產業協會著手解決PCB工程問題

作者 : Rich Quinnell,EDN

隨著電子電路變得越來越快且越來越密集,PCB已經不僅僅是它們的便捷載體。當今的設計需要將PCB視為被動元件,與任何電容、電阻或電感一樣,對電路的成功運作同樣重要。為了透過提高PCB設計任務來解決此問題,新的產業協會應運而生…

隨著電子電路變得越來越快且越來越密集,PCB已經不僅僅是它們的便捷載體。當今的設計需要將PCB視為被動元件,與任何電容、電阻或電感一樣,對電路的成功運作同樣重要。為了透過提高PCB設計任務來解決此問題,新的產業協會應運而生。

很難想像沒有PCB的電子產品,但是它們後來才成為半導體電子產業的一個重要分支。在無線電和電腦發展最初的幾十年中,主動裝置(電子管)被插入安裝在機箱上的載體中,透過載體硬接線連接在一起,並連接到被動元件。最終的機箱通常由金屬製成,可以用作方便的接地連接,但也可以由其他材料製成。例如,一種常見的原型製作技術,將載體安裝在那個年代廚房中常見的方便木板上,並用釘子釘住作為連接點——這是「麵包板」(breadboard)一詞的起源。

但是使用易於批量生產互連方案的誘惑促使對電路板概念的探索,因此早在1903年就已出現專利。然而,製造方面的限制使它們無法再使用40年,不過,到了1948年時,PCB對電子產業已變得夠重要,以至於美國國家標準局(US National Bureau of Standards,現為NIST)採取了措施來支持這種做法。因此,在十年內,一個產業組織——Institute for Printed Circuits(現為IPC International)成立,開始培訓設計師並制定PCB設計和製造的產業標準。

(圖片來源:PCEA)

演變而來的是一種將電路設計與電路板設計分離的實現。電子設計師將其原理圖和機械規格交給了電路板設計師,電路板設計師依照可製造性和性能的產業標準和最佳實踐對電路板進行了佈局,他們變成彼此協調,但大多是獨立任務的狀態。

此後,時脈速度的提高和產業經濟狀況使這種做法變得很困難。更高的時脈速度需要電路板設計師不斷提高其工程技術水準,產業經濟的發展也迫使電路設計師得設計他們自己的電路板。已有許多EDA工具出現來協助減輕工作量,但需求不斷增加,使得電路和PCB設計人員必須了解這兩個學科及其相互作用。

對理解兩個學科的需求不斷增加,促使產業建立了一個專門致力於PCB工程的新產業組織,即Printed Circuit Engineering Association (PCEA)。PCEA明確的使命是「透過鼓勵和促進訊息交流,以及透過交流、研討會和講習課程整合新的設計概念,以促進印刷電路工程專業化發展」。為了實現該目標,PCEA的活動不僅針對PCB設計專業,而且還包含所有涉及的工程學科。

自從今年年初創立以來,PCEA已有長足的發展。它已在北美成立了9個地區分會,並且至少還有六項工作在進行中。PCEA可免費加入,且它的活動是透過如EMA Design Automation等公司的會員自願捐款和企業贊助、Printed Circuit Design and Fab等出版物,以及PCB West等商業展會來支付。

該組織為工程界提供的服務包括其網站上的連結,這些連結可獲取免費的設計資源,例如PCB設計工具、專用計算器和技術協助。PCEA網站還提供免費材料,例如技術論文、書籍和演講的簡報,未來的計劃包括建立線上課程。

判斷該協會是否成功還為時過早,但它的成立清楚地說明了一件事:PCB設計需要從熟練的技術發展到全面的工程學科,以滿足不斷增長的電路板技術要求;此外,PCB專業人員需要成為電子系統設計組成的一部分。以示意圖/原理圖「不請自來」接續互通,期望能收到工作委員會回覆的日子已經過去。電路板正成為現代設計的重要組成部分,應採用同樣的謹慎工程方法。

(參考原文:Industry association tackles engineering of PCBs,by Rich Quinnell,EDN Taiwan Anthea Chuang編譯)

 

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