วิธีที่จะเป็น PCB วิศวกรออกแบบ

ตั้งแต่วิศวกรฮาร์ดแวร์โดยเฉพาะไปจนถึงช่างเทคนิคและบุคลากรสนับสนุน การออกแบบ PCB มีบทบาทที่แตกต่างกันมากมาย:

วิศวกรฮาร์ดแวร์: วิศวกรเหล่านี้รับผิดชอบการออกแบบวงจร พวกเขามักจะทำเช่นนี้โดยการวาดแผนผังวงจรบนระบบ CAD ที่กำหนดไว้สำหรับการจับภาพแผนผัง และมักจะทำเค้าโครงทางกายภาพของ PCB เช่นกัน

วิศวกรเลย์เอาต์: วิศวกรเหล่านี้เป็นผู้เชี่ยวชาญด้านเลย์เอาต์เฉพาะซึ่งจะจัดเลย์เอาต์ทางกายภาพของส่วนประกอบไฟฟ้าบนบอร์ดและเชื่อมต่อสัญญาณไฟฟ้าทั้งหมดของพวกเขาด้วยการเดินสายโลหะ สิ่งนี้จะทำบนระบบ CAD ที่ทุ่มเทให้กับเค้าโครงทางกายภาพ ซึ่งจะสร้างไฟล์เฉพาะเพื่อส่งไปยังผู้ผลิต PCB

วิศวกรเครื่องกล: วิศวกรเหล่านี้มีหน้าที่รับผิดชอบในการออกแบบลักษณะทางกลของแผงวงจร เช่น ขนาดและรูปร่าง เพื่อให้พอดีกับตัวเครื่องที่ออกแบบไว้กับ PCBS อื่นๆ

วิศวกรซอฟต์แวร์: วิศวกรเหล่านี้เป็นผู้สร้างซอฟต์แวร์ใดๆ ที่จำเป็นสำหรับบอร์ดเพื่อให้ทำงานได้ตามที่ตั้งใจไว้

ช่างทดสอบและซ่อมแซม: ผู้เชี่ยวชาญเหล่านี้ทำงานร่วมกับบอร์ดที่ผลิตขึ้นเพื่อแก้ไขจุดบกพร่องและตรวจสอบว่าทำงานได้อย่างถูกต้อง และทำการแก้ไขหรือซ่อมแซมข้อผิดพลาดตามความจำเป็น

นอกจากบทบาทเฉพาะเหล่านี้แล้ว ยังมีพนักงานฝ่ายผลิตและประกอบที่จะรับผิดชอบในการผลิตแผงวงจรและอื่น ๆ อีกมากมายไปพร้อมกัน

ตำแหน่งเหล่านี้ส่วนใหญ่ต้องการวุฒิการศึกษาด้านวิศวกรรม ไม่ว่าจะเป็นด้านไฟฟ้า เครื่องกล หรือซอฟต์แวร์ อย่างไรก็ตาม ตำแหน่งทางเทคนิคจำนวนมากต้องการเพียงปริญญาจากผู้ร่วมงานเพื่อให้บุคลากรในตำแหน่งเหล่านั้นสามารถเรียนรู้และเติบโตไปสู่ตำแหน่งวิศวกรรมได้ในที่สุด ด้วยแรงจูงใจและการศึกษาในระดับสูง สาขาวิชาอาชีพสำหรับวิศวกรออกแบบจึงมีความสดใสอย่างแท้จริง

กระบวนการออกแบบ PCB

เมื่อพิจารณาถึงประเภทต่าง ๆ ของวิศวกรออกแบบที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ PCB มีตัวเลือกมากมายเมื่อพิจารณาเส้นทางอาชีพที่จะปฏิบัติตาม เพื่อช่วยคุณตัดสินใจว่าควรไปทางไหน ต่อไปนี้คือภาพรวมคร่าวๆ ของกระบวนการออกแบบ PCB และวิธีที่วิศวกรต่างๆ เหล่านี้เข้ากับเวิร์กโฟลว์:

แนวคิด: คุณต้องออกแบบก่อนจึงจะออกแบบได้ บางครั้งก็เป็นผลจากการประดิษฐ์ใหม่และบางครั้งก็เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการพัฒนาที่ใหญ่กว่าของทั้งระบบ โดยทั่วไปแล้ว ผู้เชี่ยวชาญด้านการตลาดจะกำหนดข้อกำหนดและหน้าที่ของผลิตภัณฑ์ จากนั้นส่งข้อมูลไปยังแผนกวิศวกรรมการออกแบบ

การออกแบบระบบ: ออกแบบทั้งระบบที่นี่และกำหนดว่า PCBS ใดที่จำเป็นและจะรวมสิ่งเหล่านี้ทั้งหมดไว้ในระบบที่สมบูรณ์ได้อย่างไร

การจับแผนผัง: วิศวกรฮาร์ดแวร์หรือไฟฟ้าสามารถออกแบบวงจรสำหรับ PCB เดียวได้ สิ่งนี้จะเกี่ยวข้องกับการวางสัญลักษณ์บนแผนผังและการเชื่อมต่อสายไฟเข้ากับพินที่เรียกว่าเครือข่ายสำหรับการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า อีกแง่มุมหนึ่งของการจับแผนผังคือการจำลอง เครื่องมือจำลองช่วยให้วิศวกรออกแบบสามารถระบุปัญหาในการออกแบบ PCB จริงก่อนดำเนินการกับเค้าโครงและการผลิต

การพัฒนาห้องสมุด: เครื่องมือ CAD ทั้งหมดจำเป็นต้องมีส่วนต่างๆ ของห้องสมุดเพื่อใช้งาน สำหรับแผนผัง จะมีสัญลักษณ์ สำหรับเลย์เอาต์ จะมีรูปร่างซ้อนทับทางกายภาพของส่วนประกอบ และสำหรับเครื่องจักร จะมีโมเดล 3 มิติของคุณสมบัติทางกล ในบางกรณี หัวข้อเหล่านี้จะถูกนำเข้าไปยังไลบรารีจากแหล่งภายนอก ในขณะที่ส่วนอื่นๆ จะถูกสร้างขึ้นโดยวิศวกร

การออกแบบทางกล: ด้วยการพัฒนาการออกแบบทางกลของระบบ จะกำหนดขนาดและรูปร่างของ PCB แต่ละอัน การออกแบบยังรวมถึงตำแหน่งของคอนเน็กเตอร์ โครงยึด สวิตช์ และจอแสดงผล ตลอดจนส่วนต่อประสานระหว่างตัวเรือนระบบและ PCB

เค้าโครง PCB: หลังจากการออกแบบแผนผังและกลไกเสร็จสิ้น ข้อมูลนี้จะถูกส่งต่อไปยังเครื่องมือเค้าโครง PCB วิศวกรเลย์เอาต์จะวางส่วนประกอบที่ระบุในแผนผังในขณะที่ปฏิบัติตามข้อจำกัดทางกายภาพที่ระบุในการออกแบบทางกล เมื่อส่วนประกอบเข้าที่แล้ว กริดบนแผนผังจะเชื่อมต่อเข้าด้วยกันโดยใช้สายเส้นเล็กที่ในที่สุดก็จะกลายเป็นสายไฟโลหะบนบอร์ด PCBS บางตัวสามารถมีการเชื่อมต่อได้หลายพันแบบ และการกำหนดเส้นทางสายไฟเหล่านี้ทั้งหมดเพื่อให้สอดคล้องกับข้อจำกัดด้านการกวาดล้างและประสิทธิภาพการทำงานอาจเป็นงานที่น่ากลัว

การพัฒนาซอฟต์แวร์: การพัฒนาซอฟต์แวร์ในขณะที่ดำเนินการด้านอื่น ๆ ทั้งหมดของโครงการออกแบบ เมื่อใช้ข้อกำหนดด้านฟังก์ชันที่พัฒนาโดยตลาดและส่วนประกอบ และข้อกำหนดทางไฟฟ้าที่ออกแบบโดยฮาร์ดแวร์ ทีมซอฟต์แวร์จะสร้างโค้ดที่ทำให้บอร์ดทำงานได้

การผลิต PCB: หลังจากการออกแบบเลย์เอาต์เสร็จสิ้น เอกสารขั้นสุดท้ายจะถูกส่งออกไปเพื่อการผลิต ผู้ผลิต PCB จะสร้างบอร์ดเปล่า ในขณะที่ตัวประกอบ PCB จะเชื่อมชิ้นส่วนทั้งหมดเข้ากับบอร์ด

การทดสอบและการตรวจสอบความถูกต้อง: เมื่อผู้ผลิตยืนยันว่าบอร์ดใช้งานได้ ทีมออกแบบจะผ่านการทดสอบหลายชุดเพื่อแก้ไขข้อบกพร่องของบอร์ด กระบวนการนี้มักจะเผยให้เห็นส่วนต่างๆ ของกระดานที่ต้องแก้ไขและส่งกลับเพื่อออกแบบใหม่ เมื่อการทดสอบทั้งหมดเสร็จสิ้น บอร์ดก็พร้อมสำหรับการผลิตและการบริการ

อย่างที่คุณเห็น การออกแบบแผงวงจรพิมพ์มีหลายแง่มุม ซึ่งเกี่ยวข้องกับความเชี่ยวชาญที่แตกต่างกันหลายประการ เมื่อคุณเริ่มทำงานเป็นวิศวกรออกแบบ คุณสามารถดูตำแหน่งต่างๆ เหล่านี้และตัดสินใจว่าคุณต้องการมุ่งเน้นด้านใดมากที่สุด