PCB West 2015 – ojedinělá akce svého druhu ve světě

I když se výstav a konferencí zaměřených na elektroniku koná ve světě každý rok mnoho, jedna akce se přece jen vymyká – PCB West v USA. Třídenní konference, která zahrnuje i jednodenní výstavu, je zaměřena na průmysl desek plošných spojů, od vývojářů přes dodavatele materiálu až po výrobu. Ohledně jejího názvu je třeba vysvětlit, že označení PCB West je pozůstatkem z doby, kdy se stejná konference pořádala i na východním pobřeží USA (PCB East). Cílem akce byla od začátku snaha spojit dohromady všechny, kteří mají co říci k návrhu desek, jejich výrobě i následnému zpracování. Jejím organizátorem a sponzorem je vydavatelská skupina UP Media Group, Inc., se svými prestižními časopisy Printed Circuit Design & Fab a Circuits Assembly.

Obr. 1  Convention Centre s hotelem Hyatt Regency – místo konání PCB West 2015

Letošní výstava a konference PCB West 2015 se opět konala v samém centru kalifornského Silicon Valley – v oblasti Santa Clara. V několika sálech Santa Clara Convention Centre spojeného s hotelem Hyatt Regency Santa Clara bylo během 3 dnů prezentováno celkem 54 přednášek. Výstava proběhla druhý den paralelně s konferencí a byla pro návštěvníky zdarma. I když se téměř 1 900 návštěvníků může zdát hodně, je účast podstatně nižší než v minulých letech. Ukazuje se, že dnes je i v USA problém uvolnit se z práce na několik dní, nepočítaje v to nemalé finanční náklady spojené s cestou, ubytováním a návštěvou akce.

Obr. 2  První návštěvníci čekají na zahájení PCB West 2015

Doug Brooks (UltraCAD Design), přední odborník v oboru návrhu desek, přednášel na téma toku proudu v plošných spojích (How Current Flows in PCB Traces), o souvislosti mezi proudem a teplotou v plošných spojích (Trace Current and Temperatures Revisited) a o vztahu mezi elektromagnetickým polem a signálovou integritou (Electromagnetic Fields and Signal Integrity). I když jsem některé informace již znal, jeho přednáška na téma zpětné cesty proudu zemnicí plochou mědi a negativních vlivů způsobených přerušením celistvostí této plochy byla pro mě velmi přínosná.

Rick Hartley (RHartley Enterprises), který je známým expertem na návrh high-speed a VF desek, měl rovněž několik zajímavých přednášek. Ty pojednávaly o routování diferenciálních spojů (Differential Pairing Routing), správném zemnění kvůli šumu a elektromagnetické interferenci (Circuit Grounding to Control Noise and EMI), návrhu desek s VF a smíšenými signály (RF and Mixed- Signal Board Design), návrhu desky spínaného napájecího zdroje (Layout of Switch Mode Power Supplies) a o útlumu signálu ve velmi rychlých obvodech (Signal Attenuation in Very High Speed Circuits).

Není mnoho žen, které navrhují desky, a ještě méně se jich řadí mezi respektované odborníky, ale Susy Web (Design Science) k nim určitě patří. Navíc umí vysvětlit i velmi komplikovanou problematiku srozumitelným způsobem, což je ostatně také činnost, které se kromě návrhu desek profesně věnuje. Její přednášky byly zaměřeny na téma návrhu HDI desek (Journey into the Basics of HDI PCB design), návrhu desek s ohledem na jejich výrobu (Building a Bridge from PCB Design to Manufacturing) a návrhu desek s novými typy BGA součástek (The Challenges of Designing with the New BGA). Mě zaujalo téma správného dělení napájecích ploch, kdy související měděné plochy musí mít stejné tvary a velikosti, aby nedošlo k jejich vzájemnému překrývání.

Dan Beeker (Freescale) probíral několik témat – efektivní návrh desek (Effective PCB Design), návrh desek s ohledem na ESD (PCB Design Techniques to Improve ESD Robustness) a základy elektromagnetického pole (Electromagnetic Fields for Normal Folk).

Ne všichni přednášející měli několik prezentací, ale i tak pomohli objasnit celou řadu záležitostí z oboru návrhu desek. Ralf Brüening (Zuken) probral základy napájecí integrity a správné použití blokovacích kondenzátorů (Power Integrity and Decoupling Primer for PCB Designers). Známý propagátor nauky o signálové integritě Bill Hargin, (původně HyperLynx, dnes NANYA) vysvětlil důležitost vhodného sestavení vrstev desky a výběr materiálu desky (PCB Stack-up Design and Material Selection). Na problematiku signálové integrity poukázal i Heidi Barns (Keysight Technologies) ve své přednášce (Tips and Techniques to Characterize Signal Integrity Problems Quickly and Accurately). Bruce Wu (EDADOC) ve své prezentaci poukázal na různé nesprávné zvyklosti při návrhu hi-speed desek (Ten Common Misunderstandings in High-Speed PCB Design).

I když návrh desek byl hlavním tématem přednášek, objevilo se i několik zajímavých prezentací na téma výroby desek. Tak například Happy Holden (dříve Mentor Graphics) promluvil o pasivních a aktivních součástkách zabudovaných do desek, zatímco Kathy Nargi-Toth (NCAB Group USA) probrala základy výroby moderních desek (Basics of PCB Fabrication).

Jinou, často zmiňovanou problematikou byla spolehlivost desek v závislosti na kvalitě jejich návrhu. Duane Benson (Screaming Circuits) i Gary Ferrari (FTG) probrali doporučené postupy v návrhu desek vedoucí k jejich zvýšené spolehlivosti (Best Practices for More Reliable PCB, Design for High Reliability PCBs and Assemblies).

Jednodenní výstava sice nebyla velká, ale o to zajímavější. Na rozdíl od konference tu byli zhruba stejným dílem zastoupeni výrobci desek plošných spojů i softwaru pro návrh desek.

Za výrobce softwaru tu byla zastoupena nejenom jejich hlavní skupina (Mentor Graphics, Cadence Design Systems a Zuken), ale i další výrobci (CadSoft Computer, Altium, Design Automation , DownStream Technologies, CST, Quadcept atd.).

Poprvé jsem se tak mohl seznámit s produkty, o kterých jsem doposud jen četl. Tak například japonská firma Quadcept (www.quadcept.com/en) má zajímavý návrhový systém desek, který běží v cloudu. Umím si představit, že by si ho u nás rád koupil nejeden návrhář desek, ale program je možné si zatím pouze pronajmout (na jeden rok s možností prodloužení).

Konečně jsem se také mohl podívat na jeden z výkonnějších nástrojů pro návrh desek, který mimo USA není příliš známý. Jedná se o program Pantheon americké firmy Intercept (www.intercept.com). Jeho silnou stránkou je možnost návrhu speciálních desek, jako jsou VF desky nebo Hybrid MCM desky. Zahrnuje totiž kompletní sadu nástrojů pro přímé vytváření potřebných VF motivů, stejně jako pomůcky pro práci s čipy usazenými přímo na desku a s embedded pasivními i aktivními součástkami.

Společnost SFM Technology (http:// packagewright.com) se svým programem PackageWright nabízí precizní vytváření pouzder součástek pro návrh desek včetně jejich 3D zobrazení. Vytvořená pouzdra lze exportovat do různých ECAD programů.

Obr. 3  Software PackageWright pro vytváření přesných pouzder součástek (SFM Technology)

S výjimkou i u nás známé společnosti DownStream Technologies (programy CAM350, DFMStream a BluePrint) mi byli ostatní výrobci CAM softwaru známí pouze z odborného tisku, takže jsem uvítal možnost nechat si předvést jejich programy.

Firma Pentalogix z USA (www.pentalogix.com) je sice výrobce CAM softwaru ViewMate pro prohlížení a editaci Gerber dat, ale na výstavě uvedl zcela nový program EMS Magician Deluxe určený pro přípravu dat pro osazování. Podobně jako některé další programy využívá Gerber data a externí výpis materiálu. Tento program zahrnuje současně i licenci na Gerber editor ViewMate Pro v jedné ceně, což ho činí atraktivním nástrojem.

Obr. 4  Nový software pro osazování desek od Pentalogix

Společnost ADIVA (http://adiva.com), další u nás ne příliš známý výrobce CAM softwaru, nabízí program zaměřený na kontrolu navržené desky přímo u návrháře. Zajímavostí je, že běží pod několika různými operačními systémy – Windows 10 / 8.1 / 7.0 / Vista / XP, Linux RedHat Enterprise 4 a Solaris 9.

Jihokorejská společnost Polliwog (www.polliwogeda.com) vyvinula sadu programů, které umožňují přístup k datům navržené desky za účelem jejich inspekce a analýzy. Dokážou najít a zobrazit jednotlivé spoje, sdělí informace o každé pájecí plošce, najdou a zobrazí vzájemně propojené součástky, spočítají délku spoje atd.

Nemohl jsem přehlédnout několika exponátů zaměřených na výrobu desek. Tak například japonská firma OKI Printed Circuits (www.oki-printed.co.jp/en/) vystavovala mnohavrstvé desky, přičemž jedna z nich, určená pro testování, měla 100 vrstev. O japonských firmách je známé, že si své know-how chrání, takže nebylo možné zjistit nic bližšího, jen se dívat...

Firma T-Tech (www.t-techtools.com) z USA předvedla svoji frézku plošných spojů QCJ5. Protože to bylo v sousedství stánku společnosti LPKF, jejichž podobné zařízení dobře znám, nedalo mi to, abych tento malý stroj trochu blíže neprozkoumal. Jedná se o vskutku americký stroj, robustní v každém detailu svého provedení. Software, který konvertuje Gerber data do příkazů frézky, je stejný jako u frézek německého výrobce Bungard Elektronik.

Obr. 5  Frézka plošných spojů firmy T-Tech

Zajímavým exponátem bylo zařízení pro zjišťování možného zvlnění desky při pájení ještě před vlastním pájením od firmy Akrometrix (www.akrometrix.com). Testovaná deska se vloží do tepelné komory, kde postupně probíhají teplotní cykly stejné jako v pájecí peci, přičemž se přesně měří odchylky v rovinnosti desky.

Na výstavě bylo také několik amerických firem, které navrhují desky plošných spojů na zakázku (Service Bureau). Typickým příkladem jedné z nich byla firma San Diego PCB (www.sdpcb.com) – má celkem 20 zaměstnanců a používá návrhové systémy PADS, Xpedition, Altium a Allegro.

Příští rok se bude konat již 25. ročník PCB West, a to na stejném místě opět v září. Protože půjde o jubilejní akci, lze očekávat rekordní návštěvu i významný zdroj informací. Více informací najdete na: www.pcbwest.com