Πώς να γίνετε PCB μηχανικός σχεδιασμού

Από ειδικούς μηχανικούς υλικού έως διάφορους τεχνικούς και προσωπικό υποστήριξης, ο σχεδιασμός PCB περιλαμβάνει πολλούς διαφορετικούς ρόλους:

Μηχανικοί υλικού: Αυτοί οι μηχανικοί είναι υπεύθυνοι για το σχεδιασμό κυκλωμάτων. Συνήθως το κάνουν αυτό σχεδιάζοντας σχηματικά κυκλώματα σε ένα σύστημα CAD που έχει οριστεί για σχηματική αποτύπωση και συνήθως κάνουν και τη φυσική διάταξη του PCB.

Μηχανικοί διάταξης: Αυτοί οι μηχανικοί είναι εξειδικευμένοι ειδικοί διάταξης που θα κανονίσουν τη φυσική διάταξη των ηλεκτρικών εξαρτημάτων στον πίνακα και θα συνδέσουν όλα τα ηλεκτρικά τους σήματα με μεταλλική καλωδίωση. Αυτό γίνεται επίσης σε ένα σύστημα CAD αφιερωμένο στη φυσική διάταξη, το οποίο στη συνέχεια δημιουργεί ένα συγκεκριμένο αρχείο για αποστολή στον κατασκευαστή του PCB.

Μηχανολόγοι Μηχανικοί: Αυτοί οι μηχανικοί είναι υπεύθυνοι για το σχεδιασμό των μηχανικών όψεων της πλακέτας κυκλώματος, όπως το μέγεθος και το σχήμα, προκειμένου να την τοποθετήσουν στο σχεδιασμένο περίβλημα της συσκευής με άλλα PCBS.

Μηχανικοί λογισμικού: Αυτοί οι μηχανικοί είναι οι δημιουργοί κάθε λογισμικού που απαιτείται για να λειτουργήσει ο πίνακας όπως προβλέπεται.

Τεχνικοί δοκιμής και επανεργασίας: Αυτοί οι ειδικοί συνεργάζονται με κατασκευασμένες σανίδες για να εντοπίζουν σφάλματα και να επαληθεύουν ότι λειτουργούν σωστά και να κάνουν διορθώσεις ή επισκευές για σφάλματα, όπως απαιτείται.

Εκτός από αυτούς τους συγκεκριμένους ρόλους, υπάρχει προσωπικό κατασκευής και συναρμολόγησης που θα είναι υπεύθυνο για την κατασκευή των πλακέτων και πολλά άλλα στην πορεία.

Most of these positions require an engineering degree, whether it’s electrical, mechanical or software. Ωστόσο, πολλές τεχνικές θέσεις απαιτούν μόνο πτυχίο για να επιτρέψουν στο προσωπικό σε αυτές τις θέσεις να μάθει και τελικά να εξελιχθεί σε θέσεις μηχανικού. Με υψηλά επίπεδα κινήτρων και εκπαίδευσης, ο τομέας σταδιοδρομίας για τους μηχανικούς σχεδιασμού είναι πραγματικά πολύ φωτεινός.

Διαδικασία σχεδιασμού PCB

Considering the different types of design engineers involved in PCB design, there are many options when considering the career path to follow. Για να σας βοηθήσουμε να αποφασίσετε ποιος τρόπος να ακολουθήσετε, ακολουθεί μια σύντομη επισκόπηση της διαδικασίας σχεδιασμού PCB και πώς αυτοί οι διαφορετικοί μηχανικοί ταιριάζουν στη ροή εργασίας:

Έννοια: Πρέπει να σχεδιάσετε πριν μπορέσετε να σχεδιάσετε. Μερικές φορές είναι το προϊόν μιας νέας εφεύρεσης και μερικές φορές είναι μέρος μιας μεγαλύτερης διαδικασίας ανάπτυξης ολόκληρου του συστήματος. Συνήθως, οι επαγγελματίες του μάρκετινγκ καθορίζουν τις απαιτήσεις και τις λειτουργίες ενός προϊόντος και στη συνέχεια διαβιβάζουν τις πληροφορίες στο τμήμα μηχανικής σχεδιασμού.

Σχεδιασμός συστήματος: Σχεδιάστε ολόκληρο το σύστημα εδώ και καθορίστε ποια συγκεκριμένα PCBS χρειάζονται και πώς να τα συνδυάσετε όλα στο πλήρες σύστημα.

Σχηματική αποτύπωση: Οι μηχανικοί υλικού ή ηλεκτρολόγων μπορούν τώρα να σχεδιάσουν κυκλώματα για ένα μόνο PCB. Αυτό θα περιλαμβάνει την τοποθέτηση συμβόλων σε σχήματα και τη σύνδεση καλωδίων σε ακίδες που ονομάζονται δίκτυα για ηλεκτρικές συνδέσεις. Μια άλλη πτυχή της σχηματικής σύλληψης είναι η προσομοίωση. Simulation tools allow design engineers to identify problems in the design of the actual PCB before working on its layout and manufacture.

Ανάπτυξη βιβλιοθήκης: όλα τα εργαλεία CAD χρειάζονται τμήματα βιβλιοθήκης για χρήση. Για τα σχήματα, θα υπάρχουν σύμβολα, για διατάξεις, θα υπάρχουν φυσικές μορφές επικάλυψης εξαρτημάτων και για μηχανήματα, θα υπάρχουν τρισδιάστατα μοντέλα μηχανικών χαρακτηριστικών. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτές οι ενότητες θα εισαχθούν στη βιβλιοθήκη από εξωτερικές πηγές, ενώ άλλες θα δημιουργηθούν από μηχανικούς.

Μηχανικός σχεδιασμός: Με την ανάπτυξη του μηχανικού σχεδιασμού του συστήματος, θα καθοριστεί το μέγεθος και το σχήμα κάθε PCB. Ο σχεδιασμός θα περιλαμβάνει επίσης την τοποθέτηση συνδέσμων, στηριγμάτων, διακοπτών και οθονών, καθώς και διεπαφές μεταξύ του περιβλήματος του συστήματος και του PCB.

Διάταξη PCB: Αφού ολοκληρωθεί ο σχηματικός και μηχανικός σχεδιασμός, αυτά τα δεδομένα θα προωθηθούν στο εργαλείο διάταξης PCB. Ο μηχανικός διάταξης θα τοποθετήσει τα εξαρτήματα που καθορίζονται στο σχήμα τηρώντας τους φυσικούς περιορισμούς που καθορίζονται στο μηχανολογικό σχεδιασμό. Μόλις τα εξαρτήματα είναι στη θέση τους, το πλέγμα στο σχηματικό θα συνδεθεί μεταξύ τους χρησιμοποιώντας λεπτά σύρματα που τελικά θα γίνουν μεταλλικά καλώδια στον πίνακα. Ορισμένα PCBS μπορούν να έχουν χιλιάδες από αυτές τις συνδέσεις και η δρομολόγηση όλων αυτών των καλωδίων για συμμόρφωση με τους περιορισμούς εκκαθάρισης και απόδοσης μπορεί να είναι μια αποθαρρυντική εργασία.

Ανάπτυξη λογισμικού: Ανάπτυξη λογισμικού ενώ ολοκληρώνετε όλες τις άλλες πτυχές του σχεδίου σχεδιασμού. Χρησιμοποιώντας λειτουργικές προδιαγραφές που αναπτύχθηκαν από την αγορά και εξαρτήματα και ηλεκτρικές προδιαγραφές που κατασκευάζονται από το υλικό, η ομάδα λογισμικού θα δημιουργήσει τον κώδικα που κάνει τον πίνακα να λειτουργεί.

Κατασκευή PCB: Αφού ολοκληρωθεί ο σχεδιασμός διάταξης, το τελικό έγγραφο θα σταλεί για κατασκευή. Ο κατασκευαστής PCB θα δημιουργήσει τον γυμνό πίνακα, ενώ ο συναρμολογητής PCB θα συγκολλήσει όλα τα μέρη στον πίνακα.

Δοκιμή και επικύρωση: Μόλις ο κατασκευαστής επιβεβαιώσει ότι λειτουργεί ο πίνακας, η ομάδα σχεδιασμού περνάει από μια σειρά δοκιμών για να εντοπίσει σφάλματα στον πίνακα. Αυτή η διαδικασία αποκαλύπτει συνήθως περιοχές του πίνακα που πρέπει να διορθωθούν και να σταλούν πίσω για επανασχεδιασμό. Μόλις ολοκληρωθούν επιτυχώς όλες οι δοκιμές, ο πίνακας είναι έτοιμος για παραγωγή και συντήρηση.

Όπως μπορείτε να δείτε, υπάρχουν πολλές διαφορετικές πτυχές του σχεδιασμού της πλακέτας τυπωμένων κυκλωμάτων, που περιλαμβάνουν αρκετές διαφορετικές γνώσεις. Μόλις αρχίσετε να εργάζεστε ως μηχανικός σχεδιασμού, μπορείτε να δείτε αυτές τις διαφορετικές θέσεις και να αποφασίσετε σε ποιους τομείς θέλετε να εστιάσετε περισσότερο.