مهندس تصميم لوحات الدوائر المطبوعة

ملخص الدور (P17)

مهندس تصميم لوحات الدوائر المطبوعة مسؤول عن تصميم تخطيطات لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات لأجهزة الإلكترونيات القوية مثل مقومات التيار المتردد إلى التيار المستمر، محولات التيار المستمر، العاكسات، الشواحن على متن الطائرة/خارجها، SMPS، محركات البوابات، ولوحات التحكم.

يركز الدور على التصميمات عالية الطاقة، عالية الجهد، وعالية التردد، مع ضمان الأداء الحراري، والامتثال لمعايير EMI/EMC، وعزل السلامة، وقابلية التصنيع.

المسؤوليات الرئيسية

1. تصميم تخطيط لوحات الدوائر المطبوعة (جهد عالي / تيار عالي / تردد عالي)

• تصميم لوحات دوائر مطبوعة متعددة الطبقات (2-12+ طبقة) لـ:
  – مراحل الطاقة (MOSFET/IGBT/SiC/GaN)
  – لوحات محركات البوابات
  – دوائر استشعار HV/LV
  – لوحات التحكم الرقمية (MCU/DSP)
  – مصادر الطاقة المساعدة
• تحسين التخطيط لـ:
  – انخفاض الحث الدائري
  – مسارات ذات مقاومة متحكم بها
  – المسافة والوضوح لتصميمات HV
  – حلقات بوابة قصيرة وتوجيه مصدر كيلفن
  – سمك النحاس العالي للتيار وطرق التدفق

2. تخطيط محسّن لـ EMI/EMC

• تطبيق أفضل الممارسات لـ:
  – تقليل الضوضاء الناتجة عن التبديل
  – استراتيجية التأريض (فصل AGND/DGND/PGND)
  – الحماية والترشيح
  – التحكم في الضوضاء المشتركة
  – توجيه الأزواج التفاضلية (CAN، LVDS، Ethernet)

3. اعتبارات حرارية وميكانيكية

• تصميم تخطيطات تدعم:
  – انتشار الحرارة
  – تخفيف حراري، ثقوب حرارية
  – واجهة المبرد وموصل الطاقة
  – تقليل حجم المكونات والمسافات

-- دعم المكونات وتركيب لوحات الدوائر المطبوعة مع مراعاة الاهتزاز/الصدمات

• العمل مع الفريق الميكانيكي من أجل التكامل ثلاثي الأبعاد.

4. تخطيط الامتثال والسلامة

• ضمان أن لوحات الدوائر المطبوعة تلبي:
  – المسافة/الوضوح وفقًا لمعايير IEC/UL
  – متطلبات العزل للجهد العالي (>800 Vdc)
  – قواعد السلامة الخاصة بالسيارات أو الصناعة
• التصميم وفقًا لمعايير IPC/IEC
• تصميم حواجز العزل مع المسافات المناسبة والثقوب.

5. تصميم من أجل قابلية التصنيع (DFM) والتجميع (DFA)

• تطبيق قواعد DFM/DFA مع مصانع لوحات الدوائر المطبوعة والمجمعين.
• إعداد ملفات التصنيع Gerber/ODB++، ملفات الحفر، التكديس، ملفات القناع، رسومات التجميع، بيانات الالتقاط والتوزيع
• إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد للوحة الدوائر المطبوعة
• تنفيذ/تنسيق تحليل سلامة الإشارة وسلامة الطاقة

6. إدارة المكتبة والوثائق

• إنشاء وصيانة الرموز، الأقدام، والنماذج ثلاثية الأبعاد.
• الحفاظ على وثائق التخطيط، التحكم في الإصدارات، وملاحظات الإصدار.

7. التعاون بين الوظائف المختلفة

• العمل مع:
  – مصممي دوائر الإلكترونيات القوية/الدوائر
  – مهندسي التحكم/التحكم المدمج
  – المهندسين الميكانيكيين
  – فرق التصنيع والجودة
• المشاركة في مراجعات التصميم (DR0/DR1/DR2/Mراجعة DFM).

المهارات والمتطلبات اللازمة

المهارات التقنية

• خبرة قوية في تخطيط لوحات الدوائر المطبوعة لمحول الإلكترونيات القوية.
• خبرة في تخطيط لوحات التحكم مع DSP/المتحكمات الدقيقة/FPGA
• خبرة في:
  – الجهد العالي (400V، 800V، 1500V)
  – التيار العالي (>100A)
  – تخطيطات التبديل SiC/GaN عالية التردد
• معرفة بقواعد EMI/EMC والتأريض.
• فهم قوي للتوجيه التناظري، الرقمي، والمختلط.
• فهم لقيود تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة، عملية اللحام والتجميع
• فهم جيد لمعايير IPE/IEC لتخطيط لوحات الدوائر المطبوعة (سلسلة IPC2220، IPC7531، إلخ)

القدرة على قراءة المخططات وفهم توبولوجيات المحولات.

الأدوات

• Cadence Allegro/OrCAD
• Altium Designer
• Mentor Graphics (PADS/Xpedition)
• تكامل ECAD-MCAD (SolidWorks/Creo)

الخبرة

• خبرة في تخطيط لوحات الدوائر المطبوعة في PFC AC-DC، محولات LLC/DC-DC، العاكسات/محولات الجر، شواحن EV/وحدات BESS ووحداتها التحكم.
• تعتبر الخبرة في وحدات SiC/MOSFET ذات النطاق العريض ميزة.

المؤهلات

• دبلوم/بكالوريوس في الإلكترونيات، الكهربائية.
• مستويات الخبرة 4-10 سنوات مع 4+ سنوات في تخطيط لوحات الدوائر المطبوعة

الخبرة المفضلة

• خبرة في تصميم الدوائر.
• معرفة عملية بتوجيه مصدر كيلفن، تحسين حلقة Snubber، التخطيط المشترك لمحرك البوابة ومرحلة الطاقة.
• معرفة بأدوات المحاكاة (ANSYS SIwave، HyperLynx) مفضلة.
• الإلمام بمعايير السلامة (UL، IEC 61800، IEC 61000).