Como converterse nun PCB enxeñeiro de deseño

Dende enxeñeiros de hardware dedicados a varios técnicos e persoal de soporte, o deseño de PCB implica moitas funcións diferentes:

Enxeñeiros de hardware: estes enxeñeiros son responsables do deseño de circuítos. Normalmente fano debuxando esquemas de circuítos nun sistema CAD designado para a captura esquemática e normalmente tamén farán o deseño físico do PCB.

Enxeñeiros de deseño: estes enxeñeiros son especialistas en deseño especializados que organizarán o deseño físico dos compoñentes eléctricos na placa e conectarán todos os seus sinais eléctricos con cableado metálico. Isto tamén se fai nun sistema CAD dedicado ao deseño físico, que logo crea un ficheiro específico para enviar ao fabricante do PCB.

Enxeñeiros mecánicos: estes enxeñeiros son os encargados de deseñar os aspectos mecánicos da placa de circuíto, como o tamaño e a forma, para encaixalo na carcasa do dispositivo deseñada con outros PCBS.

Enxeñeiros de software: estes enxeñeiros son os creadores de calquera software necesario para que a placa funcione como se pretende.

Técnicos de probas e reelaboración: estes especialistas traballan con placas fabricadas para depurar e verificar que funcionan correctamente e facer correccións ou reparacións por erros segundo sexa necesario.

Ademais destes roles específicos, hai persoal de fabricación e montaxe que se encargará de facer as placas de circuíto e moitos outros no camiño.

A maioría destes postos requiren un título en enxeñaría, xa sexa eléctrico, mecánico ou software. Non obstante, moitos postos técnicos requiren só un título de asociado para que o persoal deses postos poida aprender e finalmente converterse en enxeñeiro. Con altos niveis de motivación e educación, o campo profesional dos enxeñeiros de deseño é moi brillante.

Proceso de deseño de PCB

Tendo en conta os diferentes tipos de enxeñeiros de deseño implicados no deseño de PCB, hai moitas opcións á hora de considerar a carreira a seguir. Para axudarche a decidir que camiño seguir, aquí tes unha breve visión xeral do proceso de deseño de PCB e de como estes diferentes enxeñeiros encaixan no fluxo de traballo:

Concepto: debes deseñar antes de poder deseñar. Ás veces é produto dun novo invento e ás veces forma parte dun proceso de desenvolvemento máis amplo de todo o sistema. Normalmente, os profesionais do marketing determinan os requisitos e as funcións dun produto e despois transmiten a información ao departamento de enxeñaría de deseño.

Deseño do sistema: deseña aquí todo o sistema e determina que PCBS específicos son necesarios e como combinalos todos co sistema completo.

Captura esquemática: os enxeñeiros de hardware ou eléctricos agora poden deseñar circuítos para un só PCB. Isto implicará colocar símbolos en esquemas e conectar fíos a pinos chamados redes para conexións eléctricas. Outro aspecto da captura esquemática é a simulación. As ferramentas de simulación permiten aos enxeñeiros de deseño identificar problemas no deseño do PCB real antes de traballar na súa disposición e fabricación.

Desenvolvemento de bibliotecas: todas as ferramentas CAD necesitan partes da biblioteca para usalas. Para os esquemas, haberá símbolos, para os deseños, haberá formas de superposición física de compoñentes e para maquinaria, haberá modelos 3D de características mecánicas. Nalgúns casos, estas seccións importaranse á biblioteca desde fontes externas, mentres que outras serán creadas por enxeñeiros.

Deseño mecánico: co desenvolvemento do deseño mecánico do sistema, determinarase o tamaño e a forma de cada PCB. O deseño tamén incluirá a colocación de conectores, soportes, interruptores e pantallas, así como interfaces entre a carcasa do sistema e o PCB.

Deseño de PCB: unha vez completado o deseño esquemático e mecánico, estes datos remitiranse á ferramenta de deseño de PCB. O enxeñeiro de deseño colocará os compoñentes especificados no esquema mentres se adhira ás restricións físicas especificadas no deseño mecánico. Unha vez que os compoñentes estean no seu lugar, a rede do esquema conectarase xuntos mediante delgados fíos que acabarán converténdose nun cableado metálico na placa. Algúns PCBS poden ter miles destas conexións e encamiñar todos estes cables para cumprir coas limitacións de rendemento e liberación pode ser unha tarefa desalentadora.

Desenvolvemento de software: desenvolvemento de software ao completar todos os demais aspectos do proxecto de deseño. Usando especificacións funcionais desenvolvidas polo mercado e compoñentes e especificacións eléctricas deseñadas polo hardware, o equipo de software creará o código que fai funcionar a placa.

Fabricación de PCB: unha vez finalizado o deseño do deseño, o documento final enviarase para a súa fabricación. O fabricante de PCB creará a tarxeta espida, mentres que o ensamblador de PCB soldará todas as pezas á tarxeta.

Proba e validación: unha vez que o fabricante confirma que a placa funciona, o equipo de deseño pasa por unha serie de probas para depurar a placa. Este proceso normalmente revela áreas do taboleiro que deben ser corrixidas e enviadas de novo para o seu novo deseño. Unha vez completadas todas as probas, o taboleiro está listo para a produción e o servizo.

Como podes ver, hai moitos aspectos diferentes no deseño de placas de circuítos impresos, que implican varios coñecementos diferentes. Unha vez que comece a traballar como enxeñeiro de deseño, pode ver estas diferentes posicións e decidir en que áreas máis quere centrarse.