طراح pcb: از شماتیک تا فایل ساخت، مسیر یادگیری و درآمد ۱۴۰۵

کدام نرم‌افزار؟ برای بازار کار ایران، Altium Designer: ۱۳۲ آگهی از ۱۵۳ آن را خواسته بودند. KiCad رایگان و متن‌باز است و برای تمرین و پروژه شخصی گزینه خوبی است؛ ۱۰ آگهی آن را کنار Altium پذیرفته بودند. اصول طراحی بین نرم‌افزارها مشترک است و جابه‌جا شدن بینشان چند هفته وقت می‌گیرد، نه چند ماه.

دوره رسمی: در فهرست شهریه ۱۴۰۵ آموزشگاه‌های آزاد فنی و حرفه‌ای تهران، استاندارد طراحی برد با Altium ۸۲ ساعت است با شهریه حضوری ۸٫۶۸ میلیون تومان (۶٫۹۴ میلیون مجازی). استاندارد برد چاپی با Proteus ۷۵ ساعت و ۱۳٫۸۹ میلیون تومان است. گواهی فنی و حرفه‌ای در آگهی‌های این شغل شرط نبود؛ نمونه‌کار جای آن را می‌گیرد.

مدرک بین‌المللی: مدرک‌های IPC CID (پایه) و CID+ (پیشرفته) مخصوص طراحان برد است. آزمون CID حدود ۱۰۰ پرسش چندگزینه‌ای دارد و حد قبولی ۷۳ درصد است. در آگهی‌های ایران فقط ۵ آگهی نام IPC را آورده بودند؛ این مدرک بیشتر برای کار با شرکت خارجی ارزش دارد.

پیش‌نیاز: مدارهای الکتریکی و الکترونیک پایه را باید بدانی تا بفهمی چرا یک مسیر پهن یا کوتاه می‌شود. کسی که فقط نرم‌افزار را بلد است، برد را «وصل» می‌کند؛ کسی که مدار را می‌فهمد، برد را «طراحی» می‌کند.

طراح مدار تصمیم می‌گیرد چه قطعه‌ای به کجا وصل شود. حاصل کارش یک شماتیک است: نقشه‌ای که فقط اتصال‌ها را نشان می‌دهد و اندازه و جای واقعی ندارد. طراح pcb همین شماتیک را تحویل می‌گیرد و جواب پرسش‌های دیگری را پیدا می‌کند: برد چند سانتی‌متر است، هر قطعه کجا بنشیند، مسیر هر سیگنال از کدام لایه برود، گرما کجا جمع می‌شود و کارخانه با چه فایلی برد را بسازد.

در شرکت‌های کوچک ایران این دو کار معمولا با یک نفر است. از ۱۵۳ آگهی که طراحی PCB خواسته بودند، ۶۱ آگهی کشیدن شماتیک را هم نوشته بودند و فقط ۱۶ آگهی عنوان شغلی‌اش طراح PCB یا طراح برد بود. یعنی بیشتر کارفرماها طراحی برد را یک مهارت اصلی مهندس الکترونیک می‌دانند، نه شغلی جدا. در شرکت‌های بزرگ‌تر، مخصوصا جایی که برد چندلایه و سیگنال پرسرعت دارد، طراح برد تخصص جدایی است.

فرق طراح pcb با مهندس الکترونیک و تکنسین

• مهندس طراحی الکترونیک: مدار را از نیازمندی تا آزمون محصول می‌برد. این مسیر کامل در صفحه مهندس الکترونیک آمده است.
• طراح pcb: روی شکل فیزیکی برد تمرکز دارد: چیدن قطعه، مسیرکشی، لایه‌ها، قاعده‌های ساخت و فایل‌های کارخانه.
• تکنسین مونتاژ و تعمیر: برد ساخته‌شده را لحیم می‌کند، روشن می‌کند و عیبش را پیدا می‌کند. خیلی از طراحان برد کارشان را از همین‌جا شروع کرده‌اند، چون اشتباه طراحی را اول تکنسین می‌بیند.

طراح pcb خوب پشت هر خط مسی یک دلیل دارد. خطی که جریان زیاد می‌برد پهن‌تر است، خط ساعت تراشه کوتاه است و از کنار منبع تغذیه سوییچینگ رد نمی‌شود، و خازن‌های کوچک تا جای ممکن کنار پایه تغذیه تراشه می‌نشینند. همین تصمیم‌های کوچک فرق بردی است که بار اول روشن می‌شود با بردی که سه بار از نو سفارش داده می‌شود.

بیشتر بردهای ساده، مثل برد رله، شارژر یا کنترل یک دستگاه کوچک، دو لایه هستند: یک لایه مس رو و یک لایه مس زیر. طراح باید در همین دو لایه هم سیگنال‌ها را رد کند و هم سطح زمین درستی بسازد. خیلی از پروژه‌های پروژه‌ای که در ادامه آمده، دو لایه بودند.

وقتی پردازنده‌ای با پایه‌های زیاد، حافظه یا ارتباط بی‌سیم وارد برد می‌شود، معمولا چهار لایه لازم است. رایج‌ترین ترتیب چهار لایه این است: سیگنال، زمین، تغذیه، سیگنال. لایه زمین یکپارچه زیر لایه سیگنال، مسیر برگشت جریان را کوتاه می‌کند و نویز را پایین می‌آورد. شش لایه برای بردهای شلوغ‌تر است؛ یک چیدمان رایج: سیگنال، زمین، سیگنال، تغذیه، زمین، سیگنال. از ۱۵۳ آگهی، ۲۳ آگهی برد چندلایه را جدا نام برده بودند.

عددهایی که طراح باید از کارخانه بپرسد

• ضخامت کل برد: رایج‌ترین ضخامت ۱٫۶ میلی‌متر است و بیشتر کارخانه‌ها با آن ارزان‌تر کار می‌کنند.
• ضخامت مس: مس یک اونس حدود ۳۵ میکرون است. برای جریان زیاد مس ضخیم‌تر یا مسیر پهن‌تر لازم است.
• جنس عایق: FR-4 برای بیشتر کارها کافی است. بردهای فرکانس بالا جنس دیگری می‌خواهند؛ ۱۹ آگهی RF یا فرکانس بالا را نوشته بودند.
• کمترین پهنای مسیر، کمترین فاصله و کوچک‌ترین سوراخی که کارخانه می‌تواند بسازد. این‌ها پیش از شروع مسیرکشی در قاعده‌های نرم‌افزار وارد می‌شود.

بردهای سرعت بالا، مثل برد حافظه DDR یا رابط USB پرسرعت، کنترل امپدانس می‌خواهند: پهنای مسیر و فاصله‌اش تا لایه زمین طوری حساب می‌شود که سیگنال سالم برسد. این کار به جدول لایه‌چینی دقیق کارخانه وابسته است. ۱۱ آگهی سیگنال پرسرعت، امپدانس یا DDR را خواسته بودند؛ کم، اما همین آگهی‌ها پیشنهاد بالاتری داشتند.

آگهی‌ها نشان می‌دهند طراحی برد در ایران به‌ندرت تنها کار یک نفر است. کنار طراحی برد، این‌ها بیشتر از همه خواسته شده بود: تست و راه‌اندازی برد ۱۱۱ آگهی، میکروکنترلر ۹۶، شماتیک ۶۱، لحیم‌کاری یا مونتاژ نمونه ۵۲، خواندن داده‌برگ ۳۳، فهرست قطعات ۲۳، برد چندلایه ۲۳ و سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) ۲۲ آگهی. در فهرست نرم‌افزار بعد از Altium، زبان C در ۳۵ آگهی، C++ و MATLAB هر کدام در ۲۰ آگهی و OrCAD و Proteus هر کدام در ۱۱ آگهی آمده بود.

شرط‌ها: جنسیت، سربازی، سن و سابقه

• جنسیت: ۱۰۱ آگهی (۶۶ درصد) نوشته بودند «تفاوتی ندارد»، ۲۷ آگهی فقط آقا و ۱۸ آگهی ترجیحا آقا، ۵ آگهی فقط خانم و ۲ آگهی ترجیحا خانم.
• سربازی: ۶۱ آگهی (۴۰ درصد) پایان خدمت یا معافیت خواسته بودند و ۴۶ آگهی امریه سربازی را جزو مزایا نوشته بودند. ۲۰ آگهی خود را دانش‌بنیان معرفی کرده بودند.
• سن: ۱۰۹ آگهی سقف سن گذاشته بودند با میانه ۳۷ سال؛ ۵۰ آگهی سقف ۳۵ سال یا کمتر داشت.
• سابقه: ۳۸ آگهی سابقه را با عدد نوشته بودند و میانه ۲ تا ۳ سال بود. ۸ آگهی یک سال سابقه را کافی می‌دانستند.
• شکل کار: ۱۳۵ آگهی تمام‌وقت بود، ۱۵ آگهی تمام‌وقت یا پاره‌وقت و فقط ۵ آگهی دورکاری داشت.

صنعت کارفرماها: تولیدی و صنعتی ۴۸، خدمات مهندسی ۳۵، فناوری اطلاعات و سخت‌افزار ۲۳، خودرو ۱۲ و تجهیزات پزشکی ۸ آگهی. بعد از استان تهران، اصفهان با ۱۶ و خراسان رضوی با ۱۰ آگهی بیشترین آگهی را داشتند. در سایت آگهی محلی همان روز، در شهر تهران فقط یک آگهی استخدام طراح PCB پیدا شد؛ بازار این کار در سایت‌های کاریابی تخصصی است.

دامنه عدد گزارش حقوق: مهندسان برق تهران در سطح کارشناس، با ۱٬۵۸۴ شرکت‌کننده در کل خانواده. پس این عدد میانه گروهی بزرگ‌تر است: طراح برد تازه‌کار ممکن است کمتر و طراح برد پرسرعت بیشتر از آن بگیرد. در همین گروه، سطح کارشناس ارشد در تهران میانه ۴۵ و سطح کارشناس در شهرهای بزرگ دیگر میانه ۲۸ میلیون تومان دریافتی داشته است.

چه چیزی درآمد طراح pcb را بالا می‌برد؟

• پیچیدگی برد: آگهی کارشناس طراحی برد RF در تهران ۶۰ تا ۷۰ میلیون پیشنهاد داده بود، در حالی که میانه همه آگهی‌ها ۴۰ تا ۵۵ بود.
• شهر: میانه پیشنهاد استان تهران ۴۰ تا ۶۰ و بقیه استان‌ها ۳۰ تا ۴۵ میلیون تومان بود. تنها آگهی طراح PCB سایت آگهی محلی تهران ۳۰ تا ۳۵ میلیون نوشته بود.
• سطح: ۸ آگهی کارشناس ارشد میانه ۶۰ تا ۸۲٫۵ داشتند و ۵۳ آگهی کارشناس ۴۰ تا ۵۰.
• کار پروژه‌ای کنار کار ثابت: یک برد دو لایه ساده در سایت فریلنسری معمولا ۱ تا ۵ میلیون تومان بودجه دارد. برای درآمد ثابت از این راه باید هر ماه چند پروژه گرفت و نمونه‌کار قوی داشت.

این عددها وعده درآمد نیست. هر آگهی فقط پیشنهاد یک کارفرماست و ۵۸ درصد آگهی‌ها اصلا عدد ننوشته بودند.