Mari kita ingat bagaimana tanggung jawab para spesialis dalam industri elektronik didistribusikan 40 tahun yang lalu. Proses ini dibagi menjadi dua tahap utama, yang pertama adalah pengembangan diagram sirkuit, dan insinyur sirkuit (dan masih) melakukannya. Banyak yang telah berubah sejak saat itu, tetapi esensinya tetap sama.
Pada masa itu, sirkuit terdiri dari komponen diskrit - resistor, kapasitor, dioda, transistor, dll. Namun, para insinyur elektronik yang merancang rangkaian seperti itu tidak diharuskan untuk memperhitungkan dimensi fisik komponen: mereka hanya tertarik pada karakteristik teknis.
Universitas-universitas para insinyur masa depan dalam bidang khusus ini diajari sirkuit. Dalam pelatihan praktis, mereka memodelkan perangkat mereka di papan prototyping, dan hanya sedikit yang harus berurusan dengan tata letak PCB - mereka yang membutuhkannya dalam proyek kelulusan mereka.
Tahap kedua dari proses pengembangan perangkat elektronik adalah penerapan sirkuit pada papan sirkuit cetak. Seperti yang telah disebutkan, insinyur sirkuit tidak bisa melakukan ini, dan para desainer papan terhubung ke masalah ini. Pekerjaan itu dilakukan terutama dengan tangan, dan papan itu sendiri dibuat dengan etsa.
Pada 70-an, penerapan sirkuit terpadu (IC) mulai mendapatkan kekuatan. Miniaturisasi perangkat menjadi nilai tambah, tetapi pada saat yang sama ada masalah dengan pelacakan, karena kepadatan trek di papan meningkat.
Pada akhir 80-an, ketika IC mulai digunakan di mana-mana, metode etsa terbukti tidak efektif, sehingga industri menuju papan sirkuit tercetak berlapis-lapis. Oleh karena itu, baik perancang sirkuit dan perancang motherboard harus menangani pengembangan elektronik CAD - jika tidak industri ini tidak akan pulih dari krisis ekonomi berikutnya untuk waktu yang lama.
Sekarang mari kita beralih ke hasil survei terbaru. Lebih dari 75 persen perancang PCB telah melewati usia 45 tahun, dan setengahnya berencana pensiun dalam 10 tahun mendatang. Apa artinya ini bagi industri?
- Desainer dewan telah selamat dari tiga krisis ekonomi dan tidak cenderung untuk berbagi pengalaman mereka dengan kaum muda - jika tidak mereka akan dipecat untuk mengurangi staf lebih awal dari yang mereka kira.
- Universitas dan industri tidak dapat menemukan bahasa yang sama di antara mereka sendiri, dan siswa elektronik masih tidak diajar untuk bekerja dengan papan sirkuit cetak.
- Tidak ada program pelatihan ulang yang efektif untuk "perancang PCB" khusus.
- Dalam waktu dekat, industri tidak akan menyerah papan sirkuit cetak - belum ada alternatif bagi mereka.
- Konsep desain mekatronik semakin populer, dan mereka yang memutuskan untuk mengikutinya perlu memahami metode canggih dalam mendesain dan membuat papan.
Bahkan, ada kekosongan dalam industri elektronik. Insinyur sirkuit tidak berencana untuk merancang papan - mereka lebih tertarik untuk mengembangkan diagram sirkuit dan menulis program mikro.
Namun pada kenyataannya, papan juga menjadi perhatian bagi para perancang perangkat keras. Di sini komponen listrik dan mekanik berkumpul, dan apa yang kita sebut mekatronika terbentuk.
Pengembangan diagram sirkuit dengan komponen daya, analog dan digital tetap menjadi tanggung jawab insinyur sirkuit, tetapi kami tidak akan mengesampingkan kemungkinan bahwa universitas juga akan melatih spesialis mekatronik di masa depan.
Desainer perangkat elektronik dapat mengambil alih dari desainer papan sirkuit cetak, dan inilah alasannya:
Perpustakaan Dalam desain papan sirkuit, salah satu faktor utama adalah pertimbangan rangkaian elemen. Penting juga untuk memperhitungkan lokasi kesimpulan untuk memisahkan jejak dengan benar dan memperhitungkan semua toleransi yang diperlukan.
Nuansa seperti itu tidak diketahui oleh insinyur sirkuit, dan para perancang produk elektronik sangat menyadarinya. Selain itu, kita tidak boleh lupa tentang ketinggian setiap elemen spesifik, yang penting untuk penempatannya yang tepat di papan tulis.
Bentuk papan. Layanan pemasaran semakin banyak dimasukkan dalam proses tata letak papan - merekalah yang memiliki suara yang menentukan dalam menentukan bentuk produk, dan desainer harus mempertimbangkan ini.
Di masa lalu, industri dan konsumen cukup puas dengan papan sirkuit cetak berbentuk persegi panjang yang mengulangi bentuk rumah produk. Lebih tepatnya, dimensi kasing disesuaikan dengan papan yang terletak di dalam. Tetapi dengan pengembangan sistem desain, pembatasan telah menghilang, dan formulir dapat berubah-ubah. Sekarang, sebaliknya, papan dirancang agar sesuai dengan kasing yang dirancang oleh para desainer.
Penempatan barang. Di sini, komponen desain dan pemasaran semakin bertambah. Papan beserta komponennya ditransfer dari desain ke sistem desain sirkuit dan sebaliknya untuk mencapai ergonomi maksimum dari produk. Seharusnya nyaman bagi pengguna untuk menekan tombol, mengatur posisi sakelar, menghubungkan kabel dan mengamati display dan LED. Di sini sekali lagi kita dapat berbicara tentang mekatronik, karena secara real time terdapat pengembangan paralel komponen elektronik dan mekanik. Ini memungkinkan Anda memastikan penempatan papan dan komponen yang benar di atasnya, sehingga tidak ada konflik antara mereka dan badan produk.
Memantau kepatuhan. Aturan menentukan, khususnya, kesenjangan antara trek, jarak antara elemen, lebar trek, diameter lubang dan dimensi bantalan. Beberapa parameter ini mencerminkan kebutuhan listrik (terutama pada daya dan perangkat frekuensi tinggi); yang lain berasal dari manufakturabilitas. Perancang harus mengetahui teori toleransi dan dapat menerapkannya dalam praktik.
Pengkabelan. Salah satu tugas paling serius dalam desain papan sirkuit cetak adalah tata letak trek, yang membutuhkan pengalaman dan kualifikasi dari para insinyur. Saat mengajarkan proses ini, metode coba-coba sering dipraktikkan, sehingga sulit untuk mengatakan insinyur mana yang akan berhasil dalam hal ini. Pengembang CAD elektronik memahami masalah ini, dan mencoba memasukkan sebanyak mungkin fungsi yang mengotomatiskan proses dalam sistem mereka. Namun, pengguna sistem CAD semacam itu harus memiliki pengalaman yang diperlukan untuk bekerja secara efektif.
Disipasi panas. Masalah heat sink sudah biasa bagi semua orang, terutama pengembang perangkat untuk kondisi iklim yang sulit, daya, dan perangkat frekuensi tinggi. Produsen sistem CAD elektronik dan mekanik merespons dengan menambahkan kemampuan analisis ke sistem mereka. Namun demikian, pengguna sendiri harus menyadari proses perpindahan panas, dan universitas harus memperhatikan pengajaran insinyur disiplin yang sesuai.
KesimpulanKami mencoba menunjukkan bahwa desain papan sirkuit tercetak juga merupakan tanggung jawab perancang perangkat elektronik. Ada pengecualian, dan insinyur sirkuit terlibat dalam pengembangan papan sirkuit dengan kompleksitas tinggi, tetapi dalam kasus umum, tugas ini cukup mudah diakses oleh desainer yang memiliki keterampilan dasar dalam bekerja dengan elektronik CAD.
Selain itu, menjadi jelas bahwa papan sirkuit tercetak adalah mekatronik, dan mereka perlu dirancang sambil mengembangkan komponen listrik dan mekanik. Dan di masa depan, teknologi revolusioner seperti pencetakan 3D, pasta konduktif dan komponen tertanam menunggu kami. Ini berarti bahwa metode dan kualifikasi produksi untuk insinyur akan berubah. Baik sirkuit dan perancang perlu berinteraksi secara aktif dalam proses pengembangan papan sirkuit dan tata letak produk.