如何成為PCB工程師及PCB設(shè)計(jì)流程

行業(yè)分析師預(yù)測(cè)，印刷電路板市場(chǎng)將有非常健康的增長(zhǎng)。航空航天，通信和物聯(lián)網(wǎng)等眾多新興技術(shù)行業(yè)推動(dòng)了這一趨勢(shì)。同時(shí)，CAD和EDA工具公司預(yù)計(jì)其用于生產(chǎn)這些印刷電路板的軟件的銷售將大大增長(zhǎng)。他們的全部關(guān)鍵是設(shè)計(jì)工程師，他們可以利用這些工具并以印刷電路板的形式創(chuàng)建高質(zhì)量的作品。

PCB設(shè)計(jì)行業(yè)的一些工作領(lǐng)域正在看到合格申請(qǐng)人的數(shù)量減少，這帶來(lái)了更多的機(jī)會(huì)。精通PCB物理設(shè)計(jì)（也稱為PCB布局）的人員退休的速度要快于新的布局設(shè)計(jì)師所取代的。行業(yè)需要高素質(zhì)的人才來(lái)填補(bǔ)這些職位。如何成為一名PCB設(shè)計(jì)工程師，這是一個(gè)很大的問(wèn)題。這里是一些可供參考信息。

如何成為使用PCB的設(shè)計(jì)工程師

從專用的硬件工程師到各種技術(shù)人員和支持人員，PCB的設(shè)計(jì)涉及許多不同的角色：

硬件工程師：這些工程師負(fù)責(zé)電路設(shè)計(jì)。他們通常通過(guò)在指定用于原理圖捕獲的CAD系統(tǒng)上繪制電路原理圖來(lái)完成此任務(wù)，并且他們通常也將進(jìn)行PCB的物理布局。

布局工程師：這些工程師是專門的布局專家，他們將在板上安排電氣組件的物理布局，并將其所有電氣信號(hào)與金屬走線連接在一起。這也在專用于物理布局的CAD系統(tǒng)上完成，然后將創(chuàng)建要發(fā)送給PCB制造商的特定文件。

機(jī)械工程師：這些工程師負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)電路板的機(jī)械方面，例如尺寸和形狀，以便將其與其他PCB一起安裝到設(shè)計(jì)的設(shè)備外殼中。

軟件工程師：這些工程師是電路板按其預(yù)期功能工作所需的任何軟件的創(chuàng)建者。

測(cè)試和返工技術(shù)人員：這些專家與已制造的電路板一起工作，以調(diào)試和驗(yàn)證其是否可以正常工作，并根據(jù)需要進(jìn)行對(duì)錯(cuò)誤的修改或維修。

除了這些特定的角色，還有制造和裝配人員將負(fù)責(zé)制造電路板以及沿途的許多其他人員。

這些職位中的大多數(shù)都需要工程學(xué)學(xué)位，無(wú)論是電氣，機(jī)械還是軟件。但是，許多技術(shù)職位只需要獲得副學(xué)士學(xué)位，就可以使這些職位的人員隨身學(xué)習(xí)，并最終成長(zhǎng)為工程職位。憑借高水平的積極性和教育，設(shè)計(jì)工程師的職業(yè)領(lǐng)域確實(shí)非常光明。

PCB設(shè)計(jì)流程

考慮到與PCB設(shè)計(jì)相關(guān)的不同類型的設(shè)計(jì)工程師，在考慮應(yīng)遵循的職業(yè)道路時(shí)有很多選擇。為了幫助您決定走哪條路，這里簡(jiǎn)要介紹了PCB設(shè)計(jì)過(guò)程以及這些不同的工程師如何適應(yīng)工作流程：

概念：在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，必須先進(jìn)行設(shè)計(jì)。有時(shí)，它是新發(fā)明的產(chǎn)品，而有時(shí)，它是整個(gè)系統(tǒng)的較大開(kāi)發(fā)過(guò)程的一部分。通常，市場(chǎng)營(yíng)銷專業(yè)人員確定產(chǎn)品的需求和功能，然后將信息傳遞給設(shè)計(jì)工程部門。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)：在這里設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)，并確定需要哪些特定的PCB，以及如何將它們?nèi)拷M合到完整的系統(tǒng)中。

原理圖捕獲：現(xiàn)在，硬件或電氣工程師可以為單個(gè)PCB設(shè)計(jì)電路。這將涉及在原理圖上放置符號(hào)并將線連接到稱為網(wǎng)絡(luò)的引腳以實(shí)現(xiàn)電氣連接。原理圖捕獲的另一方面是仿真。仿真工具使設(shè)計(jì)工程師可以在致力于實(shí)際PCB的布局和制造之前發(fā)現(xiàn)其設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。

庫(kù)開(kāi)發(fā)：所有CAD工具都需要庫(kù)零件才能使用。對(duì)于示意圖，將存在符號(hào)，對(duì)于布局，將具有組件的物理覆蓋區(qū)形狀，對(duì)于機(jī)械，將具有機(jī)械特征的3D模型。在某些情況下，這些部分將從外部來(lái)源導(dǎo)入到庫(kù)中，而其他部分則由工程師創(chuàng)建。

機(jī)械設(shè)計(jì)：隨著系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展，各個(gè)PCB的尺寸和形狀也將得到確定。該設(shè)計(jì)還將包括連接器，支架，開(kāi)關(guān)和顯示器的位置，以及系統(tǒng)外殼與PCB之間的接口。

PCB布局：完成原理圖和機(jī)械設(shè)計(jì)后，此數(shù)據(jù)將轉(zhuǎn)發(fā)到PCB布局工具中。布局工程師將放置示意圖中指定的組件，同時(shí)遵守機(jī)械設(shè)計(jì)指定的物理約束。一旦放置了組件，原理圖上的電網(wǎng)將使用細(xì)線連接在一起，這些細(xì)線最終將成為板上的金屬走線。某些PCB可以具有成千上萬(wàn)個(gè)這樣的連接，將所有這些走線布線以遵守間隙和性能限制是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。

軟件開(kāi)發(fā)：完成設(shè)計(jì)工程的所有其他方面時(shí)，同時(shí)在開(kāi)發(fā)軟件。使用由市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的功能規(guī)格以及硬件工程的組件和電氣規(guī)格，軟件團(tuán)隊(duì)將創(chuàng)建使該板正常工作的代碼。

PCB制造：完成布局設(shè)計(jì)后，最終文件將被發(fā)送出去進(jìn)行制造。PCB制造商將創(chuàng)建裸板，而PCB組裝商將所有部件焊接到板上。

測(cè)試和確認(rèn)：一旦制造商確認(rèn)電路板能夠正常運(yùn)行，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)便會(huì)通過(guò)一系列測(cè)試對(duì)電路板進(jìn)行調(diào)試。此過(guò)程通常會(huì)揭示需要校正的電路板區(qū)域，將其送回進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。一旦所有測(cè)試都成功完成，該板就可以投入生產(chǎn)和服務(wù)了。

如您所見(jiàn)，印刷電路板的設(shè)計(jì)有很多不同的方面，涉及幾種不同的專業(yè)技能。一旦您開(kāi)始成為一名設(shè)計(jì)工程師，您就可以查看這些不同的職位，并決定您最想關(guān)注的領(lǐng)域。