Wer ist am effektivsten beim Vertrieb von Leiterplatten?

    Erinnern wir uns an die Verteilung der Aufgaben von Spezialisten in der Elektronikindustrie vor etwa 40 Jahren. Der Prozess wurde in zwei Hauptschritte unterteilt, von denen die erste die Entwicklung von schematischen Diagrammen war, und die Schaltungsingenieure waren daran beteiligt (und sind noch immer beschäftigt). Seitdem hat sich viel verändert, aber das Wesentliche bleibt gleich.

    Zu dieser Zeit bestanden Schaltpläne aus diskreten Komponenten - Widerständen, Kondensatoren, Dioden, Transistoren usw. Elektronikingenieure, die solche Schaltkreise konstruierten, mussten jedoch die physikalischen Abmessungen der Komponenten nicht berücksichtigen: Sie waren nur an technischen Eigenschaften interessiert.

    In Universitäten wurde den zukünftigen Ingenieuren dieser Spezialität Schaltungsdesign vermittelt. Im Laufe des Praktikums modellierten sie ihre Geräte auf Steckbrettern, und die Verkabelung von Leiterplatten musste nur von wenigen durchgeführt werden - denjenigen, die dies für ihre Abschlussarbeiten benötigten.

    Die zweite Stufe des Entwicklungsprozesses von elektronischen Geräten ist die Implementierung von Schaltungen auf Leiterplatten. Wie bereits erwähnt, konnte die Schaltung dies nicht tun, und die Designer der Platinen waren mit dem Gehäuse verbunden. Die Arbeit wurde hauptsächlich von Hand ausgeführt und die Platten selbst wurden durch Ätzen hergestellt.

    In den 70er Jahren gewann die Verwendung von integrierten Schaltungen (ICs) an Bedeutung. Plus war die Miniaturisierung der Geräte, gleichzeitig gab es jedoch ein Problem mit der Spur, da die Dichte der Spuren auf der Platine zunahm.

    Als Ende der 80er Jahre überall IP verwendet wurde, erwies sich das Ätzverfahren als ineffizient, so dass sich die Industrie für mehrschichtige Leiterplatten entschied. Dementsprechend mussten sowohl die Schaltungsingenieure als auch die Konstrukteure der Platinen die Entwicklung von CAD-Systemen für die Elektronik in Angriff nehmen - sonst würde sich die Industrie nicht lange von den nachfolgenden Wirtschaftskrisen erholen.

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    Nun wenden wir uns den Ergebnissen der jüngsten Umfragen zu. Mehr als 75 Prozent der Leiterplattendesigner haben das 45. Lebensjahr bereits überschritten. Die Hälfte von ihnen plant, in den nächsten 10 Jahren in den Ruhestand zu gehen. Was bedeutet das für die Branche?

    1. Die Designer der Vorstände hatten drei Wirtschaftskrisen und sind nicht geneigt, ihre Erfahrungen mit jungen Menschen zu teilen. Andernfalls können sie aufgrund von Personalabbau vorzeitig abgewiesen werden, als sie dachten.
    2. Universitäten und Industrie können keine gemeinsame Sprache finden, und Elektronikstudenten wird immer noch nicht die Arbeit mit Leiterplatten beigebracht.
    3. Es gibt kein wirksames Umschulungsprogramm für die Spezialität "Designer von Leiterplatten".
    4. In naher Zukunft wird die Industrie Leiterplatten nicht aufgeben - sie haben noch keine Alternative.
    5. Das Konzept des mechatronischen Designs wird immer beliebter. Diejenigen, die sich dafür entscheiden, müssen die fortschrittlichen Methoden für das Design und die Herstellung von Platinen verstehen.

    In der Elektronikindustrie ist tatsächlich ein Vakuum entstanden. Schaltungsingenieure planen nicht, Platinen zu entwerfen - sie interessieren sich mehr für die Entwicklung von Schaltplänen und für das Schreiben von Firmware.

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    In der Realität sind Boards aber auch Hardware-Designer ein Problem. Hier werden die elektrischen und mechanischen Komponenten geschlossen und Mechatronik genannt.

    Die Entwicklung von Schaltplänen mit Leistungs-, Analog- und Digitalkomponenten liegt noch immer in der Zuständigkeit der Schaltungsingenieure, aber wir werden nicht ausschließen, dass die Universitäten in Zukunft mit der Vorbereitung von Spezialisten für Mechatronik beginnen.

    Designer von elektronischen Geräten können den Staffelstab von Leiterplatten-Designern übernehmen, und hier sind die Gründe:

    Bibliotheken.Bei der Gestaltung von Platten ist einer der Hauptfaktoren die Berücksichtigung der Kontur des Elements. Es ist auch notwendig, den Ort der Befunde zu berücksichtigen, um die Schienen richtig zu trennen und alle erforderlichen Toleranzen zu berücksichtigen.

    Solche Nuancen sind dem Schaltungstechniker unbekannt, und die Konstrukteure elektronischer Produkte kennen sie sehr gut. Darüber hinaus sollten wir die Höhe jedes einzelnen Elements nicht vergessen, was für die korrekte Platzierung auf der Platine wichtig ist.

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    Form der Zahlung Die Marketing-Services werden immer aktiver in den Montageprozess von Boards eingebunden - schließlich haben sie die entscheidende Stimme bei der Bestimmung der Form von Produkten, und die Designer müssen dies berücksichtigen.

    In der Vergangenheit waren Industrie und Verbraucher mit rechteckigen Leiterplatten, die die Form der Produktgehäuse widerspiegelten, völlig zufrieden. Genauer gesagt, wurden die Abmessungen der Gehäuse an die darin platzierten Bretter angepasst. Mit der Entwicklung von Entwurfssystemen sind die Beschränkungen jedoch verschwunden und die Formen können beliebig sein. Im Gegenteil, die Boards sind so konzipiert, dass sie in das von den Designern entworfene Gehäuse passen.

    Platzierung von ArtikelnHier gewinnt die Design- und Marketingkomponente immer mehr an Gewicht. Die Platine wird zusammen mit den Komponenten vom Design zum Schaltkreisdesignsystem und umgekehrt übertragen, um eine maximale Ergonomie des Produkts zu erreichen. Es sollte für den Benutzer bequem sein, die Tasten zu drücken, die Schalterpositionen einzustellen, die Kabel anzuschließen und die Anzeigen und LEDs zu beobachten. Auch hier können wir über Mechatronik sprechen, da in Echtzeit parallel elektronische und mechanische Teile entwickelt werden. Dies ermöglicht die korrekte Platzierung der Platine und der darauf befindlichen Komponenten, so dass keine Konflikte zwischen ihnen und dem Produktkörper auftreten.

    Überwachung der Einhaltung der Regeln.Die Regeln bestimmen insbesondere die Lücken zwischen den Spuren, die Abstände zwischen den Elementen, die Breite der Spuren, die Durchmesser der Löcher und die Abmessungen der Kontaktpads. Einige dieser Parameter spiegeln die elektrischen Anforderungen wider (hauptsächlich bei Leistungs- und Hochfrequenzgeräten); andere gehen von der Herstellbarkeit aus. Der Konstrukteur muss die Theorie der Toleranzen kennen und in der Lage sein, sie in die Praxis umzusetzen.

    LayoutEine der gravierendsten Aufgaben beim Design von Leiterplatten ist das Track-Routing, für das Ingenieure Erfahrung und Qualifikationen benötigen. Beim Lehren dieses Prozesses wird häufig die Methode des Ausprobieren ausprobiert. Es ist daher schwer zu sagen, welchen Ingenieuren dies gelingt. CAD-Entwickler verstehen das Problem und versuchen, so viele Funktionen wie möglich in ihre Systeme aufzunehmen, die den Prozess automatisieren. Benutzer solcher CAD-Systeme müssen jedoch über ausreichende Erfahrung verfügen, um effektiv arbeiten zu können.

    WärmeableitungDie Probleme der Wärmeabfuhr sind jedem bekannt, insbesondere dem Entwickler von Geräten für schwierige klimatische Bedingungen, Leistung und Hochfrequenzgeräte. Hersteller von elektronischen und mechanischen CAD-Systemen haben darauf reagiert, indem sie ihren Systemen Analysefunktionen hinzugefügt haben. Die Nutzer selbst sollten sich jedoch der Prozesse der Wärmeübertragung bewusst sein, und die Hochschulen sollten sich darum kümmern, die Ingenieure der jeweiligen Disziplinen zu unterrichten.

    Schlussfolgerungen

    Wir haben versucht zu zeigen, dass das Design von Leiterplatten auch die Verantwortung der Entwickler von elektronischen Geräten umfasst. Es gibt Ausnahmen, und für die Entwicklung von Leiterplatten mit hoher Komplexität sind Schaltungsingenieure involviert, aber im allgemeinen Fall ist die Aufgabe für Konstrukteure mit Grundkenntnissen im Umgang mit CAD-Elektronik durchaus zugänglich.
    Außerdem wird deutlich, dass Leiterplatten Mechatronik sind und bei der Entwicklung elektrischer und mechanischer Komponenten entwickelt werden müssen. In Zukunft warten wir auf revolutionäre Technologien wie 3D-Druck, leitfähige Pasten und eingebettete Komponenten. Dies bedeutet, dass sich die Produktionsweise und die Anforderungen an die Qualifikation von Ingenieuren ändern werden. Und Schaltungen und Designer müssen aktiv in den Prozess der Gestaltung von Boards und des Layouts von Produkten einbezogen werden.

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