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PCB设计的过去和未来——第1部分

一月 26, 2018 | I-Connect007
 PCB设计的过去和未来——第1部分

聊到PCB设计领域和它所面临的难题,以及该领域的发展过程和未来前景,Happy Holden和Charles Pfeil这两位业界资深人士是最有发言权的。最近,在圣地亚哥举办的AltiumLive 2017年度盛会上,我采访了Happy和Charles,探讨了PCB设计领域现状、发展前景,及其对设计师的影响。

BARRY MATTIES你们已经从事这个行业多年了。能讲讲你们是怎么进入这个行业的吗?Charles,先从你开始吧。

CHARLES PFEIL: 1966年的时候我还在上高中,暑假的时候我开始工作。第一份工作是在Northrop公司的Rubylith设计部从事QA工作。之后我成为了一名设计师,在我开办自己的服务公司之前,大概有14年的时间我是在别的公司打工。

MATTIES:之前一直是从事设计工作吗?

PFEIL:是的,一直是。

MATTIES:你们两位是什么时候认识的?

HAPPY HOLDEN:大概在Mentor?

PFEIL:不是,是在Mentor之前。在进入Mentor公司前,我们在几次展会上遇到过。我应该没有记错。

MATTIES: 那你们是老相识了。

HOLDEN: 我们两个认识太久了。要是10年前你问我们这个问题,也许我们还能记得是怎么认识的(笑

声)。

PFEIL:我大概在2005开始写书,那么我们一定是在那之前认识的。

MATTIES:不管怎样,你是从电路设计开始入行的。这是多少年前的事了?

PFEIL:是51年前了。

MATTIES: 在电路板设计领域,你认为哪方面发生了巨大的变化?

PFEIL: 我认为是微型化、高速线路和新制造技术带来的影响。难题之一是我们很难跟得上这些变化,尤其是软件设计。在开发软件时,我们要开始研发相关方案来支持新技术,但在我们的方案成熟之前就又出现了新技术。这就是为什么软件公司总是跟不上技术和生产变化的步伐。

MATTIES:但我们一直听到一种说法是设计师需要对生产制造有更深入的了解。

PFEIL:确实是这样。但这个说法的前提是它可以帮助你了解哪些限制因素是现实的。我个人非常支持设计过程中不要有过多的限制因素。现在的趋势是限制过多,这种趋势不仅体现在高速电路中,还体现在电路板上。如果限制过多,最后电路板的层数就会比你需要的多,从而需要投入更高的成本。

我很幸运,能够在一家制造商收购的服务部门工作过几年。我可以自己做试验测量并参与到制造过程中,从而了解到真正的生产极限。可以确认的是:制造商在网页上公布的生产极限并不是他们真正的生产极限。你最好不要引用我说的这句话,但这确实是一种营销手段。他们能够这样做,但会为此付出代价。至于他们所谓的“真正的生产极限”,其实是他们的最佳平衡点,他们需要更多空间。

他们不想做到绝对最小的布线宽度,这才是关键所在。我会建议那些还没开展过这类业务的公司要和制造商及组装厂积极沟通,找出他们的最佳平衡点。这样一来,他们的制造成本会更低、生产速度会更快,双方也可以理解彼此要做出什么样的折中方案才能获得理想的效果。

MATTIES:当我们都处于最佳平衡点时,就可以实现双赢。这并不意味着我们不会去进行我们的科学项目,但最佳平衡点可以让我们的客户满意、让你的雇员满意,你的工艺流程能达到这一点,而且也可能实现盈利最多。

PFEIL:但你必须要有创意地结合这两点。

MATTIES:那些是科学项目。

PFEIL:是的。如果苹果公司没有秉持着创新精神不断挑战极限,他们是不会获得今天的成就的。你能意识到第一代苹果手机已经面世10年了吗?太难以置信了。

PFEIL: Happy,制造商可以真正帮助到设计师,让他们了解自己对哪种做法最满意,而不是设定难以企及的极限,这一点你同意吗?而且你知道,挑战极限会额外增加成本。

HOLDEN:如果有机会的话,我建议每位设计师都去参观一次PCB工厂车间。而且一次短暂的参观以后,设计师会意识到“天啊,这真的太复杂了。我从未意识到会如此复杂!”如果他会因此提出一些问题并且在设计过程中尽早与制造商联系沟通,那么我们的目的就达到了。但如果你指望着2小时的参观就能奇迹般地让设计师变成生产制造专家,并且从此不会在设计过程中犯任何错误,那可就太天真了。

问题出现的主要原因在于制造商。我作为制造商后来又进入了设计领域,意识到设计师在设计过程中要做太多的决定。当他们要做出某个决策时,没有人会告诉他们“如果你这样做,设计起来会有多么容易?换另一种方式会对成本造成什么影响?”

他们有时间打电话给别人问个清楚吗?也许一部分人有时间这样做。如果我们已经完成了详细的设计过程,把需要做重要决策的地方都标记出来并且列出所有的可能性、相关成本及可制造性。这样一来,他们在做决定的时候就知道哪种方式是最佳方案了。设计师是无法把这些总结出来。只有制造商了解这些信息。

我认为这主要是因为制造商没有在设计中清楚地标明其他替代方案。而不是因为设计师对制造过程不了解。他们应该怎么了解制造过程?他们的职责是设计产品。只有制造业的工作人员才能弄清楚这些替代方案有哪些细微差别。但这样的设计信息并不存在。

MATTIES:你对Charles刚刚谈论的内容怎么看?你认为制造商汇编出这样的指南是切实可行的吗?

HOLDEN:我们在HP确实这样做过。我们汇编了一份DFM手册,其中包含了所有不同选择的成本和信号完整性信息。

MATTIES:但那是HP。我们现在探讨的是整个电路板行业。

HOLDEN:是的,但只要做过一次,你的公司很容易复制这种做法。

PFEIL:市面上已经有这类信息。每块电路板都是不同的。对一名经验丰富的设计师而言,他们的脑海里已经有了一半的基础信息,而且他们知道如何处理关键问题。Happy是对的,在你设计新产品的时候,你确实需要从可制造性的角度来思考如何完成产品的设计。就像你说的,一小时的工厂参观是无法让你做到这一点的。

你应该全程和制造商沟通交流,大多数公司都可以做到这一点。大公司都是这样做。他们会派员工去做调查研究,并且与工程团队探讨他们的工作。但小型企业、新成立的公司还有制造商并不能意识到这一点,所以他们需要接受相关培训。有一些方法可以让设计师学习到这一点,就像Mike Creeden对待CID项目那样,这种方式尤其是对新设计师而言非常有价值。我认为,如果把制造业解决问题的方式方法展示给设计师,让他们自己感觉到能够做出明智的选择有多么重要,那么这种方法就是有价值的。

MATTIES:电路板制造商拥有一个设计部门提供设计服务,这样是不是更合逻辑?

PFEIL:我不知道现在有多少家厂商采取了这种方式,确实是有一些公司是这样做的。

MATTIES:根据你们所说的,看起来在这样的环境中会研发出更好的产品。

HOLDEN:我在日本参观的时候发现了一个现象,日本的大部分电路板设计师都是有制造工作背景的电气工程师,他们在升职为设计师之前至少要有5年的制造领域工作经验。看到日本的这种模式,我认识到这是一种培养电路板设计师的绝佳方式。但基于某种原因,北美从来不会有这种模式。在汽车电子品制造商Gentex公司里,所有刚进入公司的大学毕业生都要在生产车间干满3年,这一点从未改变过。在积累了3年的产品制造经验后,他们可以选择去R&D部门、设计部门或是机器人技术部门等等。

MATTIES:但所有人的起点都是生产车间。

HOLDEN:他们和日本的模式一样,以学徒身份从工厂车间干起。这是因为雇主认为只有彻底了解现有产品及产品用户的设计师才能设计出好的产品,才能有助于生产出未来的产品。

Stay tuned for Part 2 of this conversation.

敬请期待本次采访的第2部分。

标签:
#人才与培训  #设计 

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