Cuando me adentré en el mundo del diseño de PCB, me sentí entusiasmado y abrumado a la vez. El campo parecía vasto, con mucho que aprender y dominar. Pero sabía que tener objetivos claros y un camino estructurado sería clave. Los expertos técnicos afirman que hay siete áreas de conocimiento fundamentales en las que centrarse. Permítanme compartir mi enfoque en cada una de ellas, basándome en mi propia experiencia y aprendizaje.
1. Dominar al menos una herramienta EDA convencional
Existen muchos programas de diseño de PCB. Actualmente, los principales utilizados en el mercado son los siguientes cuatro: Cadence Allegro, Mentor EE, Mentor Pads, Altium Designer, Protel, etc. Entre ellos, Cadence Allegro tiene la mayor cuota de mercado. Allegro ofrece numerosas ventajas, como una interfaz de software intuitiva, rápida respuesta, alta eficiencia operativa, completas funciones de desarrollo secundario, un completo gestor de reglas y potentes funciones de diseño dedicadas de alta velocidad, etc.
El primer paso que di fue elegir una herramienta EDA en la que especializarme. Tras investigar, me decidí por Cadence Allegro, que tiene la mayor cuota de mercado del sector. Escuché de mis superiores que se utiliza ampliamente en los campos de la comunicación, los servidores y el control industrial, lo que coincide con mi interés en proyectos complejos.
2. Comprensión de componentes, esquemas y señales clave
Componentes electrónicos comunes: resistencias, condensadores, inductores, transformadores, diodos, transistores, transistores de efecto de campo, optoacopladores (OC), sensores, osciladores de cristal, relés, zumbadores, puentes rectificadores, filtros, interruptores, fusibles, etc. Las señales clave incluyen: fuente de alimentación, señal de simulación, señal de alta velocidad, señal de reloj, señal diferencial, señal de sincronización, etc.
3. Conocimiento de los materiales, procesos y técnicas de las placas
Placas comunes: cartón, placa de semifibra de vidrio, placa de fibra de vidrio FR-4, sustrato de aluminio, etc.
Tecnología de proceso principal de la fábrica de placas de circuitos: corte, taladrado, orificio pasante (PTH), producción de circuitos, soldadura Tecnología de máscara
4. Conocimiento de los procesos y técnicas de ensamblaje de módulos SMD (SMT)
Flujo de proceso de la tecnología de montaje superficial (SMT): impresión de pasta de soldadura, montaje de componentes, soldadura por reflujo, inspección de AOI
Ventajas técnicas: integración de alta densidad (compatible con circuitos integrados de paso de 0,3 mm), alta fiabilidad, apto para producción automatizada, ampliamente utilizado en teléfonos inteligentes y placas base para portátiles.
Flujo del proceso de la tecnología de inserción por orificio pasante (THT): inserción de componentes, soldadura por ola, limpieza por cizallamiento, características técnicas, proceso de ensamblaje mixto
5. Conocimiento de las pruebas de soldadura
Las pruebas de soldabilidad se utilizan generalmente para evaluar cualitativa y cuantitativamente la soldabilidad de componentes, placas de circuito impreso, soldaduras y fundentes. En el proceso de ensamblaje y soldadura de productos electrónicos, la calidad de la soldadura afecta directamente la calidad de toda la máquina. Por lo tanto, para mejorar la calidad de la soldadura, además de controlar estrictamente los parámetros del proceso, también es necesario realizar pruebas científicas de soldabilidad en placas de circuito impreso y componentes electrónicos.
6. Conocimientos básicos de SI/PI
Con el aumento de la velocidad de conmutación de salida de los circuitos integrados y la mayor densidad de las placas PCB, la integridad de la señal (SI) se ha convertido en uno de los aspectos clave en el diseño de PCB digitales de alta velocidad. Factores como los parámetros de los componentes y las placas PCB, la disposición de los componentes en las placas PCB y el cableado de las señales de alta velocidad pueden causar problemas de integridad de la señal, lo que resulta en un funcionamiento inestable del sistema o incluso en la inoperancia total. Cómo considerar plenamente los factores de integridad de la señal en el proceso de diseño de placas PCB y tomar medidas de control efectivas se ha convertido en un tema candente en la industria actual del diseño de PCB.
Con la tendencia de desarrollo de sistemas electrónicos de alto consumo de energía, alta densidad, alta velocidad, alta corriente y bajo voltaje, el problema de integridad de potencia (PI) en el diseño de PCB de alta velocidad se ha vuelto cada vez más grave.
Como excelente ingeniero de diseño de PCB, es fundamental tener conocimientos de SI/PI para optimizar el diseño de PCB, mejorar el diseño de canales de potencia y el diseño de condensadores de desacoplamiento, entre otros.
7. Conocimiento profundo de EMC/EMI de la PCB diseñada.
Como todos sabemos, el diseño de PCB debe considerar exhaustivamente múltiples factores como la realización de funciones, el costo, el proceso de producción, la compatibilidad electromagnética (CEM) y la estética.
A medida que la frecuencia de las señales electrónicas y los procesadores de los equipos electrónicos continúa aumentando, el sistema electrónico se ha convertido en un dispositivo complejo que contiene múltiples componentes y subsistemas. La alta densidad y la alta velocidad aumentan la radiación del sistema, mientras que el bajo voltaje y la alta sensibilidad reducen la antiinterferencia del sistema. Por lo tanto, la interferencia electromagnética (EMI) representa una amenaza real para la seguridad, la confiabilidad y la estabilidad de los equipos electrónicos. Al diseñar productos electrónicos, el diseño de las placas PCB es crucial para resolver los problemas de EMI.
Conclusión
Convertirse en un excelente ingeniero de PCB es un proceso de aprendizaje continuo. Desde dominar las herramientas EDA hasta comprender conceptos complejos de SI/PI y EMC, cada paso requiere práctica, paciencia y la disposición a aprender de los errores. Si estás empezando, recuerda: concéntrate en construir una base sólida en estas siete áreas, aprende de cada proyecto y no dudes en pedir ayuda. Con tiempo y esfuerzo, cualquiera puede convertirse en un ingeniero de PCB experto.
