ECAD-Fertigungsinformationen im Datenformat IPC-2581 übertragen

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Das Kommitee und die weltweit erste Baugruppe

Unter der Leitung von Cadence Design Systems hat sich eine Gruppe von 40 Firmen dazu bereit erklärt, aktiv an der Weiterentwicklung des Standards mitzuwirken. Die treibenden Kräfte unter diesen Firmen sind große OEMs (Fujitsu, NVIDIA, Ericsson, Harris, Lockheed Martin, Cisco, Velux, u.a.), die weltweit viele komplexe Leiterplatten produzieren und in diesem neuen Format die Chance sehen, um Fehler zu vermeiden und vor allem Kosten zu sparen.

Im Komitee vertreten sind ferner fast alle Softwarehersteller, die Lösungen zum Leiterplattendesign anbieten, als auch größere Leiterplattenfertiger. Diese Gruppe hat sich Ende 2011 das gemeinsame Ziel gesetzt schnell den Standard mit Leben zu füllen, sodass alle erdenklichen Technologien sinnvoll über die gesamte Fertigungskette dokumentiert werden.

Am 26. September 2012, ca. ein Jahr nach Gründung des Komitees, wurde weltweit die erste Baugruppe komplett mit dem IPC-2581 Standard gefertigt. Das Design von Fujitsu Network Communications hat dabei bereits den Beweis der Kosten und Zeitreduktion angestellt, da die Fertigungszeit gegenüber der herkömmlichen Methode um 30% reduziert werden konnte.

Fujitsu hat als einziges Datenformat die IPC-2581-Datei aus dem Allegro-PCB-Editor ausgegeben. Der Leiterplatten-Nutzen wurde in Wise VisualCAM zusammengestellt und dort auch die CAM-Daten validiert. Die 12-lagige Impedanz-kontrollierte Leiterplatte mit 45° schräg platzierten Fine-Pitch-BGAs, differenziellen Paaren und vielen Gleichlängenregeln (matched length), positiven wie negativen Flächenbeschreibungen und komplexen Fräskonturen wurde von CC Electronics in England ohne Gerberplots oder separate Fräsdaten auf Anhieb fehlerfrei gefertigt.

Das erste industriell mit IPC-2581-Daten gefertigte Design war für das Konsortium ein großer Meilenstein, da es den reibungslosen unternehmens- und prozessübergreifenden CAD-Flow vom Leiterplatten-Tool bis zur Fertigung mit nur einem Datenformat bewiesen hat. Somit hat der neue, herstellerunabhängige und offene Standard seine Feuertaufe bestanden und das Ziel, kostengünstiger und weniger fehleranfällig Leiterplatten herzustellen, erreicht.

Allegro PCB unterstützt das aktuelle IPC-2581-Format

Die Daten werden bei der IPC-2581 in modernen XML-Strukturen gespeichert. Zum einen erlaubt dies schnellen und gezielten Zugriff auf die gewünschten Informationen. Zum anderen ist das Format so flexibel, dass auch für zukünftige Technologien erforderliche Werte als zusätzliche Parameter im XML-Format erweitert werden können. Bei der Ausgabe kann spezifiziert werden, welche Informationen enthalten sein sollen, sodass bewusst Knowhow vorenthalten werden kann, jedoch alle notwendigen Informationen mit dem gleichen Versionsstand für den Lieferanten in einer Datei zur Verfügung stehen.

Der OEM behält übersichtlich die Kontrolle, wer wann welche Informationen bekommt. Die detaillierten Produktionsanweisungen umfassen sowohl Informationen zur unbestückten Leiterplatte, der Bestückung als auch Prüfanforderungen. Die letzte Fassung der IPC 2581 wird im aktuellen Allegro-PCB-Design-Release 16.6 von Cadence kostenfrei unterstützt. Es gibt von verschiedenen Anbietern bereits kostenlose Viewer zum Download. Im Format lassen sich folgende Informationen beschreiben: Kupferstrukturen je Lage, Lagenaufbau, Build-up-Reihenfolge, Materialinformationen, Netzliste, variantenabhängige Bestückung, Testpunkte und weitere Designabsichten.

Das IPC-2581 Konsortium vertritt die gesamte Tool-Kette

Um einen offenen, neutral verwalteten, herstellerunabhängigen Standard für den Datenaustausch von ECAD-Daten zu unterstützen, haben sich die wichtigsten Software-Anbieter und große Kunden unter dem Dach der IPC (Association Connecting Electronics Industries) als anerkannter weltweiter Fachverband der Schaltungsindustrie in einer Arbeitsgruppe vereint. In dem Konsortium sind Vertreter der gesamten Tool-Kette (PCB-Layout, DFM, CAM und Test) sowie Leiterplattenfertiger und Bauteil-Bestücker organisiert.

Die Mitglieder des Konsortiums waren sich einig, dass ein unvoreingenommen gepflegter, lebendiger Standard schnell von einer globalen Supply-Chain übernommen wird. Neue Mitglieder sind willkommen, müssen sich aber verpflichten diesen Standard innerhalb eines Jahres umzusetzen.

Für FlowCAD ist das Engagement von Cadence Design Systems wichtig. Cadence ist davon überzeugt, dass ein offener und frei zugänglicher Standard, von einem neutralen Gremium gepflegt und erweitert, von der breiten Masse der Anwender schnell adoptiert wird. Cadence hat sich weiterhin verpflichtet den IPC-2581-Standard als Import- und Export-Format in der Allegro-PCB-Designsoftware jeweils in der letzten vom IPC veröffentlichten Form zu unterstützen. Zusätzlich hat sich Cadence verpflichtet mit allen Mitgliedern des Konsortiums zusammenzuarbeiten, dass die Daten aus dem Allegro-PCB-Editor reibungslos für die folgenden Fertigungsschritte verwendet werden können.

Vorteile des Standards für den Anwender

Es ist nur ein einziges offenes herstellerunabhängiges Format. Hierin liegt genau das Ausschlaggebende. Es hat keinen Besitzer, der seine eigene ökonomische Entwicklungsgeschwindigkeit für Weiterentwicklungen ansetzt, sondern einen Verwalter der neue Anforderungen der Gemeinschaft zusammenfasst und definiert. Daraus resultieren die Vorteile: verbesserte Effizienz im PCB-Design sowie der Fertigung und Bestückung, verbesserte Produktqualität und reduzierte Zahl von Redesigns, zusätzliche Zeichnungen entfallen, es sind keine Format-Übersetzungen erforderlich, Kostenreduktion in der Prozesskette, weniger fehleranfällig, bessere Kontrolle über die Daten, keine Lizenzen und es ist kein NDA erforderlich.

* * Dirk Müller ist Geschäftsführer der FlowCAD EDA-Software Vertriebs GmbH, Feldkirchen.

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