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PCB设计师和工程师面临的应战:采购新方式

2023-3-29 22:30| 发布者: 夏梦飞雨| 查看: 116| 评论: 0

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简介:详情请登录www.cpcashow.com过去几年,行业发作了许多变更,其中最明显的莫过于元器件采购。采购已成为当今PCB设计师和设计工程师面临的最大应战之一。从单一供给渠道采购元器件的时期已一去不返,利益相关方和分销 ...

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过去几年,行业发作了许多变更,其中最明显的莫过于元器件采购。采购已成为当今PCB设计师和设计工程师面临的最大应战之一。从单一供给渠道采购元器件的时期已一去不返,利益相关方和分销商之间的沟通至关重要。


近日,I-Connect007编辑团队采访了专栏作家Kelly Dack。Kelly Dack是一家组装企业的PCB设计团队担任人,也是EPTAC设计讲师。在他的分享中,我们了解到PCB设计师能够运用规划战略来应对意外状况,好比初始元器件为 “很难取得的元素”,则可交流为更大的、供给稳定的元件,或者预留额外的板面积。


在采访中,Kelly讨论了及时采购理念,他以为工业工程师应该“恰当调整PCB尺寸”,以及采购工作还必须重点关注招聘及构建PCB设计师队伍。


Andy Shaughnessy:Kelly,你曾经参与处置DFA(Design For Assembly)问题多年了。能够谈谈采购范畴存在的应战吗?

PCB设计师和工程师面临的应战:采购新方式


Kelly Dack:有的客户已有产品理念,完成了初步研讨和开发,希望将产品投入消费。此时,我们评价产品,以肯定其满足组装消费线的可行性。起初一切都停顿顺利,直到呈现问题——紊乱、虚无缥缈的供给链招致无法采购到某些元器件,致使于整个项目减速或中止。假如仅是进度迟缓,我们能够修正设计,以便找到替代元器件来完成相同的功用。


Happy Holden:往常我们讨论的不是工艺才干,而是元件可获取性,但依旧属于可制造性设计范畴。


Dack:Happy,元件可获取性依旧属于制造环节,可制造性设计在其中发挥了作用。当发作元件忽然采购不到的状况时,就需求修正设计,用其他元件中止替代,这时可能在外形装配和功用上与初始元件不完整相同,但产品依旧能够运转。假如替代元件能够胜利地融入设计,会产生什么样的多米诺骨牌效应?


Holden:我们必须在设计上做出改动,以便提早了解信息,而不是简单的重新设计?


Dack:我们发现每家公司都在运用较小的元件,而较大的元件被剩余出来。因而,很可能一切的小元件已被销售一空,假如想找到具有等效功用的元件,必须愿意采购尺寸更大的元件。但如何将更大的元件放入PCB规划?


Shaughnessy:存在多米诺骨牌效应?


Dack:对。退一步来看。在20世纪90年代产品不时减少的时期,当我们在研讨尽可能减小电路板尺寸时,我创建了“适用组装密度”术语。其理念是肯定适合的组装密度,一旦抵达了这个密度,为了未来的设计或制造目的,只增加一点尺寸会呈现什么问题?为什么我们不时设计以抵达最小的密度?


Shaughnessy:你是说增加更多的PCB面积吗?


Dack:组装密度与给定PCB的面积、元器件,以及元器件所触及的一切几何外形有关。


Barry Matties:PCB受限于产品外壳,存在限制。你们如何顺应?


Dack:与工业工程师一同,在项目的前端就开端思索实践组装密度。产品尺寸有最佳点,其曾经是“减少它,让它尽可能小。产品越小,销量就越大”。


但当它变得违背人体工程学时,状况就相反了。例如,智能手表的尺寸开端增加,并运用了更多更大的OLED屏幕,这给了可制造性更多的设计空间。


Matties:工业设计师往常能否愈加认识到这一点,并将其思索在内,由于他们了解元器件供给短缺?


Dack:我不肯定。我以为他们尚未认识这一点。当机械工程部门将PCB外形尺寸转发给电气工程部门,并对给定的板面积中止可行性研讨时,会发现PCB设计过于密集。我们通常会发现所选择的元件无法装置在PCB上,因而必须再次重复DFM研讨。


Shaughnessy:有公司在设计过程中就采购了一切的元器件吗?我听说OEM责备特斯拉和英伟达囤积电容器,但做好准备不是很明智吗?


Dack:你这么说很有趣。我刚和我们的一位元器件工程师沟经过,他看到很多元件都被采购了。我问他“囤积”这个词能否适合,他说假如能找到元件,也会快速下单。


Matties:是的。我估量会有一些公司中止贮藏。


Dack:这是真正的动态问题。指定采购不到的元件将是“自杀性项目”。但更多问题在于,在概念可行性阶段的几个月前,客户曾经用采购到的适用于样品的元件数量中止了样品消费;但当进入批量消费时,采购不到可完成批量消费的元件数量了。


Matties:Kelly,你以为什么时分这个问题能够开端处置?我们说的是未来一年、两年还是更长时间?


Dack:我所看到的数据显现,2023年看起来依旧十分糟糕。港口依旧梗塞。但是,即便僵局得到缓解,元件可大量供给,对许多项目来说也为时已晚。这些项目要么已被取消,要么其他技术将取代首选技术。我最近听到一个故事:人们终于收到了之前采购的元件,然后发现不再需求这些元件了。亚马逊通知他们:“希望你们保存元件,不要把它们发回给我们。”


Shaughnessy:对。亚马逊以至会退钱,但却不想要退回的元件。


Matties:这正在成为一种普遍做法。但这种元件仍会有很好的市场。


Dack:重点是提早了解信息,与采购渠道联络,意义严重。我们的元器件工程师和采购人员肯定是紧密联络在一同的,但所要用的某些元件仍采购不到,项目只能因而中止。


Matties:通货收缩的状况怎样样?目前元件的定价动态是什么走向?


Dack:运输成本曾经涨到了天价,但过时或采购不到会使元件变得一文不值。供给市场整体状况紊乱。


Matties:所以,除了努力工作和大量采购,没有真正的处置计划。


Dack:我经常运用“很难取得”一词,试图从虚无中发明出一些东西。我知道人们都在努力工作,但“巧妇难为无米之炊”,这个行业某些问题没有答案。


Shaughnessy:当您与客户协作时,发作了什么变更?对您和客户来说一定很令人沮丧。


Dack:假如客户能重新设计并发送技术规范,那么我们将提供内部文档并管理产品的制造,可无缝衔接。但是,行业也遇到了人员的“供给链”问题。我们也不能幸免,团队缺乏中高级设计师。谈到“很难取得”,其中包含缺乏阅历丰厚的PCB设计工程师。我们将雇佣具有潜力和愿望、但阅历缺乏的候选人,然后培训和教授他们学习需求了解的信息。


Shaughnessy:你们在哪里找到具有潜力的设计师?

PCB设计师和工程师面临的应战:采购新方式


Dack:我们往常运用的术语是“PCB设计工程师”;这就是我们想要的人。我们将选择具有技术资质的候选人或电气工程师,希望他们更多天文解印制电路设计,以此转变为PCB设计工程师。


Holden:部分缘由是由于有很多老一代设计师正在分开行业吗?


Dack:当然。Happy,我们谈论过老一代设计师分开行业可能引发的海啸。我第一次听到这个词是几年前,事实的确如此,我们正在失去阅历丰厚的设计师。如何替代他们?学校正在大量培育工程人员,他们很快就学会了印制电路设计软件和工具,但他们在夹缝中求生。很明显,他们没有接受DFM或DFX规则的培训。我们必须继续对他们中止再教育。


Holden:许多专家都了解他们能够提升到不触及PCB规划的高薪工作。但也有其他工作,好比你的工作,触及管理和指导PCB设计工程团队。


Dack:每个人都知道,具有印制电路设计中级阅历的人能挣到6位数的薪水并不稀有。


Matties:你在给搜索团队增加更多的资源吗?


Dack:我不擅长比方,但这就像在开采“很难取得”,更多的采矿工会辅佐找到不存在的东西吗?听起来很消极,但很形象。但是,我们与经过I-Connect007找到的动态搜索团队有着良好的联络。顺便说一下,感激在贵公司出版物中引见他们的效劳。


Matties:行业必须积极寻觅新的设计师和电子元器件,对吗?


Dack:当然。假如有客户和股东参与会议,而你在会议上举手说“我无能为力”不是好事。我以为必须表明你正在努力采取措施处置问题,这是应具备的良好职业道德。


Shaughnessy:Kelly,我们最近讨论了采购战略,以及一些设计师如何为每个元器件提供2~3种不同的采购渠道。有人会觉得这种做法往常曾经不重要了,你以为从往常开端这会成为规范措施吗?


Dack:是的,多种采购渠道是一种很好的措施。通常,采购元件时,请求不能只需单一采购渠道;假如的确只需单一采购渠道,则需求多位上级主管签名批准(此措施通常会避免)。


Holden:我们没有失去任何晶圆制造厂,也没有元器件制造商倒闭。据我所知,我们具有与疫情前相同的元器件产能。为什么会呈现短缺?汽车制造商面临元器件短缺,是由于他们取消了订单,然后其他范畴的应用取代了原有需求,最终求大于供。


Dack:对。假如触及的元件很难采购,即便经过很棒的元器件搜索引擎,也不能保障能够满足请求。


Holden:往常,另一个问题是,不能在库元件上设置接触、测试和返工禁布区,这样当放置该元件时,就有空间中止返工或对其中止印制电路测试?


Dack:当然,但让我提供一些背景信息。例如,采购不到简单的片式电容器或二极管。二极管或片式元器件封装可能是0402,因而库元件创建为0402,具有相应的恰当间距和外框。但问题是,一切人都采购同一种元件,这种元件销售一空,而独一的选择是采购更大尺寸的元件,好比具备相同功用的1206封装元件。


只是以前容纳0402的那部分空间缺乏以放下1206,如何将更大的部分空间兼并到分配的区域中?这就是实践组装密度需求思索的要素。假如为该元件分配了空间,并为其增加了一点空间,则可能会减少多米诺骨牌效应。


Holden:我想更多天文解适用组装密度。


Dack:设计师通常打电话给供给商或采购渠道,以决议能把产品设计得多小。出于某种缘由,我们不想糜费任何物料。


思索了一切尺寸,这样就不会糜费物料,但当把物料减少到最低限度时,会给大多数利益相关方带来问题。固然它可能满足工业设计利益相关方的请求,合适元器件封装请求,并且满足了一切前端参数,但必须处置返工、维修和重新设计的人员可能会遭到影响。因而,不能低估包含“增加一点空间”的优势;增加一点额外的空间是有辅佐的。


Holden:在开端之前,会思索实践组装密度,插入元件,然后你说,“哦,我有个问题,由于它的尺寸比可用面积大”,于是当设计完成后还必须从头开端返工。预测工程就能够使我们免于堕入瓶颈。


Dack:恰当的调整尺寸,听起来不错,但这样的工作,需求得到一切利益相关方的支持。每个利益相关方的目的条件是什么?使产品设计尺寸恰当的折衷方式是什么?我们在IPC CID项目中教授学员,在项目开端时,应为一切项目利益相关方提供关键的参与机遇,以便“三思然后行”。


Matties:这是必须求做的。你不想仅仅由于你能够,就把产品设计为最小,特别是在目前供给慌张的状况下。


阅读原文查看,文章发表于《PCB007中国线上杂志》22年10月号,更多精彩原创内容,欢送关注“PCB007中文线上杂志”公众号。

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