Wie man PCB-Design lernt

Einführung

Leiterplatten-Designer (PCB-Designer) werden heute mehr denn je benötigt, und dieser Bedarf wird in Zukunft nur noch steigen, da immer mehr erfahrene PCB-Design-Ingenieure in den Ruhestand gehen, während die Herausforderungen und Komplexitäten des PCB-Designs zunehmen. PCB-Design ist längst nicht mehr nur ein einfaches "Verbinden der Punkte", sondern eine komplexe Wissenschaft, die, wenn sie vernachlässigt wird, zu einem nicht funktionierenden Produkt führt.

Leider ist PCB-Design typischerweise kein Teil des Lehrplans im Studium der Elektrotechnik an Universitäten. Tatsächlich wurde, selbst an den besten Universitäten – eine davon konnte ich glücklicherweise für mein Ingenieurstudium besuchen – kaum bis gar nicht über PCBs gesprochen, und der Hauptteil unseres Kurses schien sich mit dem Lösen von langen, schwierigen Gleichungen von Hand zu beschäftigen. 

Glücklicherweise hat mich ein Universitätsfreund zu der Zeit rein zufällig mit dem PCB-Design bekannt gemacht. Einerseits war der Weg von diesem Punkt an, bis zu dem, wo ich jetzt bin, unglaublich lohnend und eröffnete eine Fülle von Möglichkeiten. Andererseits war es jedoch ziemlich hart, da ich unterwegs keine Anleitung oder Mentor hatte.

PCB-Design ist ein so breites und komplexes Thema, und jeder, der heutzutage einen Job im PCB-Design sucht, muss mit vielen Aspekten vertraut sein. Von HDI-Designs über HF-Layout und Mixed-Signal-Platinen, Design für die Fertigung und alles dazwischen.

In diesem Blog habe ich eine Liste von Ressourcen (sowohl kostenlos als auch kostenpflichtig) zusammengestellt, die mir geholfen haben und meine PCB-Design-Fähigkeiten auf die nächste Stufe gebracht haben. 

Praktische Erfahrung

Insbesondere für jüngere Ingenieure und Ingenieurstudenten ist mein wichtigster Tipp, praktische Erfahrung zu sammeln. Wählen Sie einfach ein Projekt oder ein Problem, das Sie lösen möchten (das Elektronik beinhaltet), und versuchen Sie, es zu lösen.

Nichts lehrt Sie mehr als praktische Erfahrung, zu sehen, was funktioniert und was nicht, und letztendlich Fehler zu machen.
Darüber hinaus sind die Kosten für die PCB-Herstellung und PCB-Design-Tools in den letzten Jahrzehnten rapide gesunken und daher für das Budget eines typischen Studenten erreichbar.

YouTube

YouTube hat sich zu einer unglaublich nützlichen Plattform für eine Vielzahl von Ingenieursthemen entwickelt. Dies gilt insbesondere für das PCB-Design, da Sie dort viele nützliche und detaillierte Informationen finden werden. Von den Grundlagen des PCB-Designs, Tutorials zur Verwendung von Altium Designer, bis hin zu fortgeschrittenen Themen wie HDI-Design, BGA-Fanout und mehr.

Seien Sie jedoch vorsichtig – so nützlich YouTube als Ressource auch ist, muss darauf geachtet werden, Fehlinformationen zu vermeiden. Um Ihnen zu helfen, sind hier meine drei Top-Ressourcen für PCB auf YouTube:

• Altium
  Der YouTube-Kanal von Altium enthält ein breites Spektrum an Videos, einschließlich Podcasts mit Branchenexperten, AltiumLive-Berichterstattung und mehr.
  Es gibt jedoch zwei Videos, die besonders hervorstechen und die ich absolut jedem empfehlen würde, der sich für PCB-Design interessiert.
  Beide Videos zeigen meinen persönlichen PCB-Design-Helden Rick Hartley und sind ein absolutes Muss:
  
  ‘Wie man eine ordnungsgemäße Erdung erreicht’
  und
  ‘Was Ihre differentiellen Paare sich wünschen, dass Sie wüssten’ 
  
  Glauben Sie mir, die Art und Weise, wie Sie PCBs betrachten und entwerfen, wird nach dem Ansehen dieser Videos nie wieder dieselbe sein.
• Altium Academy
  Eine weitere fantastische Ressource, die von Altium für PCB-Design-Ingenieure verschiedener Erfahrungsstufen bereitgestellt wird. Sowohl Anfänger als auch erfahrene Ingenieure werden hier etwas Neues lernen.
  
  Überwiegend mit Inhalten von Zach Peterson und Phil Salmony bietet die Altium Academy ein breites Spektrum an Themen, von Altium Designer Anleitungen, Best Practices im PCB-Design, Podcasts und mehr.
• Robert Feranec
  Roberts Kanal bietet viele Videos über fortgeschrittenere Funktionen von Altium Designer sowie über komplexere Hardware-Designs (zum Beispiel DDR-Speicherrouting). Er präsentiert auch viele Expertengäste (zum Beispiel Dr. Eric Bogatin) auf seinem Kanal, die detailliert fortgeschrittenere Konzepte erklären.
• Phil’s Lab
  Bitte entschuldigen Sie die schamlose Eigenwerbung meinerseits. Mein persönlicher YouTube-Kanal richtet sich an eine breite Auswahl von Ingenieuren. Von PCB-Design, über analoge Elektronik, bis hin zur digitalen Signalverarbeitung und darüber hinaus. Hier wird die reale Elektronik lebendig - von der Theorie zur Umsetzung.

Kurse

Wenn man den kostenlosen Bereich von YouTube verlässt, ist eine weitere sehr empfehlenswerte Methode, PCB-Design zu lernen, über spezielle Kurse. Hier stechen drei Angebote hervor:

• PCE EDU
  Die Printed Circuit Engineering Association hat es versucht und ist erfolgreich darin gewesen, den Mangel an professionellen Schulungsmaterialien für PCB-Design-Ingenieure mit diesem Kurs anzugehen. Entwickelt in Zusammenarbeit mit Rick Hartley und Mike Creeden.
• IPC CID/CID+
  IPC bietet zwei zertifizierte Interconnect-Designer-Kurse mit Akkreditierung an (CID oder das fortgeschrittene CID+). Diese Kurse legen einen besonderen Schwerpunkt auf das Design für die Fertigung und, wie der Name schon sagt, auf die Standards von IPC.
• Fedevel Academy
  Robert Feranec betreibt nicht nur einen sehr lehrreichen YouTube-Kanal, sondern auch die Fedevel Academy. Eine Plattform, die speziell darauf ausgelegt ist, Kurse für Hardware-Design anzubieten, mit einem besonderen Fokus auf PCB-Design und Altium Designer. 

Seminare, Webinare und Konferenzen

PCB West und PCB East sind die größten jährlichen Konferenzen zum Thema PCB-Design, mit mehrtägigen Schulungssitzungen, Ausstellungen und Networking-Möglichkeiten. Eine großartige Möglichkeit, um auf dem neuesten Stand der PCB-Design-Trends zu bleiben sowie Ihre PCB-Design-Fähigkeiten zu verbessern.

Achten Sie auch auf Webinare, die von der PCEA angeboten werden. Ich habe mehrere davon besucht, wieder mit Rick Hartley, zum Beispiel über RF-Routing oder DDR-PCB-Design.

Bücher

Zu guter Letzt stellen Bücher eine hervorragende Ressource dar, um Ihre PCB-Designfähigkeiten zu verbessern. Rick Harley hat einen Teil seiner Leseliste öffentlich zugänglich gemacht, direkt hier auf Altiums Ressourcenseite.