Cum să devii un PCB inginer de design

De la ingineri hardware dedicați la diverse tehnicieni și personal de asistență, proiectarea PCB implică multe roluri diferite:

Ingineri hardware: acești ingineri sunt responsabili pentru proiectarea circuitelor. De obicei, fac acest lucru prin desenarea schemelor de circuite pe un sistem CAD desemnat pentru captarea schematică și, de obicei, vor face și aspectul fizic al PCB-ului.

Ingineri de amenajare: acești ingineri sunt specialiști în amenajări specializate care vor aranja aspectul fizic al componentelor electrice de pe placă și vor conecta toate semnalele lor electrice cu cabluri metalice. Acest lucru se face și pe un sistem CAD dedicat aspectului fizic, care creează apoi un fișier specific pentru a fi trimis producătorului PCB.

Ingineri mecanici: Acești ingineri sunt responsabili de proiectarea aspectelor mecanice ale plăcii de circuit, precum dimensiunea și forma, pentru a o potrivi în carcasa dispozitivului proiectat cu alte PCBS.

Ingineri software: acești ingineri sunt creatorii oricărui software necesar pentru ca placa să funcționeze conform intenției.

Tehnici de testare și refacere: acești specialiști lucrează cu plăci fabricate pentru a depana și verifica dacă funcționează corect și pentru a efectua corecții sau reparații pentru erori, după cum este necesar.

În plus față de aceste roluri specifice, există personal de producție și asamblare care va fi responsabil pentru realizarea plăcilor de circuit și a multor altele de-a lungul drumului.

Majoritatea acestor posturi necesită o diplomă de inginer, fie că este vorba de electricitate, mecanică sau software. Cu toate acestea, multe posturi tehnice necesită doar o diplomă de asociat pentru a permite personalului din aceste poziții să învețe și, în cele din urmă, să devină posturi de inginer. Cu un nivel ridicat de motivație și educație, domeniul carierei pentru inginerii de proiectare este într-adevăr foarte luminos.

Proces de proiectare PCB

Având în vedere diferitele tipuri de ingineri de proiectare implicați în proiectarea PCB, există multe opțiuni atunci când se ia în considerare calea carierei de urmat. Pentru a vă ajuta să decideți ce cale să mergeți, iată o scurtă prezentare generală a procesului de proiectare a PCB-ului și a modului în care acești ingineri se încadrează în fluxul de lucru:

Concept: trebuie să proiectezi înainte să poți proiecta. Uneori este produsul unei noi invenții și, uneori, face parte dintr-un proces de dezvoltare mai amplu al întregului sistem. De obicei, profesioniștii din marketing determină cerințele și funcțiile unui produs și apoi transmit informațiile către departamentul de inginerie de proiectare.

Proiectarea sistemului: Proiectați aici întregul sistem și determinați ce PCBS specifice sunt necesare și cum să le combinați pe toate în sistemul complet.

Captură schematică: Inginerii hardware sau electrici pot proiecta acum circuite pentru un singur PCB. Aceasta va implica plasarea de simboluri pe scheme și conectarea firelor la pinii numiți rețele pentru conexiuni electrice. Un alt aspect al captării schematice este simularea. Instrumentele de simulare permit inginerilor de proiectare să identifice problemele legate de proiectarea PCB-ului real înainte de a lucra la aspectul și fabricarea acestuia.

Dezvoltare bibliotecă: toate instrumentele CAD necesită piese de bibliotecă de utilizat. Pentru schemă, vor exista simboluri, pentru machete, vor exista forme de suprapunere fizică a componentelor, iar pentru mașini, vor exista modele 3D de caracteristici mecanice. În unele cazuri, aceste secțiuni vor fi importate în bibliotecă din surse externe, în timp ce altele vor fi create de ingineri.

Proiectare mecanică: Odată cu dezvoltarea proiectării mecanice a sistemului, vor fi determinate dimensiunea și forma fiecărui PCB. Proiectarea va include, de asemenea, amplasarea conectorilor, consolelor, comutatoarelor și afișajelor, precum și interfețele dintre carcasa sistemului și PCB.

Aspect PCB: După finalizarea proiectării schematice și mecanice, aceste date vor fi transmise instrumentului de aspect PCB. Inginerul de amenajare va amplasa componentele specificate în schemă în timp ce va respecta constrângerile fizice specificate în proiectarea mecanică. Odată ce componentele sunt la locul lor, rețeaua de pe schemă va fi conectată împreună folosind fire subțiri care vor deveni în cele din urmă cabluri metalice pe placă. Unele PCBS pot avea mii de aceste conexiuni, iar direcționarea tuturor acestor fire pentru a se conforma cu limitările de clearance și performanță poate fi o sarcină descurajantă.

Dezvoltare software: Dezvoltarea software-ului în timp ce finalizați toate celelalte aspecte ale proiectului de proiectare. Folosind specificațiile funcționale dezvoltate de piață și componentele și specificațiile electrice proiectate de hardware, echipa software va crea codul care face ca placa să funcționeze.

Fabricarea PCB-ului: După finalizarea proiectării aspectului, documentul final va fi trimis spre fabricare. Producătorul PCB va crea placa goală, în timp ce ansamblorul PCB va sudura toate piesele pe placa.

Testare și validare: Odată ce producătorul confirmă că placa funcționează, echipa de proiectare trece printr-o serie de teste pentru a depana placa. Acest proces dezvăluie de obicei zone ale tabloului care trebuie corectate și trimise înapoi pentru reproiectare. Odată ce toate testele sunt finalizate cu succes, placa este pregătită pentru producție și service.

După cum puteți vedea, există multe aspecte diferite ale proiectării plăcilor de circuite imprimate, implicând mai multe expertize diferite. Odată ce începi să lucrezi ca inginer de proiectare, poți să te uiți la aceste poziții diferite și să decizi asupra domeniilor pe care vrei să te concentrezi cel mai mult.