)高溫度實(shí)現的。

PCB數據復雜性

隨著(zhù)元件復雜性和種類(lèi)不斷擴大以滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，PCB數據的復雜性逐年增加。因此，維護復雜數據連貫庫的必要資源迫使人們轉向使用自動(dòng)化流程和第三方服務(wù)。監視組件數據表的更改將是一項全職任務(wù)，更不用說(shuō)驗證數據和監視重復或陳舊的數據了。

PCB數據集成

電子設計流程圍繞基于計算機的解決方案構建，從原理圖捕獲到電路仿真、PCB線(xiàn)路布局，再到計算機輔助設計。這種聯(lián)合方法需要PCB設計數據集與設計工具兼容。產(chǎn)品生命周期管理解決方案的采用進(jìn)一步將兼容性要求擴展到一系列新的業(yè)務(wù)管理工具。

組件采購

設計過(guò)程的一個(gè)關(guān)鍵部分是確保所選組件以可接受的價(jià)格和所需的交付周期提供，以支持項目時(shí)間表。因此，PCB數據集將包括動(dòng)態(tài)可用性和成本數據，以支持項目管理活動(dòng)。理想情況下，數據管理解決方案應支持對使用中的組件進(jìn)行分析，并通過(guò)價(jià)格監控識別替代供應源，以便在可用時(shí)切換到成本更低的選項。如果出現可能阻礙制造的供應問(wèn)題，相同的功能還應通知生產(chǎn)過(guò)程。

關(guān)鍵要求

PCB數據必須在需要時(shí)提供給需要它的每個(gè)人。此外，它必須是無(wú)錯誤的，并且每個(gè)訪(fǎng)問(wèn)數據集的人都必須看到完全相同的數據。通過(guò)創(chuàng )建集中資源來(lái)實(shí)現這些要求聽(tīng)起來(lái)很容易，但對于復雜數據的龐大數據集，這可能是一項管理挑戰。冗余控制是必要的，以確保單個(gè)故障不會(huì )阻止設計團隊訪(fǎng)問(wèn)數據，從而有效地使設計過(guò)程突然停止。中央資源的本地副本聽(tīng)起來(lái)像是一個(gè)簡(jiǎn)單的解決方案。盡管如此，它在確保本地數據在地理上分散的協(xié)作團隊之間保持和一致方面產(chǎn)生了巨大的問(wèn)題。

需要安全控制來(lái)防止數據被意外或惡意破壞或刪除，從而在設計過(guò)程中丟掉一把扳手。此外，通過(guò)設計團隊遠程訪(fǎng)問(wèn)集中式解決方案，控制需要確保任何類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )中斷都不會(huì )切斷團隊與數據的聯(lián)系。

需要配置控制來(lái)確保只有授權人員才能更改數據，更改被記錄和驗證，并且可以自動(dòng)識別更改對正在進(jìn)行的設計項目的影響，并通知受影響的各方。

正式的發(fā)布管理功能應管理生產(chǎn)數據集和物料清單的創(chuàng )建以及它們向采購和制造過(guò)程的轉移。此外，該功能應包括防止發(fā)布不完整或未經(jīng)驗證的數據的授權過(guò)程。

概括

PCB數據管理是一項復雜的工作，如果正確完成，可以提高設計精度并縮短時(shí)間。但是，如果實(shí)施不當，任何問(wèn)題都有可能導致設計過(guò)程停止或導致產(chǎn)品無(wú)法正常工作。