Engineer Spotlight: MacroFab Соучредитель Паркер Диллманн объясняет тенденции проектирования печатных плат
Изготовление печатных плат традиционно является довольно трудоемким процессом. Паркер Диллманн, ведущий EE и соучредитель MacroFab, стремится взять часть старой школы из процесса разработки и масштабирования продукта. AAC недавно поговорила с Parker, чтобы рассказать о старых проблемах и новых инновациях в дизайне и изготовлении печатных плат.
Дизайн печатной платы - сложный процесс. Это требует специальных знаний и предусмотрительности для разработки эффективной схемы, а также тщательного рассмотрения компоновки печатных плат и выбора компонентов. Как только дизайн будет завершен, большинству инженеров необходимо отправить его в производственный дом для производства и надеяться, что результирующие платы будут работать надлежащим образом. В уже длительном процессе схематическое представление и изготовление печатной платы были заметно медленными и иногда неуклюжими.
MacroFab был основан четыре года назад с идеей, что эти части процесса проектирования должны быть более быстрыми, доступными и интуитивными. Используя программные методы, MacroFab пытается изменить способ взаимодействия инженеров с изготовлением печатных плат, от прототипов до масштабирования.
Недавно AAC связался с Паркером Диллманом, соучредителем и руководителем EE MacroFab. Наряду с его работой над MacroFab, Паркер также управляет инженером Longhorn, местом для своих персональных проектов, который делится своими текущими приключениями и любовью к аппаратным средствам через учебные пособия и руководства.
Мы спросили Паркера о том, как его карьера привела его к производству печатных плат, какие отраслевые тенденции повлияли на дизайн печатных плат и какие ошибки он чаще всего видит в создании инженеров.
Паркер Диллманн, ведущий EE и соучредитель MacroFab
Все о схемах: способ, которым вы начали электронику, - это взломать консоли Nintendo и Atari, использовать инструмент дизайна FreePCB и создать мой первый набор Gerbers и отправить их на PCB fab.
Снимок экрана с одного из сообщений Паркера в «Инженер Longhorn»
AAC: Что привлекло вас к дизайну схем и монтажу платы, а не к другим областям электротехники?
PD: Дизайн контуров и компоновка печатных плат были одними из первых вещей, которые я сделал, прежде чем идти в школу для электротехники, так что это, вероятно, будет причиной. Я всегда хотел проектировать и строить новые продукты и схемы.
AAC: Это не совсем типичный путь карьеры для EE, чтобы начать компанию по производству печатных плат. Ваша работа вела к MacroFab всю свою жизнь, или это была возможность, которая неожиданно возникла?
PD: На самом деле еще до этого это было странно! Я учился в школе инженером по нефти и геосистемам. После моего первого класса рок-образований я понял, что это не для меня. В то время я уже создал свою первую пару печатных плат и начал заниматься программированием на микроконтроллерах, поэтому решил переключить майоры на электротехнику и компьютерную инженерию.
После колледжа я пошел работать на нефтяное месторождение в качестве инструментария и электронного техника, пока не нашел инженерную работу, работающую для динамического восприятия. Я разработал встроенное оборудование и прошивку там, пока один из основателей этой компании, Крис Черч, не решил запустить MacroFab, и я решил начать с ним MacroFab.
AAC: Каковы были некоторые основные проблемы, с которыми вы столкнулись в производстве электроники, прежде чем запускать MacroFab?
PD: В динамическом восприятии одна из самых больших проблем, которые мы наблюдали, заключалась в том, чтобы сделать электронную электронику с низким и средним объемом. Большинство изготовителей контрактов заставляли вас подписывать долгосрочные контракты и соглашаться на производство. Это не подходит для стартапов или небольших предприятий, которым необходимо быстро перебирать продукты для добавления функций.
Мы также хотели большей прозрачности в производственном процессе и лучшей разбивке процесса и ценообразования, которые позволили бы нам упростить наши проекты, чтобы они стали проще и дешевле в производстве. MacroFab родился для решения этих проблем.
Мы хотели большей прозрачности в производственном процессе и лучшей разбивке процесса и ценообразования, которые позволили бы нам настроить наши проекты, чтобы они были проще и дешевле в производстве.
Наш интерактивный интерфейс цитирования позволяет пользователям узнать, какие части стоят за сборку печатных плат. Платформа позволяет клиентам проверять статус своей сборки печатных плат, а наши уникальные инструменты позволяют недорогое производство с минимальным объемом производства, что полезно для стартапов и малого бизнеса. Мы также занимаемся производством большого объема для компаний, которые хотят выйти на рынок или хотят представить на рынок новый продукт.
Скремблер дизайна на платформе MacroFab
Это одна из лучших вещей в MacroFab - мы больше, чем опытный магазин, так как ваша компания растет, вам не нужно переключать производителей, чтобы увеличить ваш рост; вы можете оставаться с нами на всем пути к производству, поддерживая единую связь с одним CM.
AAC: Вы находитесь в уникальном положении, чтобы увидеть, как тенденции отрасли влияют на дизайн. Какие тенденции за последние несколько лет изменили ПХБ больше всего за последние несколько лет?
PD: Самая большая тенденция, которую я наблюдал, - это толкание производителей компонентов на технологии SMT-only (технология поверхностного монтажа), а в последнее время нажимают на BGA (шаровая сетка), QFN (четырехплоскостные пакеты без проводов) и DFN (двойные плоские пакеты без проводов). Вероятно, это связано с тем, что производители смартфонов являются крупнейшей частью рынка бытовой электроники.
Еще одна тенденция, которую я видел, - использование предварительно сертифицированных модулей FCC для подключения Wi-Fi и BlueTooth. Как правило, это устройства типа IoT. Однако нынешняя тенденция заключается в консолидации пассивных частей чипов, таких как конденсаторы поверхностного монтажа. Производители, кажется, уплотняют свою библиотеку пассивных частей, а также уменьшают размер пакетов одновременно.
AAC: В этой отрасли всегда появляются новые тенденции, такие как гибкие схемы и предстоящие полупроводниковые материалы, такие как SiC и GaN. Что будет следующей большой вещью, которая изменит способ проектирования печатных плат EE?
PD: Я думаю, что следующая важная задача - внедрение компонентов SiP (System-in-Package) и жестких гибких подложек для продуктов.
Пример SiP, OSD3358 от Octavo Systems. Изображение предоставлено MacroFab
Компоненты SiP значительно сократят время выхода на рынок, требуемое для продуктов, аналогично тому, как это сделали доработанные модули FCC. Поскольку цены снижаются для жестких гибких подложек, мы, вероятно, увидим, что они используются в большем количестве продуктов, что уменьшит использование внутренних жгутов и сборочных работ.
Компоненты SiP значительно сократят время выхода на рынок, требуемое для продуктов, аналогично тому, как это сделали доработанные модули FCC.
AAC: У вас есть советы для других инженеров, которые пытаются ускорить процесс изготовления своих собственных печатных плат?
PD: используйте как можно больше SMT-компонентов. Разъемы SMT могут быть выполнены, если разъем будет только взаимодействовать во время сборки продукта (например, при установке внутренней литиевой батареи во время сборки продукта). Сборка SMT намного быстрее и дешевле, трудоемкой. Оптимизация для сборки SMT - это способ номер один для оптимизации производства.
Кроме того, консолидируйте количество поставщиков, из которых вы получаете компоненты, и следите за временем выполнения деталей. Длительное время выполнения деталей может быть решено путем замены хорошей замены.
Инструмент спецификации MacroFab
Наконец, вы должны оптимизировать сборку после PCB, что является следующим шагом, который можно предпринять для ускорения производства. Это включает сборку и программирование вашего устройства. При проектировании печатной платы следует учитывать использование испытательных приборов и кабелей программирования, таких как tag-connect.
AAC: Большинство инженеров столкнулись с некоторыми проблемами при представлении проектов печатных плат. Каковы некоторые общие проблемы, которые вы видели?
PD: Есть два больших, о которых я могу думать. Первая проблема, с которой сталкиваются большинство инженеров-электриков, заключается в том, что след, сконструированный на печатной плате, является правильным для той части, которую указал инженер. Старый школьный способ распечатки вашей шкалы печатной платы 1: 1, а затем наложения на ваши части только до сих пор идет с сокращением деталей каждый год. Двойная проверка ваших следов всегда!
Вторая проблема - проблемы с поставками для спецификации материала. Наличие надежного выбора подстановок гарантирует, что ваш продукт будет построен без задержек. При поиске деталей всегда следите за ожидаемым сроком службы продукта, который вы разрабатываете, и убедитесь, что эти части будут расположены, по крайней мере, так долго.
При поиске деталей всегда следите за ожидаемым сроком службы продукта, который вы разрабатываете, и убедитесь, что эти части будут расположены, по крайней мере, так долго.
AAC: Вы работаете над чем-то особенно интересным, что вы хотели бы поделиться с нашими читателями?
PD: Да, помимо проектов в моем личном блоге, я совместно принимаю подкаст под названием MacroFab Engineering Podcast вместе со Стивеном Крайгом. «MEP» - это еженедельный подкаст, ориентированный на электронику, который входит в проекты, над которыми мы работаем, как индивидуально, так и совместно, и мы освещаем новости отрасли EE. Это несерьезный взгляд на жизнь двух инженеров-электриков.
Поскольку MacroFab продолжает расти, мы также стремимся улучшить наши текущие предложения для наших клиентов и увеличить количество доступных им инструментов в нашем онлайн-интерфейсе. Мы хотим предоставить нашим клиентам одно место для управления каждым аспектом продукции своего продукта. Это включает в себя проверку и квалификацию продуктов в интерактивном интерактивном интерфейсе. Мы также следим за тем, чтобы всегда была доступная емкость, когда это необходимо, независимо от количества.
Спасибо, Паркер, за ваше время и понимание!
Если вы хотите услышать больше от Parker, посмотрите MacroFab Engineering Podcast, где он и его коллега из EE Stephen Kraig соберут интервью у людей в отрасли о своих проектах, проблемах проектирования, тенденциях в отрасли и обо всем, что происходит между ними.