Was ist PCB-Datenmanagement?

November 12, 2019 John Watson

Datenmanagement bezeichnet einfach gesagt die Verwaltung von Daten. Nach einer umfassenden Definition ist PCB-Datenmanagement die Gewinnung, Speicherung, Verifizierung, Verbreitung und Pflege der Daten, die für Design, Fertigung und Bestückung einer gedruckten Leiterkarten verwendet werden.  

Gewinnung

Gliedern wir diese Definition nach ihren Unterpunkten auf. Bevor wir über Datenmanagement sprechen, sollten wir uns anschauen, welche Information wir überhaupt wie und wo gewinnen wollen. Nachdem Sie schon eine Zeitlang in der PCB-Branche tätig waren, erkennen Sie, dass ein großer Teil des PCB-Designs ein gleichartig ablaufender Prozess ist.    Als Ausgangsdaten der meisten PCB-Designs werden die gleichen oder sehr ähnliche Informationen genutzt, die häufig aus allgemeinen Quellen stammen. Genauso wächst aus einer Eichel, in fruchtbarem Boden gepflanzt, ein mächtiger Baum heran. Die Ausgangsdaten sind für den Erfolg des Gesamtprojekts entscheidend. Sind die Ausgangsdaten eines PCB-Projekts nicht frei von Fehlern, wird auch Ihr Design wahrscheinlich nicht davor gefeit sein. Das Wichtigste ist, dass Sie an dieser Stelle Ihren Fokus verstärkt auf die Qualität und nicht zu sehr auf die Quantität der Information richten.

Datenblätter

Bauteildatenblätter sind die wichtigsten Dokumente. Diese müssen vor ihrer geplanten Nutzung beschafft und verifiziert werden.  Sie sind die die heranzuziehenden Dokumente für den Projektfortschritt und deshalb sind sie kritische Unterlagen, die zwingend korrekt sein müssen. Ich habe zu viele Fälle erlebt, wo ein ganzes Design entwickelt wurde, in der Annahme ein Datenblatt sei korrekt. Bloß später entstanden aufgrund dessen Probleme, weil es nicht verifiziert war.  Die Ergebnisse waren verheerend. „Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser“ sollte der Leitsatz eines jeden PCB-Designers sein

Wie ermitteln wir, ob das Datenblatt richtig ist? Eine geeignete Methode, um Angaben zu überprüfen, ist die Nutzung mehrerer Quellen. Verlassen Sie sich nicht ausschließlich auf auf einen einzigen Bauteilanbieter und dessen Datenblatt. Schauen Sie sich verschiedene Quellen und Anbieter an und fordern Sie von allen die Datenblätter an. Vergleichen Sie die Datenblätter zwecks Verifizierung auf Übereinstimmung. 

Expertentipp: Ich persönlich würde bei der Überprüfung noch einen Schritt weitergehen und die Datenblätter der Anbieter daraufhin kontrollieren, ob es schon einmal Probleme bei anderen Produktdatenblättern gab. Denn auch diese könnten fehlerhaft sein. 

Speicherung

Der nächste Punkt ist die Speicherung. Haben Sie die Daten gewonnen, ist es unverzichtbar, sie zu speichern und zu sichern.  Erreicht wird dies durch die Architektur Ihrer Bauteilbibliothek. Ihre Bibliothek wird garantiert ganz anders strukturiert sein als andere.  Aber egal wie Sie Ihre Bauteilbibliothek aufbauen, es gibt ein paar wichtige Dinge zu beachten.

Erstens: Eindeutig bezeichnete Bauteile müssen schnell auffindbar sein.  Orientiert man sich hierfür an einer Namensstruktur oder Konvention zur Optimierung der Durchsuchbarkeit ergibt sich das fast von allein. Eine echte Herausforderung ist dagegen die Durchsuchung einer Bibliothek mit gemischten Benennungsschemata.  Eine ausgezeichnetes Hilfsmittel zur Lösung dieses Problems sind die neuesten Ausgaben der IPC-7251 (THT-Komponenten) und IPC-7251 (SMT-Komponenten). Diese Normen behandeln die sehr systematische Struktur zur Benennung von Footprints. 

Zweitens: Die Architektur der Bauteilbibliothek sollte sich einfach erweitern lassen. Dies ermöglicht, dass die Bibliothek mit Ihrem Unternehmen und dessen Produktlinien mitwächst. 

Erweiterbarkeit und Durchsuchbarkeit erreichen Sie, indem Sie Ihre Bauteilliste nach Kategorien und Familien organisieren.  Eine Kategorie kann zum Beispiel verschiedene Familien umfassen. Jedem Bauteil wird so eine bestimmte Adresse zugewiesen.

Verifizierung

Verifizierung ist ein vielschichtiger Begriff mit mehreren subjektiven Bedeutungen. In diesem Kontext bezieht sich „Verifizierung“ auf das Datenmanagement und die Verifizierung bestimmter Daten. 

Die erste Verifizierungsregel lautet, dass die arbeitsausführende Person nicht auch die Verifizierung übernimmt. Häufig ist die arbeitsausführende Person eigenen Fehlern gegenüber blind und wird sie meistens im Verifizierungsschritt erneut übersehen.   Die beste Vorgehensweise ist, eine zweite Person mit der Verifizierung zu betrauen, die mit einem frischen Blick die Daten überprüft. 

Der Verifizierungsprozess ist ein Auditprozess. Auch wenn Bauteile oder Daten nochmals geprüft werden, sollten sie in Quarantäne, damit sie nicht in freigegebenen Designs verwendet werden.  Lassen Sie mich diesen Punkt klarstellen: Führen Sie ein Bauteilaudit aller neuen Komponenten durch, bevor das PCB-Design zur Fertigung freigegeben wird. So wahren Sie die Integrität Ihres PB-Designs und schonen Ihre Gesundheit. 

Verwendung

Im Laufe des PCB-Designprozesses verwenden Sie an bestimmten Punkten des Designs spezifische Information.  So achten Sie zum Beispiel bei der Erstellung des Schaltplans gezielt auf Stromlauf und Vernetzung. Das Wichtigste sind die Schaltsysmbole des Bauteils. Der Elektrotechniker schaut auf parametrische Information zu einem bestimmten Bauteil, damit sichergestellt ist, dass es die Designvorgaben für das Produkt erfüllt. 

Bei der Leiterplatte kommt man jetzt zum PCB-Footprint und den Informationsdaten für das 3D-Modell. Die Daten werden zur Verifizierung des Routings und der mechanischen Voraussetzungen genutzt. An diesem Punkt stößt der Maschinenbauer hinzu und nimmt seine Arbeit auf. 

Verbreitung

Die Verbreitung der Daten an bestimmte Personen ist kritisch. Eine Betrachtungsweise sieht die Datennutzung als unternehmensintern und die Verbreitung als extern. Bei der Verbreitung von Daten ist immer der Sicherheitsaspekt im Auge zu behalten. Die beiden großen „Pakete“, die aus den Daten und während des Designprozesses erstellt werden, sind die Fertigungs- und Bestückungsinformationen.  Nach der allgemeinen Regel werden die beiden Pakete an verschiedene Anbieter verschickt und sollten niemals zusammen vorliegen. Denn mit der darin enthaltenen Information könnte eine skrupellose Person Ihr Design reproduzieren.

Pflege

Der abschließende Punkt der Definition ist die Pflege.  Da die meisten im PCB-Design verwendeten Daten dynamisch (im Gegensatz zu statisch) sind, ändern sich die Daten. Es muss also ein Konzept vorhanden sein, nach dem die aufgetretenen Änderungen und ihr Einfluss auf den Aktualisierungsprozess in der Datenbank erfasst werden. Auf diese Weise bleiben Ihre Daten sowohl für den unternehmenseigenen Bedarf als auch die sich im stetigen Wandel befindliche Elektronikbranche aktuell.

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Über den Autor

John Watson


With nearly 40 years in the Electronic industry with 20 of them being in the field of PCB Design and engineering, John has stayed on the cutting edge of the PCB industry as a designer/Engineer and more recently as a trainer and mentor. His primary work has been in the Manufacturing field but it has also expanded to several PCB Service arenas. As a veteran, he proudly served in the Army in the Military Intelligence field.

John is a CID Certified PCB designer. Presently pursuing his Advance CID certification. Now as the Senior PCB engineer at Legrand Inc, he leads the PCB Designers and Engineers in various divisions across the United States and China.

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