Souvenons-nous de la répartition des responsabilités des spécialistes de l'industrie électronique il y a 40 ans. Le processus a été divisé en deux étapes principales, la première étant le développement de schémas de circuits, et les ingénieurs de circuits (et le font toujours). Beaucoup de choses ont changé depuis lors, mais l'essence reste la même.
À cette époque, les circuits étaient composés de composants discrets - résistances, condensateurs, diodes, transistors, etc. Cependant, les ingénieurs électroniciens concevant de tels circuits n'étaient pas tenus de prendre en compte les dimensions physiques des composants: ils ne s'intéressaient qu'aux caractéristiques techniques.
Les universités des futurs ingénieurs de cette spécialité ont appris les circuits. Au cours de la formation pratique, ils ont modélisé leurs appareils sur des cartes de prototypage, et seuls quelques-uns ont dû faire face à la disposition des PCB - ceux qui en avaient besoin dans leurs projets de fin d'études.
La deuxième étape du processus de développement des appareils électroniques est la mise en œuvre de circuits sur des cartes de circuits imprimés. Comme déjà mentionné, les ingénieurs de circuits ne pouvaient pas le faire, et les concepteurs des cartes connectées à la question. Le travail a été réalisé principalement à la main, et les planches elles-mêmes ont été réalisées par gravure.
Dans les années 70, l'application des circuits intégrés (CI) a commencé à gagner en force. La miniaturisation des appareils est devenue un plus, mais en même temps, il y avait un problème de traçage, car la densité des pistes sur la carte augmentait.
À la fin des années 80, lorsque les circuits intégrés ont commencé à être utilisés partout, la méthode de gravure s'est avérée inefficace, de sorte que l'industrie s'est dirigée vers les cartes de circuits imprimés multicouches. En conséquence, les concepteurs de circuits et les concepteurs de cartes mères ont dû s'attaquer au développement de l'électronique CAO - sinon l'industrie ne se serait pas remise des crises économiques suivantes depuis longtemps.
Passons maintenant aux résultats des enquêtes récentes. Plus de 75% des concepteurs de PCB ont déjà dépassé l'âge de 45 ans, et la moitié d'entre eux prévoient de prendre leur retraite au cours des 10 prochaines années. Qu'est-ce que cela signifie pour l'industrie?
- Les concepteurs de tableaux ont survécu à trois crises économiques et ne sont pas enclins à partager leurs expériences avec les jeunes - sinon ils pourraient être licenciés pour réduire le personnel plus tôt qu'ils ne le pensaient.
- Les universités et l'industrie ne peuvent pas trouver une langue commune entre elles, et les étudiants en électronique ne sont toujours pas enseignés à travailler avec des cartes de circuits imprimés.
- Il n'y a pas de programmes de recyclage efficaces pour la spécialité «PCB designer».
- Dans un avenir proche, l'industrie n'abandonnera pas les cartes de circuits imprimés - il n'y a pas encore d'alternative.
- Le concept de conception mécatronique gagne en popularité, et ceux qui décident de le suivre doivent comprendre les méthodes avancées de conception et de fabrication de cartes.
En fait, il y avait un vide dans l'industrie électronique. Les ingénieurs de circuits ne prévoient pas de concevoir des cartes - ils sont plus intéressés à développer des schémas de circuits et à écrire des microprogrammes.
Mais en réalité, les cartes sont tout autant une préoccupation pour les concepteurs de matériel. Ici, les composants électriques et mécaniques se rejoignent et ce que nous appelons la mécatronique est formé.
Le développement de schémas de circuits avec des composants de puissance, analogiques et numériques reste la responsabilité des ingénieurs de circuits, mais nous n'exclurons pas la possibilité que les universités forment également des spécialistes en mécatronique à l'avenir.
Les concepteurs d'appareils électroniques pourraient bien succéder aux concepteurs de cartes de circuits imprimés, et voici pourquoi:
Bibliothèques Dans la conception des cartes de circuits imprimés, l'un des principaux facteurs est la prise en compte du circuit de l'élément. Il est également nécessaire de prendre en compte la localisation des conclusions afin de séparer correctement les pistes et de prendre en compte toutes les tolérances nécessaires.
De telles nuances sont inconnues de l'ingénieur des circuits, et les concepteurs de produits électroniques en sont très conscients. De plus, il ne faut pas oublier la hauteur de chaque élément spécifique, ce qui est important pour leur bon placement sur la planche.
Formulaire du conseil. Les services marketing sont de plus en plus inclus dans le processus de mise en page des panneaux - ce sont eux qui ont la voix décisive pour déterminer la forme des produits, et les concepteurs doivent en tenir compte.
Par le passé, l'industrie et les consommateurs étaient assez satisfaits des circuits imprimés de forme rectangulaire répétant la forme des boîtiers de produits. Plus précisément, les dimensions des étuis ont été ajustées aux planches qui se trouvaient à l'intérieur. Mais avec le développement des systèmes de conception, les restrictions ont disparu et les formes peuvent être arbitraires. Maintenant, au contraire, les planches sont conçues pour s'adapter dans les cas conçus par les concepteurs.
Placement des articles. Ici, la composante design et marketing gagne en poids. La carte ainsi que les composants sont transférés de la conception au système de conception de circuits et vice versa afin d'obtenir une ergonomie maximale du produit. Il devrait être pratique pour l'utilisateur d'appuyer sur les boutons, de régler la position des commutateurs, de connecter les câbles et d'observer les écrans et les LED. Ici encore, nous pouvons parler de mécatronique, car en temps réel il y a un développement parallèle des pièces électroniques et mécaniques. Cela vous permet d'assurer le placement correct de la carte et des composants sur celle-ci, afin qu'il n'y ait pas de conflits entre eux et le corps du produit.
Contrôle de la conformité. Les règles déterminent notamment les écarts entre les pistes, la distance entre les éléments, la largeur des pistes, les diamètres des trous et les dimensions des patins. Certains de ces paramètres reflètent les besoins électriques (principalement dans les appareils électriques et à haute fréquence); d'autres proviennent de la fabricabilité. Le concepteur doit connaître la théorie de la tolérance et pouvoir l'appliquer dans la pratique.
Câblage. L'une des tâches les plus sérieuses dans la conception de cartes de circuits imprimés est la disposition des pistes, qui nécessite de l'expérience et des qualifications d'ingénieurs. Lors de l'enseignement de ce processus, la méthode des essais et erreurs est souvent pratiquée, il est donc difficile de dire quels ingénieurs réussiront. Les développeurs de CAO électronique comprennent le problème et essaient d'inclure autant de fonctions que possible pour automatiser le processus dans leurs systèmes. Cependant, les utilisateurs de ces systèmes de CAO doivent avoir l'expérience nécessaire pour travailler efficacement.
Dissipation thermique. Les problèmes de dissipateur de chaleur sont familiers à tout le monde, en particulier aux développeurs d'appareils pour des conditions climatiques difficiles, de puissance et d'appareils à haute fréquence. Les fabricants de systèmes de CAO électroniques et mécaniques ont réagi en ajoutant des capacités d'analyse à leurs systèmes. Néanmoins, les utilisateurs eux-mêmes devraient être conscients des processus de transfert de chaleur et les universités devraient prendre soin d'enseigner aux ingénieurs les disciplines appropriées.
ConclusionsNous avons essayé de montrer que la conception des circuits imprimés est également de la responsabilité des concepteurs d'appareils électroniques. Il existe des exceptions, et les ingénieurs de circuits sont impliqués dans le développement de circuits imprimés de haute complexité, mais dans le cas général, la tâche est assez accessible aux concepteurs qui ont des compétences de base pour travailler avec l'électronique CAO.
De plus, il devient clair que les cartes de circuits imprimés sont mécatroniques et doivent être conçues tout en développant des composants électriques et mécaniques. Et à l'avenir, des technologies révolutionnaires telles que l'impression 3D, les pâtes conductrices et les composants intégrés nous attendent. Cela signifie que les méthodes de production et les qualifications des ingénieurs vont changer. Les circuits et les concepteurs devront interagir activement dans le processus de développement des cartes de circuits imprimés et de la disposition des produits.