Guía de diseño de PCB para ingenieros: Parte 1 - El equipo

Creado: Febrero 10, 2017
Actualizado: Octobre 12, 2023

¿Quiénes participan en el proceso de diseño e ingeniería de una PCB? Sin duda, las tareas de creación de un diseño de PCB no recaen sobre los hombros de una sola persona. Son numerosas las disciplinas científicas y de ingeniería las que entran en juego para darle vida a tu proyecto. Como ingeniero de PCB, tu primera tarea es identificar a los miembros de tu equipo.

Guía de diseño de PCB para ingenieros: Parte 1 - El equipo

Esta Guía de Diseño de PCB para Ingenieros (Parte 1) es la primera de una serie de libros gratuitos de diseño de PCB que sirve de manual para los principiantes y estudiantes, así como también para profesionales de la ingeniería electrónica. Esta serie de documentos te permitirá entender los métodos, etapas y prácticas de producción de una placa de circuito impreso (PCB), desde la perspectiva de un ingeniero de PCB. Desde la concepción de la placa hasta la entrega de la PCB totalmente montada, te guiamos a través de las etapas básicas de diseño utilizando software de diseño de PCB online, recurriendo a prácticas industriales probadas que se pueden adaptar a tus necesidades particulares.

El equipo de diseño de PCB

Los miembros de tu equipo de diseño de PCB pueden ser los siguientes (ver Figura 1):

Figura 1: Organización básica de los equipos de diseño de PCB.

Ingeniero de diseño de PCB

Tú (sí, sí, tú) estás al volante como ingeniero de PCB, equilibrando tanto el desempeño de tus tareas como la gestión de los equipos de diseño de PCB que te presentamos aquí para dar vida a esta placa. Tú el responsable del producto de la PCB final y el que da la aprobación. Estas son tus responsabilidades.

El éxito del ciclo de diseño de tu producto depende de tu capacidad para gestionar tus recursos internos y externos de forma eficaz, sirviéndote de muchas herramientas de software de ingeniería de PCB gratuitas que te pueden facilitar tu tarea, de cara a completar el desarrollo de tu producto.

Sistema de ERP / MRP

La planificación de los recursos empresariales (ERP) y la planificación de las necesidades de material (MRP) marcan el punto de partida. Desde el concepto inicial hasta el producto final, tu sistema de ERP/MRP juega un papel fundamental en el diseño y desarrollo de tus procesos y planificación. La mayoría de las herramientas de software utilizadas por tu equipo para el diseño y desarrollo de tus productos se conectan directamente con tu sistema MRP de materiales de PCB. El libro de Altium Designer tiene un sistema de enlace con el proveedor que puede enlazarse directamente a tu sistema ERP/MRP a través de una conexión a una conectividad base de datos abierta (ODBC, por sus siglas en inglés). Tener este enlace disponible para los recursos de suministro externos, junto con un enlace a la base de datos de componentes de tu empresa, te permite integrar sin problemas todos esos datos en tu cadena de suministro.

Diseñador de PCB CID+

Este miembro del equipo de diseño de PCB debe estar muy familiarizado con todas las facetas del proceso de diseño de la PCB. De hecho, en algunos casos, es posible que tú como ingeniero de diseño sólo tengas que entregarle el esquemático completo y la lista de materiales, y el diseñador hará el resto del trabajo por ti, incluyendo la gestión de todo el proceso. Esto te da la libertad de concentrarte en otras tareas relacionadas con el proyecto. El diseñador de PCB entiende las características eléctricas de los circuitos y sabe cómo aplicar y compilar la documentación requerida para producir y montar una PCB. Además, el diseñador debe estar bien versado en la ciencia de materiales relacionada con la fabricación de PCB, así como de los procesos relacionados con el montaje de la PCB.

Es muy conveniente contar con un diseñador de PCB que haya recibido formación y que posea la certificación de CID (Certified Interconnect Designer-Basic) o CID+ (Advanced) de la IPC, la asociación de conexión de industrias de la electrónica (Association Connecting Electronics Industries). Las certificaciones CID y CID+ son valiosas credenciales profesionales reconocidas en toda la industria electrónica. Altium Designer^®, en manos de un hábil diseñador de PCB, te ofrece las herramientas de diseño de PCB para conseguir los resultados que buscas en un diseño de PCB acabado.

(Nota: Si no cuentas en tu equipo con un diseñador de PCB, debes remitirte a tu ingeniero mecánico, quien será capaz de diseñar una PCB y conocerá el panorama de la fabricación externa y de los recursos de montaje, además de ser un recurso invaluable cuando se trata del proceso de documentación).

PCB Designer 2 / Bibliotecario

Puede que en tu empresa dispongas de más de un diseñador de PCB. El segundo diseñador de PCB puede o no tener certificación CID. Conoce los puntos fuertes y las debilidades de tus equipos de diseño de PCB y asigna las tareas correspondientemente. Un diseñador de PCB júnior puede encargarse de la tarea de administrar la biblioteca de tu compañía o, en su lugar, puedes contar con un bibliotecario exclusivo.

La biblioteca de componentes de la PCB contiene una colección exhaustiva de datos sobre los componentes que se utilizarán en el diseño, así como símbolos esquemáticos, footprints de PCB, modelos 3D y otra documentación relacionada con el diseño de PCB rigid-flex.Se trata de un elemento fundamental para determinar el éxito o el fracaso de tus diseños de PCB, por lo que deben crearse directrices que rijan la creación, gestión y almacenamiento de la biblioteca.

Externalización del diseño de PCB

Es posible que tu organización no cuente con suficientes recursos para completar un proyecto que conste de un gran número de placas PCB. Puede que en tu equipo de diseño de PCB necesites la colaboración de un despacho externo de ingenieros que te ayude a completar un proyecto de gran envergadura. Un despacho de diseñadores de PCB suele estar en un grupo de ingenieros altamente cualificados con muchos años de experiencia en el sector. Los servicios que proporcionan varían entre un proveedor de servicios y otro. Algunos pueden proporcionar sólo servicios de diseño, mientras que otros ofrecen servicios integrales "llave en mano" y se responsabilizan de la entrega del prototipo de PCB y de la placa de circuito impreso terminada y montada.

Elige sabiamente qué diseños quieres enviar a un recurso externo. A pesar de que estés externalizando el diseño real, alguien debe encargarse de gestionar ese recurso externo para garantizar la entrega de un paquete de diseño y un montaje terminado que no requiera una revisión por parte de tus recursos internos y acabe repercutiendo en tu cronograma de diseño. Las capacidades de exportación y empaquetado de archivos del libro de Altium Designer son muy adecuadas para proporcionar a tus recursos externos de diseño toda la información que necesitan.

Ingeniero mecánico

Los ingenieros mecánicos de PCB participan desde el principio en el proceso de diseño, ayudando a desarrollar modelos del concepto inicial de la carcasa que alberga a la PCB. Esta persona trabaja en estrecha colaboración con el diseñador de PCB para asegurar que ésta cumpla con los requisitos del propósito del diseño. El proceso de diseño puede ser despiadado en este sentido, ya que, a lo largo de todo el proceso de diseño, pueden tener lugar cambios en la forma, ajuste y función de la PCB, por lo que el intercambio de datos entre el diseñador de PCB y el ingeniero mecánico debe llevarse a cabo sin problemas. Altium ofrece múltiples formatos de salida para la interacción con herramientas relacionadas con la ingeniería mecánica, como Draftsman, que el ingeniero mecánico puede utilizar para agilizar la producción de documentación.

Departamento de compras

Tu fuente de recursos externos es el departamento de compras. El departamento de compras gestiona (y costea) la fabricación, montaje, entrega, distribución de los componentes electrónicos, instalaciones de prueba y los equipos de prueba. Tu departamento de compras debería ser capaz de proporcionarte información y acceso a una amplia variedad de recursos externos que te permitan alcanzar tus objetivos a corto y largo plazo. Una licencia de Altium Designer Viewer puede ser valiosa para que el departamento de compras tenga acceso a las listas de materiales y a otros formatos de datos de salida que puedan necesitar para comunicar información relevante a sus recursos externos.

Departamento de Producción y Montaje

El departamento de producción y montaje forma parte de tu equipo y este debe contar con personal altamente cualificado que sea capaz de presentar una PCB totalmente montada. Puede encargarse del montaje de prototipos y deben poder resolver los problemas de colocación de componentes en las primeras etapas del proceso de diseño. La colaboración con ellos es esencial a lo largo del proceso de colocación de componentes y en la identificación de problemas, con la documentación adecuada, para evitar que perjudiquen la programación del diseño. Una licencia de Altium Designer Viewer puede ser utilizada por la dirección de montaje interna, dándoles acceso a la documentación y permitiéndoles estar mejor preparados para comenzar el montaje.

Garantía de calidad

El departamento de calidad trabaja mano a mano con los recursos externos encargados de la fabricación y montaje, para asegurar la entrega de un montaje terminado que cumpla con las especificaciones del producto. Un departamento de control de calidad debidamente equipado dispone de los recursos necesarios para inspeccionar adecuadamente las placas montadas que vayan entrando. La IPC, mencionada anteriormente, puede proporcionar a las organizaciones toda la documentación, formación y certificación necesarias para llevar a cabo estas tareas. También mantienen un conjunto de normas que facilitan la interacción con los encargados de la fabricación y el montaje.

Fabricación y Montaje de PCB

Elige sabiamente. El departamento de compras te ofrecerá muchas opciones para elegir a la hora de tomar tus decisiones. El precio, el tiempo de entrega y la disponibilidad de los componentes y materiales son sólo algunos de los factores que pueden repercutir en la entrega de una placa vacía o incluso en la de un montaje finalizado. Algunos proveedores se especializan en diferentes áreas, como en los prototipos de entrega rápida, en los pedidos de alto volumen con plazos de entrega largos, o bien en una variedad de combinaciones de servicios que se enmarcan en la categoría de "listo para usar". El libro de Altium Designer brinda a tus equipos de diseño de PCB la posibilidad de exportar una amplia gama de formatos de archivo de fabricación y montaje del libro de diseños de PCB. Diversifica tus opciones y desarrolla relaciones con las fábricas y empresas de montaje para que se cumplan las expectativas de ambas partes.

Tests Avanzados

Si necesitas llevar a cabo pruebas avanzadas para una PCB, recuerda que, dependiendo de la prueba o pruebas requeridas, esto agrega una cantidad significativa de tiempo a la finalización del ciclo de diseño. Un entorno de diseño como Altium Designer te permite generar documentación real en las primeras etapas del ciclo de diseño, para poder hacer un presupuesto desde el principio y ser capaz de adelantarse a cualquier cambio que pueda afectar a la entrega final de las PCB ya testeadas.

Conclusión

Orquestar todas las actividades y tareas que conforman el diseño de productos puede ser, cuando menos, una tarea ambiciosa. A medida que avancemos en la serie de esta guía, te presentaremos metodologías de diseño y procedimientos de revisión de diseño de eficacia probada que aumentan el éxito en la entrega del diseño final deseado.

La comprensión por parte de los miembros del equipo de sus funciones en el proceso de diseño e ingeniería de PCB multicapa determina el éxito del proyecto. Mientras que los miembros del equipo interno de diseño de PCB pueden tener las herramientas para completar sus tareas individuales, los miembros del equipo externo también tienen su conjunto de herramientas que muy probablemente desconozcas y deben ser capaces de comunicarse y/o interactuar con las herramientas de tu equipo y el entorno para tener éxito.

Ante el amplio panorama de herramientas disponibles en el mercado profesional de diseño e ingeniería de PCB, es esencial contar con aquellas que faciliten la interacción sin problemas con el numeroso abanico de herramientas disponibles. Y este es uno de los puntos fuertes de Altium Designer. Y es que, más allá de tratarse de una herramienta para uso exclusivo de los ingenieros de PCB, Altium Designer presenta un entorno unificado compuesto por funcionalidades de colaboración que se adaptan a la idiosincrasia de cualquier organización, ya sea un startup o una empresa global. Altium Designer proporciona un entorno de licencias flexible y adaptable a las necesidades de cualquier organización.