Cách Học Thiết Kế PCB

Giới thiệu

Các nhà thiết kế mạch in (PCB) ngày càng trở nên cần thiết, và nhu cầu này chỉ sẽ tăng lên trong tương lai, khi mà ngày càng có nhiều kỹ sư thiết kế PCB kỳ cựu nghỉ hưu, trong khi những thách thức và độ phức tạp của việc thiết kế PCB tăng lên. Việc thiết kế PCB không còn đơn giản chỉ là ‘nối các điểm’ mà đã trở thành một khoa học phức tạp, mà nếu bị lãng quên, sẽ khiến bạn có một sản phẩm không hoạt động.

Thật không may, thiết kế PCB thường không phải là một phần của chương trình giảng dạy đại học về kỹ thuật điện. Thực tế, ngay cả ở các trường đại học hàng đầu – một trong số đó tôi đã may mắn hoàn thành bằng kỹ sư của mình – hầu như không nhắc đến PCB, và phần lớn khóa học của chúng tôi dường như tập trung vào việc giải quyết các phương trình dài, khó khăn bằng tay. 

May mắn thay, một người bạn đại học của tôi vào thời điểm đó đã giới thiệu tôi với thiết kế PCB – hoàn toàn tình cờ. Mặt một, con đường từ thời điểm đó đến nơi tôi đang đứng hiện nay thật sự rất đáng giá, mở ra một loạt cơ hội. Mặt khác, tuy nhiên, nó cũng khá khó khăn, vì tôi không có sự hướng dẫn hay người cố vấn nào trên con đường đó.

Thiết kế PCB là một chủ đề rộng lớn và phức tạp, và bất kỳ ai đang tìm kiếm công việc thiết kế PCB ngày nay sẽ cần phải quen thuộc với nhiều khía cạnh. Từ thiết kế HDI, đến bố trí RF và bảng mạch tín hiệu hỗn hợp, thiết kế cho sản xuất, và mọi thứ ở giữa.

Trong blog này, tôi đã biên soạn một danh sách các nguồn lực (cả miễn phí và trả phí) đã giúp tôi và nâng cao kỹ năng thiết kế PCB của mình lên một tầm cao mới. 

Kinh Nghiệm Thực Tế

Đặc biệt đối với các kỹ sư trẻ và sinh viên kỹ thuật, lời khuyên hàng đầu của tôi là hãy tích lũy kinh nghiệm thực tế. Chỉ cần chọn một dự án, hoặc một vấn đề bạn muốn giải quyết (liên quan đến điện tử), và cố gắng giải quyết nó.

Không có gì dạy bạn nhiều hơn kinh nghiệm thực tế, nhìn thấy điều gì hoạt động và điều gì không, và cuối cùng là mắc lỗi.
Ngoài ra, chi phí cho việc sản xuất PCB và công cụ thiết kế PCB đã giảm nhanh chóng trong những thập kỷ qua, và do đó, nằm trong tầm với của ngân sách của một sinh viên điển hình.

YouTube

YouTube đã trở thành một nền tảng vô cùng hữu ích cho nhiều chủ đề về kỹ thuật. Điều này đặc biệt đúng với thiết kế PCB, khi bạn có thể tìm thấy rất nhiều thông tin hữu ích và chi tiết. Từ cơ bản về thiết kế PCB, hướng dẫn cách sử dụng Altium Designer, cho đến các chủ đề nâng cao như thiết kế HDI, BGA fanout, và hơn thế nữa.

Hãy cẩn thận – mặc dù YouTube là một nguồn tài nguyên hữu ích, nhưng cần phải thận trọng để tránh thông tin sai lệch. Để giúp bạn, ba nguồn tài nguyên hàng đầu của tôi cho PCB trên YouTube là như sau:

• Altium
  Kênh YouTube của Altium chứa một loạt các video bao gồm podcast với các chuyên gia trong ngành, phủ sóng AltiumLive, và hơn thế nữa.
  Tuy nhiên, có hai video nổi bật mà tôi đã giới thiệu cho bất kỳ ai quan tâm đến thiết kế PCB.
  Cả hai video này đều có sự xuất hiện của người hùng thiết kế PCB cá nhân của tôi, Rick Hartley, và là những video bạn nhất định phải xem:
  
  ‘Làm thế nào để Đạt được Sự Nối Đất Đúng Cách’
  và
  ‘Những gì Cặp Đôi Tín Hiệu Đối Xứng Mong Muốn Bạn Biết’ 
  
  Tin tôi đi, cách bạn nhìn và thiết kế PCB sẽ không bao giờ giống nhau sau khi xem những video đó.
• Altium Academy
  Một nguồn tài nguyên tuyệt vời khác do Altium cung cấp cho các kỹ sư thiết kế PCB với nhiều cấp độ kinh nghiệm khác nhau. Cả kỹ sư mới và kỹ sư có kinh nghiệm đều có thể học được điều mới mẻ ở đây.
  
  Chủ yếu giới thiệu nội dung bởi Zach Peterson và Phil Salmony, Altium Academy bao gồm một loạt các chủ đề từ cách sử dụng Altium Designer, các phương pháp thiết kế PCB tốt nhất, podcast, và nhiều hơn nữa.
• Robert Feranec
  Kênh của Robert có nhiều video về các tính năng nâng cao của Altium Designer, cũng như các thiết kế phần cứng nâng cao hơn (ví dụ, định tuyến bộ nhớ DDR). Anh ấy cũng giới thiệu nhiều khách mời chuyên gia (ví dụ, Tiến sĩ Eric Bogatin) trên kênh của mình giải thích chi tiết về các khái niệm nâng cao hơn.
• Phòng thí nghiệm của Phil
  Xin lỗi vì sự tự quảng cáo không ngần ngại từ phía tôi. Kênh YouTube cá nhân của tôi phục vụ một lựa chọn rộng lớn các kỹ sư. Từ thiết kế PCB, đến điện tử tương tự, đến xử lý tín hiệu số, và hơn thế nữa. Bạn sẽ thấy điện tử thực tế được hiện hữu ở đây - từ lý thuyết đến triển khai.

Khóa học

Rời khỏi lĩnh vực miễn phí của YouTube, một cách học thiết kế PCB được đề xuất cao khác là qua các khóa học chuyên dụng. Tại đây, ba lựa chọn nổi bật:

• PCE EDU
  Hiệp hội Kỹ thuật Mạch In đã cố gắng và thành công trong việc giải quyết thiếu hụt tài liệu đào tạo chuyên nghiệp dành cho kỹ sư thiết kế PCB với khóa học này. Được thiết kế phối hợp với Rick Hartley và Mike Creeden.
• IPC CID/CID+
  IPC cung cấp hai khóa học Thiết kế Kết nối Chứng nhận với chứng chỉ (CID, hoặc CID+ nâng cao). Những khóa học này tập trung đặc biệt vào thiết kế cho sản xuất, và như tên gọi, dựa trên các tiêu chuẩn của IPC.
• Fedevel Academy
  Không chỉ vận hành một kênh YouTube rất giáo dục, Robert Feranec còn điều hành Fedevel Academy. Một nền tảng được thiết kế đặc biệt để cung cấp các khóa học về thiết kế phần cứng, với trọng tâm đặc biệt vào thiết kế PCB và Altium Designer. 

Hội thảo, Webinar và Hội nghị

PCB West và PCB East là hai hội nghị hàng năm lớn nhất về thiết kế PCB, với các phiên đào tạo kéo dài nhiều ngày, triển lãm và cơ hội giao lưu. Một cách tuyệt vời để cập nhật những xu hướng thiết kế PCB mới nhất, cũng như cải thiện kỹ năng thiết kế PCB của bạn.

Ngoài ra, hãy chú ý đến các webinar do PCEA tổ chức. Tôi đã tham gia một số trong số đó, một lần nữa có sự tham gia của Rick Hartley, ví dụ về định tuyến RF hoặc thiết kế PCB DDR.

Sách

Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, sách là một nguồn tài nguyên tuyệt vời để nâng cao kỹ năng thiết kế PCB của bạn. Rick Harley đã chia sẻ một phần danh sách đọc của mình công khai ngay tại đây trên trang tài nguyên của Altium.