PCB CAD. Che cosa vuol dire essere veri professionisti
Oggi i grandi software PCB CAD (come Cadence OrCAD) danno la possibilità ai progettisti elettronici di lavorare per creare soluzioni vantaggiose per tutti. In questo articolo, che trae spunto dalle acute considerazioni di Jhon Burkhert Jr., scoprirete che cosa significa, oggi, essere dei veri professionisti PCB CAD. Come controllare e verificare i progetti.
Come lavorare bene in team. Come essere professionisti, in tutto e per tutto, nel mondo ECAD.
Il PCB CAD regna sovrano
“Anche se le schede che realizzate ora o in un prossimo futuro sono semplici, preparatevi a seguire una tabella di marcia più complessa”. Jhon Burkhert Jr.
Il software di layout della scheda è disponibile in diverse fasce di prezzo e offre funzionalità diverse quando si apre il portafoglio/borsa. L’essenza stessa della scheda, però, rimane uguale. Una traccia è una traccia e un componente è un componente: i due elementi si collegano in base alla logica estratta dallo schema.
A questo punto, una domanda sorge spontanea: “Perché le aziende pagano così tanto le tre grandi soluzioni ECAD quando ci sono risposte preconfezionate o scaricabili che costano solo una frazione?”
Il tutto si riduce al controllo e alla verifica del progetto PCB CAD.
Facciamo un esempio. Il software di fascia alta ci aiuta a definire in modo interattivo la lunghezza della linea. Questo significa che la lunghezza di una connessione può essere utilizzata per guidare gli altri.
Per esempio, prendete un bus di Double Data Rate Dynamic Random Access Memory (memoria DDR). La traccia positiva del clock deve corrispondere in lunghezza alla traccia negativa corrispondente. Si spengono e si accendono.
Lo fanno per comunicare al resto del byte (otto bit) che è tempo di trasmettere il loro stato attuale. Il chip di memoria riceve gli impulsi della coppia differenziale del clock P e N (positivo e negativo), e il dispositivo confronta le due onde per ottenere una lettura binaria 1 o 0.
L’impulso è necessario anche quando la tensione differenziale effettiva è vicina alla soglia tra una logica o nessuna. Questo è vero soprattutto con DDR a bassa potenza (LPDDR). Nell’LPDDR facciamo questa distinzione quando il segnale oscilla verso l’alto o verso il basso di circa un volt.
Quindi queste due tracce, la coppia P e N per il clock, hanno una tolleranza molto stretta, di una frazione di millimetro tra loro. Dopo aver stabilito l’accoppiamento con la differenza minima assoluta, è in gioco il resto della corsia dei byte (byte lane).
Qui lo skew o il disallineamento del timing si apre un po’ di più o un po’ di meno a seconda della velocità della memoria stessa. Un’osservazione generale è che la memoria con un minor numero di righe richiede un controllo più rigoroso e la memoria con più righe richiede un minore controllo.
La tipica corsia dei dati (data lane) desidera essere abbinata, a seconda della lunghezza, alla coppia dell’orologio entro parecchi millimetri. Spesso, un bit nella corsia è fisicamente più lungo del clock e si deve estendere la coppia di clock per corrispondere alla traccia più lunga, meno la tolleranza.
Possono anche esserci più bit che presentano questa caratteristica. Poi, naturalmente, le tracce più brevi necessitano di più serpentine. Questa è una delle molte caratteristiche che paghiamo, mano a mano che “sbrogliamo”.
Sollievo di gruppo
Per quanto riguarda la progettazione PCB CAD, gli esperti in materia possono affrontare ogni area di una PCB lavorando in team. I regni analogici e digitali possono essere sezionati e risolti attraverso diversi desk o anche fusi orari.
Un progettista è responsabile del progetto globale e, se necessario, lo suddivide in altrettante sottosezioni. Personalmente, mi è capitato di suddividerlo al massimo in tre parti simultanee.
Detto questo, può verificarsi la situazione di avere più progettisti che si passano la scheda da una parte all’altra del mondo impegnandosi quotidianamente. L’uso più efficiente del software per catturare l’intento di progettazione ci impone di raggiungere il livello superiore dei posti CAD se lo confrontiamo con la semplice realizzazione del progetto da parte di un esperto.
Se tutto quello che sapete riguarda gli strumenti gratuiti, ciò sarà per voi una barriera all’ingresso.
Se potete imparare uno strumento professionale (a spese di qualcun altro) questa è la mossa da fare sul fronte del software PCB CAD. Anche se le schede che realizzate ora o in un prossimo futuro sono semplici, preparatevi a seguire una tabella di marcia più complessa.
Mano a mano che si avanza nella linea di produzione, si moltiplica la possibilità di fallimento. Per questa ragione, imparare lo strumento migliore per il lavoro potrebbe farvi ottenere un colloquio. Siete ad 1/3 della strada.
Sapere come sono realizzati e assemblati i circuiti stampati è un altro vantaggio. La flow chart di produzione occupa un’intera pagina con la pianificazione, l’incisione, la foratura, la laminazione, la finitura, la marcatura, e l’imballaggio, avendo ciascuna fase una sotto-fase e condizioni che devono essere rispettate.
E ora passiamo ad un’altra domanda. È meglio iniziare con rame spesso oppure sottile seguito da placcatura?
Dipende dalla larghezza e dallo spacing delle piste. Dipende se si utilizzano micro-via o through-hole e da quanto rame si vuole nel cilindro del via. Sono in gioco un centinaio di variabili interdipendenti su una PCB. Ecco perché gli impianti di produzione sono ansiosi di citare opere d’arte reali piuttosto che un concetto.
Meno passaggi costano meno denaro, in particolare se i passaggi includono cicli di laminazione extra. L’Organic Surface Protector (OSP) (Sostanza Protettiva Organica di Superficie) ha un costo più basso, però ha una durata limitata.
Per quanto riguarda i costi e la resistenza all’ossidazione, le leghe di argento/stagno si trovano a metà strada. Ciò che è meglio per voi dipende sempre dal resto del processo, compreso il caso di utilizzo finale.
Il processo principale è l’assemblaggio!
Potreste aver risparmiato un sacco di soldi o di tempo avendo dato l’OK alla ditta per utilizzare il materiale con la temperatura di transizione vetrosa inferiore. C’è però una ragione per cui il materiale a basso Tg è economico e disponibile: molto probabilmente non durerà abbastanza per sopportare il montaggio senza piombo.
Conviene pagare di più per avere il materiale migliore, quando questo comporta un assemblaggio facile.
• Pagate per avere materiale a norma con la direttiva RoHS, senza alogeni, a 170°C o migliore per il Tg e con una buona tangente di perdita dielettrica.
• Specificate la finitura appropriata e altri dettagli che favoriscono l’assemblaggio ad alto rendimento rispetto alla produzione a basso costo.
Mano a mano che si avanza nella linea di produzione, si moltiplica la sanzione per il fallimento. Quindi, avete bisogno di buone capacità tecniche per notare i particolari importanti e prendere la strada che vi porta a guadagnare.
Abbiamo toccato brevemente due aspetti: il software e la conoscenza del settore. Che cosa possiamo aggiungere?
Due abilità che occorre sviluppare
Ci sono altre due cose fondamentali per il vostro successo nel campo della progettazione PCB CAD:
• comunicare le vostre idee
• vendere la vostra visione
Se vi trovaste nella situazione di dare il via libera alla produzione per una scheda più sottile/più spessa senza coinvolgere la squadra meccanica, sareste inevitabilmente destinati al fallimento. Il team di progettazione fisica, spesso, non conosce la tolleranza di spessore del 10% e potrebbe definire il materiale in modo eccessivo, come fosse una lastra di metallo.
Ho visto accadere questo decine di volte. Non è mai “colpa loro”. Dovete essere voi i “portatori di cattive notizie” prima che errori consistenti possano materializzarsi.
Un altro consiglio utile è questo: lavorate con i fornitori. Le telefonate, le e-mail, le visite degli impianti, le fiere di settore e qualsiasi altro luogo pertinente sono utili per poter conoscere il loro percorso tecnologico e questo – sul lungo periodo – avvantaggerà voi e il vostro datore di lavoro.
Ciò si applica al bibliotecario inesperto e a chi scrive questo articolo. Navigo nei siti web dei venditori, anche di quelli che non mi riguardano in prima persona. Lo faccio per rimanere aggiornato su ciò che può essere fatto dalla maggior parte dei players.
Per far sì che il vostro progetto possa concludersi in modo positive, è necessario “digerire” i data sheet, le regole di spacing e tutte quelle cose che all’apparenza possono sembrare superflue. Ma che, in realtà, sono fondamentali affinché il vostro progetto si concluda in modo positivo.
La differenza tra “utilizzatori” e professionisti
La maggior parte delle persone può imparare l’utilizzo del software PCB CAD abbastanza bene per collegare i punti. Un professionista insegnerà come collegare i punti tra di loro.
La maggior parte della gente può “scavare” per trovare la risposta ad una domanda tecnica. Un professionista andrà oltre, perché integrerà la risposta per tutti coloro che lo seguiranno. La maggior parte delle persone possono lavorare con gli altri per fini reciprocamente vantaggiosi.
Un professionista farà sentire tutti come fossero una parte fondamentale del processo.
Siete professionisti, oppure “utilizzatori occasionali”?
A voi la scelta.
Leggi QUI l’articolo originale.