Come diventare a PCB ingegnere progettista

Da ingegneri hardware dedicati a vari tecnici e personale di supporto, la progettazione PCB coinvolge molti ruoli diversi:

Ingegneri hardware: questi ingegneri sono responsabili della progettazione dei circuiti. Di solito lo fanno disegnando schemi circuitali su un sistema CAD designato per l’acquisizione schematica e di solito eseguono anche il layout fisico del PCB.

Ingegneri di layout: questi ingegneri sono specialisti di layout specializzati che organizzeranno il layout fisico dei componenti elettrici sulla scheda e collegheranno tutti i loro segnali elettrici con cavi metallici. Anche questo avviene su un sistema CAD dedicato al layout fisico, che poi crea un file specifico da inviare al produttore del PCB.

Ingegneri meccanici: questi ingegneri sono responsabili della progettazione degli aspetti meccanici del circuito stampato, come le dimensioni e la forma, al fine di inserirlo nell’alloggiamento del dispositivo progettato con altri PCB.

Ingegneri del software: questi ingegneri sono i creatori di qualsiasi software necessario affinché la scheda funzioni come previsto.

Tecnici di test e rilavorazione: questi specialisti lavorano con schede prodotte per eseguire il debug e verificare che funzionino correttamente e apportare correzioni o riparazioni per errori secondo necessità.

Oltre a questi ruoli specifici, ci sono personale di produzione e assemblaggio che sarà responsabile della realizzazione dei circuiti stampati e molti altri lungo il percorso.

La maggior parte di queste posizioni richiede una laurea in ingegneria, sia elettrica, meccanica o software. Tuttavia, molte posizioni tecniche richiedono solo un diploma di socio per consentire al personale in quelle posizioni di apprendere e alla fine crescere in posizioni di ingegneria. Con alti livelli di motivazione e istruzione, il campo della carriera per gli ingegneri progettisti è davvero molto brillante.

Processo di progettazione PCB

Considerando i diversi tipi di progettisti coinvolti nella progettazione di PCB, ci sono molte opzioni quando si considera il percorso di carriera da seguire. Per aiutarti a decidere quale strada seguire, ecco una breve panoramica del processo di progettazione PCB e di come questi diversi ingegneri si inseriscono nel flusso di lavoro:

Concetto: devi progettare prima di poter progettare. A volte è il prodotto di una nuova invenzione, altre volte fa parte di un più ampio processo di sviluppo dell’intero sistema. In genere, i professionisti del marketing determinano i requisiti e le funzioni di un prodotto e quindi trasmettono le informazioni al reparto tecnico di progettazione.

Progettazione del sistema: progettare qui l’intero sistema e determinare quali PCB specifici sono necessari e come combinarli tutti nel sistema completo.

Acquisizione schematica: gli ingegneri hardware o elettrici possono ora progettare circuiti per un singolo PCB. Ciò comporterà il posizionamento di simboli sugli schemi e il collegamento di fili a pin chiamati reti per i collegamenti elettrici. Un altro aspetto della cattura schematica è la simulazione. Gli strumenti di simulazione consentono ai progettisti di identificare i problemi nella progettazione del PCB effettivo prima di lavorare sul layout e sulla produzione.

Sviluppo della libreria: tutti gli strumenti CAD necessitano di parti di libreria da utilizzare. Per gli schemi, ci saranno simboli, per i layout, ci saranno forme fisiche di sovrapposizione dei componenti e per i macchinari, ci saranno modelli 3D di caratteristiche meccaniche. In alcuni casi, queste sezioni verranno importate nella libreria da fonti esterne, mentre altre verranno create dagli ingegneri.

Progettazione meccanica: Con lo sviluppo della progettazione meccanica del sistema, verranno determinate le dimensioni e la forma di ciascun PCB. Il progetto includerà anche il posizionamento di connettori, staffe, interruttori e display, nonché interfacce tra l’alloggiamento del sistema e il PCB.

Layout PCB: dopo aver completato la progettazione schematica e meccanica, questi dati verranno inoltrati allo strumento di layout PCB. Il progettista di layout posizionerà i componenti specificati nello schema rispettando i vincoli fisici specificati nella progettazione meccanica. Una volta che i componenti sono a posto, la griglia sullo schema sarà collegata insieme utilizzando fili sottili che alla fine diventeranno cavi metallici sulla scheda. Alcuni PCB possono avere migliaia di queste connessioni e instradare tutti questi cavi per rispettare i limiti di spazio e prestazioni può essere un compito arduo.

Sviluppo software: sviluppo di software mentre si completano tutti gli altri aspetti del progetto di design. Utilizzando le specifiche funzionali sviluppate dal mercato e i componenti e le specifiche elettriche progettate dall’hardware, il team del software creerà il codice che fa funzionare la scheda.

Fabbricazione PCB: una volta completata la progettazione del layout, il documento finale verrà inviato per la fabbricazione. Il produttore del PCB creerà la scheda nuda, mentre l’assemblatore del PCB salderà tutte le parti sulla scheda.

Test e convalida: una volta che il produttore ha confermato che la scheda funziona, il team di progettazione esegue una serie di test per eseguire il debug della scheda. Questo processo di solito rivela le aree della scheda che devono essere corrette e rispedite per la riprogettazione. Una volta completati con successo tutti i test, la scheda è pronta per la produzione e l’assistenza.

Come puoi vedere, ci sono molti aspetti diversi della progettazione di circuiti stampati, che coinvolgono diverse competenze. Una volta che inizi a lavorare come ingegnere progettista, puoi esaminare queste diverse posizioni e decidere su quali aree vuoi concentrarti maggiormente.