In vielen Unternehmen, die Elektronikbaugruppen entwickeln, gibt es an den Übergängen zwischen verschiedenen Arbeitsschritten Engpässe. Beispielsweise, wenn ein Layouter für eine ganze Reihe von Entwicklern zuständig ist und mit jedem einzeln klären muss, was wie umgesetzt werden kann oder nicht möglich ist. Und wenn es darum geht, mit welchen Bauelementen bestimmte Funktionen erfüllt werden sollen, kommen noch andere Aspekte ins Spiel. So kann der Einkauf aus Wirtschaftlichkeits- oder Verfügbarkeitsgründen Bauteile ablehnen, deren Alternative aber andere Anschlüsse braucht. Sind Leiterbahnen und Lötstellen angepasst, stellt sich vielleicht heraus, dass sich diese Kombination von Bauteilen mit der SMT-Linie nicht bestücken lässt. Erfolgreiche Unternehmen haben eine funktionierende Kommunikation über die Abteilungsgrenzen hinweg und schaffen es, die Zahl der Prototypen für ein neues Board in Maßen zu halten – es ist jedoch mühsam. Detailreiche PDF-Dateien am Bildschirm zu betrachten, ist wegen des umständlichen Zooms nervig, zwei Dokumente vergleichen geht nicht, was zu wieder und wieder ausdrucken führt. Mit PCB-Investigator kann man stattdessen filterbare Layout-Reviews am Monitor betrachten. Änderungen, Versionen und beliebige Aspekte können hervorgehoben werden. Anwender berichten, dass ein Großteil der Fragen, die es zwischen Entwickler und Layouter zu klären gibt, mit PCB-Investigator von jedem selbst geklärt werden können.
The Big Picture
Das Datenformat ODB++ ist etabliert, um Leiterplatten-Designinformationen zwischen Konstruktion und Fertigung sowie zwischen Design-Tools verschiedener CAD- und CAM-Anbieter zu übermitteln. In ODB++ werden alle PCB-Produktionsdaten in einem einzigen Datensatz gespeichert. PCB-Investigator nutzt dieses Format als Datenbank um alles, was man über ein Projekt wissen kann, greifbar zu haben. Konsequent genutzt sind hier auch Informationen zu Vorgängerversionen oder Varianten jederzeit greifbar, Informationen zu den Bauteilen, Bestückdaten; ja selbst zum Gehäuse, in das das PCB eingebaut werden soll. PCB-Investigator zeigt auf Knopfdruck jede Kombination von Informationsebenen. Jeder kann so ganz leicht Aspekte überblicken, die in seiner Software nicht angezeigt werden.
Der verbindliche Datensatz
Wenn es darum geht, die Prozesse in der Elektronikentwicklung zu optimieren, wäre die Nutzung dieses Tools als reine Visualisierungslösung für die Kommunikation zu kurz gesprungen. Es ist vielmehr ein entscheidender Schritt, den jeweils aktuellen ODB++-Datensatz als den verbindlichen Stand des Projekts zu behandeln. Das heißt, alle Abteilungen schreiben die Ergebnisse ihrer Arbeit in diese Datei. Der Nutzen: Es ist immer eine umfassende Dokumentation aller Änderungen möglich, die Verwaltung von Varianten geschieht automatisch und alle Layout-Daten sind in einer Datei vereint. Die Möglichkeit, auf Knopfdruck Leiterplatten in allen Aspekten miteinander und mit Vorversionen vergleichen zu können, bedeutet Entwicklungsaufwände einsparen, Teile leichter wiederverwenden oder wegrationalisieren zu können. Und der Kommunikationsaspekt beschränkt sich auch nicht auf den Review-Prozess: Fertigungs- und Entwicklungspartner können über einen Browserzugang alle Daten einsehen, kommentieren und ändern, ohne jedoch Zugriff auf die Originaldaten zu bekommen.
Frühere Marktreife
Ein gewaltiges Potenzial für die Verkürzung von Entwicklungszeiten und die Einsparung von Prototypen versprechen die Analyse- und Simulations-Plug-ins für PCB-Investigator. Design-Rules, DFM, EMV, Temperaturverhalten, Durchschlagsfestigkeit – es gibt Aspekte, die in die Entwicklung eines PCBs eingehen müssen, bisher aber erst relativ spät berücksichtigt werden können – teilweise erst nach Messungen an einem Prototypen. Analyse- und Simulations-Funktionen sind ein Fokus von EasyLogix, dem Entwickler des PCB-Investigator.
Beispiel Thermische Simulation: Das Plug-in PCB-Investigator-Physics, das als Engine die branchenweit anerkannte Spezialsoftware TRM (Thermal Risk Management) von Adam Research verwendet, erlaubt eine Simulation des thermischen Verhaltens des PCBs, bei dem Multilayer-Boards, SMD-Wärmequellen, eingebettete Bauteile, Pins, Inlays, Stromschienen, Durchkontaktierungen, Sacklöcher und vergrabene Löcher einbezogen werden. Die Visualisierung der Ergebnisse entspricht einer Thermographie und übertrifft diese sogar an Aussagekraft, wenn Hotspots in Innenlagen angezeigt werden. Der Vorteil: Für die thermische Simulation braucht man keine Experten – sie steht jederzeit auf Knopfdruck zur Verfügung. Sie kann deshalb auch zur Kontrolle iterativer Designzyklen verwendet werden: Die Simulationsergebnisse geben Aufschluss darüber, ob Temperaturvorgaben auch mit dünnerem Kupfer, weniger Lagen oder ohne Kühlkörper zu erreichen sind.
Kriechstrom
Ein anderes Beispiel: die automatische Kriechstromanalyse. Die Software identifiziert Netzgruppen nach ihren Spannungsniveaus und errechnet nun die jeweils kürzesten Strecken über die Außenkanten der leitenden Teile zueinander und zur Außenkante des Boards. Dabei werden auch unbeschichtete Bohrlöcher (etwa Halterbohrungen) und Einbuchtungen berücksichtigt – Pfade, die aufwändig ‚von Hand‘ zu berechnen wären. Auf Knopfdruck erledigt PCB-Investigator in Minuten, was früher oft mehrere Tage kostete. jke
Details zur Prozessoptimierung in der Elektronikentwicklung:
