Вины хватит на всех

автор Скотт Декер (Scott Decker), CID+ UTC AEROSPACE SYSTEMS |

Идея этой статьи возникла несколько месяцев назад, когда The PCB Design Magazine провел опрос читателей по теме «Кто виноват в том, что эта плата плохая?». После некоторых раздумий, я дал свой ответ. В конце концов, должно же у меня быть какое-то мнение после 25 лет проектировки печатных плат? Так кто же все-таки виноват в том, что эта плата плохая? Большая часть работы проектировщика печатных плат включает размещение деталей и прокладку дорожек в программе CAD, а затем выдачу пакета чертежей и файлов Gerber для отправки их на производство. Некоторые из вас даже рисуют принципиальные схемы и может быть даже порою выполняют библиотечную работу. Что касается меня, я делал все это и даже больше по ходу моей карьеры. Это не делает меня великим проектировщиком; это просто говорит о том, что я делал много различных вещей, и я уверен, многие из вас делают то же самое. Так все-таки, когда дело доходит до проблем с печатными платами, кто же на самом деле виноват в этом и что вы делаете, когда сталкиваетесь с проблемами, большими или маленькими?

Как проектировщики мы обычно ориентированы на детали и становимся перфекционистами, если дело касается наших разработок. Я признаю: я могу несколько дней чистить дорожки, но я ограничиваю себя одним часом или около того на один слой, несмотря на то, как это бывает иногда сложно для меня. Если наша вина не очевидна, когда мы пытаемся выяснить, что произошло, если возникли проблемы с платой, то мы склонны смотреть куда-либо еще.

ОК, я знаю, что вы думаете. Не смотри туда. Мы, проектировщики, тоже делаем ошибки. Некоторые вещи, которым я научился, я узнал именно из совершения ошибок, и как все мы знаем, именно так мы учимся. В качестве примера, которых у меня много, однажды еще в начале моего пути проектировщика, проверяющий мои чертежи спросил меня, могу ли я убрать начальные нули из размеров, меньших одного дюйма. Я подумал об этом. Я очень не хотел делать это, потому что нули взаимодействуют с вещами на плате. Его ответ был таким: если это возможно сделать, тогда я должен убрать начальные нули из всех размеров, меньших одного дюйма.

Вопреки здравому смыслу я это сделал, и не позднее, чем через пару недель мне позвонили с производства. Кажется, они начали маршрутизацию одной из плат в панели из шести плат. После того, как я провел небольшое расследование, я вспомнил, что я немного изменил данные, и как вы догадываетесь, не обновил размеры. Когда я получил панель с производства, я гордо принес ее к проверяющему и воскликнул: «Посмотрите, что происходит, когда вы переопределяете размеры!» На что он ответил: «Я просто сказал убрать их, если вы можете, а не то, что вы должны это сделать». И чья же тут была вина? Его за просьбу удалить их, моя за выполнение этого, когда я знал, что не стоит это делать, или моя за то, что я не помнил, что я это сделал, или может быть за то, что я не нашел убедительной причины не делать этого? После этого у меня была отличный повод оставлять начальные нули вне зависимости от того, какие это были размеры. Урок был выучен.

Через много лет и много новых уроков, я занимался и проектированием, и библиотечной работой, и созданием принципиальных схем, а сейчас я работаю как приходящий инспектор для любых пустых печатных плат. Эй, если я сам проектировал их, я должен иметь отличное представление о том, как должна выглядеть печатная плата, когда она готовится стать устройством, правильно? Итак, я получаю несколько плат, имеющих маленькие идеально изогнутые полумесяцы в форме «укуса мышки» на площадках и дорожках по всей плате. Это то, где действительно сияет IPC Tech Net, и я рекомендую все подписаться на нее. Я никогда не видел ничего подобного, поэтому я задал вопрос на форуме. На следующий день я получил ответ. Оказывается, что пузырьки в резервуаре травления могут приклеиваться к меди, если они не смыты или не сбиты мешалками в резервуарах. После пары дополнительных вопросов, мне позвонил менеджер по качеству из компании, которая делала наши платы. Выяснилось, что он был тем парнем из Tech Net, который рассказал мне об этой проблеме, и когда он связал мои вопросы с проблемами, которые есть на его собственном производстве, его вдруг осенило и он понял, в чем суть дела. Платы были заменены и никогда не должны были покидать производство. Итак, проектировщик – производство 1-0 в пользу первого, но кто ведет счет?

Ок, итак я выиграл и у проектировщиков, и у производства, теперь настала очередь инженеров. Да, что бы вам ни говорили, инженеры не все знают о разработке печатных плат. Например, однажды у меня было простое требование к плату с контролем импеданса, что необходимо 65 Ом для PCI-шины и 50 Ом для всего остального. Да, не всегда это просто, когда вы пытаетесь сохранить минимум 5 из 5 по дизайну, а плата упакована вместе с деталями. Так как 65 Ом требовались только на внешних слоях, внутренние было легко добить до 50 Ом. Ну я так думал.

Я ходил кругами вокруг производства, работающего со структурой слоев, думая, что они дадут мне эти золотые цифры импеданса, но увы, я никак не мог получить 50 Ом. Максимально близко, что я смог подобраться с этой действительно плотно населенной платой, было около 56 Ом при проложенной дорожке примерно в 0,012”. На этой плате это было похоже на строительство автострады через жилой район без перемещения дома. Я сверялся с инженером каждый раз, когда я получал новые цифры, и он говорил, что 58 Ом подойдет. Но он сказал, что он очень хотел бы, чтобы он был настолько близок к 50 Ом, насколько я могу это сделать.

Да, я все переделал и перепроложил ее с 56 Ом. После второго набора чисел и переделки как внутренней, так и внешней прокладки, я спросил инженера, зачем ему так нужно именно 50 Ом. После всего этого плата была по большей части аналоговой, а оставшиеся цифровые элементы были не очень быстрыми, так для чего же нужны эти 50 Ом? Как бывший инженер-техник я действительно хотел понять это требование к плате. Его ответом было: «Ну, я просто хотел быть уверен, что на всех слоях будет одинаковый импеданс».

В это мгновение я стоял с недоуменным видом, что было написано на моем лице, и очень надеялся, что я не получу тот ответ, который я собирался получить, но все-таки я спросил: «Если все, что тебе было нужно, это одинаковый импеданс, то почему бы все они не могли быть 65 Ом?» Его ответ мог бы привести меня к тюремному заключению, так как я уже схватил стоящий рядом стул, но он сказал: «Конечно, если он будет одинаковый на всех слоях, то это отлично». Я перепроложил все в третий и последний раз, и теперь плата стала иметь 65 Ом на всех слоях и 5/5 зазоры и дорожки. Вопрос закрыт. Только я не совсем уверен, кто тут победил и кому присвоить очко.

Теперь, перечитав все эти примеры, легко заметить, что любой может быть участником игры «Чья вина?». Мы внедряем всевозможные процессы, рабочие инструкции, чек-листы и тому подобное, все для того, чтобы предотвратить возникновения проблем с нашими платами, и по большей части эти процессы работают. Но давайте посмотрим правде в глаза: все мы люди и мы делаем ошибки. Мы встраиваем проверки и балансировки в наши процессы и делаем все, что в наших силах, но такое случается. Это может быть на начальной стадии проектирования, или в требованиях к устройству, или в требованиях к разработке, на всем пути сборки, так где же в итоге мы возложим вину? Во многих этих случаях вопрос просто в хорошей коммуникации. Коммуникация может быть ключом к очень  большому количеству вещей, и данный тип проблем – не исключение. Я уверен, что вы слышали выражение «Вины хватит на всех».

И напоследок еще одна последняя история для вас, теперь о ценности хорошей коммуникации. Много лет назад новый местный производственный цех позвонил мне и практически умолял меня дать им работу, чтобы они могли показать какими быстрыми и хорошими они могут быть. В итоге я согласился.  

У меня была маленькая плата около 1.5” x 1.5” с всего лишь тремя или четырьмя деталями на ней. Что могло пойти не так? Через неделю мне позвонил парень с производства. Он сказал, что все платы выполнены (около 250 штук) и все выглядит отлично, кроме одного. Я подумал: «Хм… Вы помните, что я тот новый клиент, которого вы действительно хотите поразить, не так ли?»

Но он сказал, что все платы слишком маленькие примерно на .025”. Он стал объяснять, что тот парень, который работал на фрезерном станке заболел, и ему пришлось выполнить эту работу. Это была маленькая компания, как вы наверно уже представили. Он заметил, что шпиндель на станке немного качался и нужно было заменить подшипники. Когда это было сделано, он продолжил прокладывать платы, но он не знал, что оператор был в курсе, что подшипники были плохими и компенсировал колебание. Серьезно.

Так как платы были собраны, используя отверстия на них, края были не так критичны, поэтому я принял их с небольшой скидкой. Позже в этот же день мне позвонили из отдела регистрации, когда он привез платы, и я вышел туда, чтобы поговорить с ним об этой проблеме. Мне сказали, что он оставил платы и уехал. Больше он никогда не звонил мне с просьбой о работе, а я не нашел в себе желания позвонить ему для следующей работы.

Итак мы доказали: вины хватит на всех. Я даже не упомянул об ошибке в плате, которая стоила $250,000, может быть как-нибудь в другой раз. Я уверен, что многие из вас имеют страшные истории, которые может быть даже хуже этих, и я тоже не стал уникальным за мои 25 лет работы в проектировании. Когда любой из нас сталкивается с проблемой – включая разработчиков – нам нужно разбираться с каждым случаем индивидуально и действительно спрашивать себя, могли ли бы мы сделать что-то, чтобы этого не случилось. Можете держать пари, что обязательно будут случаи, когда мы сможем сказать: «Нет, в этот раз вина лежит на другом парне».

Но помните, что иногда этим другим парнем можете быть и вы. Если вы новичок в мире проектирования, это будет хороший опыт для вас, как и совершенные ошибки. Кроме того, слушайте проектировщиков, которые работали до вас и учитесь у них всему, чему можно. Проектировщики-ветераны могут оказать огромную помощь – поверьте мне. Если вы уже много раз это делали, вы будете знать, что это случается даже с лучшими из нас.

Я не эксперт в проектировании и я иногда могу это доказать. Но рискуя встретиться с самим собой, я оставляю вас с мудростью из комедийной программы Гари Оуэнса: «Экс – это значит «был», а «сперт» - значит сильная струя под давлением. Я не хотел бы становится экспертом, но я хотел бы много знать». Счастливой прокладки!

 Скотт Декер (Scott Decker) , CID+ - является инженером по проектированию печатных плат в Центре электронных систем UTC Aerospace Systems.

Источник: Журнал PCB Magazine Август 2017

Назад