El diseño de PCB es una parte integral de cualquier proyecto de desarrollo de productos electrónicos.El diseño de PCB utiliza una herramienta de software CAD para crear una representación 3D de un PCB a partir de un esquema 2D que luego se utiliza para fabricar la placaUn diseño de PCB optimizado garantiza que el circuito se desempeñe como se desea y dentro de las especificaciones esperadas.Los diseñadores de PCB deben seguir un proceso específico que siga los pasos de definición mecánica, la colocación crítica, la colocación, el enrutamiento crítico, el enrutamiento, las comprobaciones finales de las reglas de diseño y la creación de puestos de trabajo.
• las condiciones de trabajoHerramientas de software de diseño de PCB
Muchos paquetes de software de diseño asistido por computadora (CAD) están disponibles, algunos gratuitos y otros que requieren pago.
Altium Designer, PADs, Allegro y OrCAD, son las herramientas de software de diseño de PCB más utilizadas.herramientas CAD gratuitas como Kicad y ExpressPCBEstas herramientas son limitadas en el manejo de diseños más complejos y tienen características limitadas en comparación.
Las características y capacidades del software de diseño de PCB pueden variar bastante de una herramienta a otra.Un ingeniero o diseñador puede elegir a menudo una herramienta en particular porque tiene las características necesarias que otras herramientas noLas herramientas de diseño de PCB más básicas proporcionan funciones y características mucho más básicas.como enrutamiento complejo con reglas de diseño especificadas y simulación de señal de enrutamiento.
A medida que los PCB se vuelven cada vez más complejos y a menudo en una huella mucho más pequeña, a menudo se prefieren los paquetes de software de pago, si no se requieren.
• Captura del esquema
Uno de los primeros pasos en el desarrollo de productos electrónicos es la creación de una especificación de diseño.pares diferenciales, etc.
Los esquemas de PCB solían dibujarse a mano y a veces todavía lo son, pero la mayoría de los esquemas se dibujan o "capturan" utilizando software CAD.
Un esquema de PCB es un dibujo bidimensional que muestra qué componentes se conectan a otros componentes y proporciona instrucciones sobre cómo diseñar las huellas en la placa.los símbolos esquemáticos son creados por el ingeniero para cada componenteLas huellas son creadas por el diseñador de PCB y definen las dimensiones físicas de cada componente, las ubicaciones de los pines y si es SMT o through-hole.
• Colocación de los componentes
El diseño de PCB es tomar los esquemas bidimensionales y crear una representación tridimensional.y la información de perforación se ha establecido, la colocación de componentes es el primer paso en el proceso de diseño de PCB. Las huellas de PCB deben tener toda la información requerida antes de que puedan colocarse en el diseño;deben tener definida toda la información pertinente
Antes de profundizar demasiado en la colocación de los componentes, es esencial ubicar los componentes en forma aproximada, a menudo en grupos relacionados,para tener una idea de dónde se ubicarán y si todos caben en el tableroEs esencial considerar cómo se comunicarán los diferentes componentes y la velocidad con la que las señales deben mantenerse.Un ejercicio de colocación aproximada también puede ayudar a determinar cuántas capas se requerirán para obtener una pilaA continuación viene el enrutamiento crítico, es decir, las huellas con restricciones muy estrictas que el diseñador de PCB no moverá más tarde.La colocación final debe ser revisada a fondo porque los cambios de colocación después de que el enrutamiento ha comenzado puede resultar en tener que arrancar y rehacer el trabajo.
• Enrutamiento
El enrutamiento es la conexión de los componentes con rastros según lo indicado por el esquema.algunas herramientas de software permiten al diseñador introducir un conjunto de reglas de diseñoSi una regla se rompe, se marcará durante una verificación de reglas de diseño. Luego se genera una lista de red, un archivo basado en texto, a partir del esquema.La lista de redes contiene información como los designadores de referencia y los números de pin.También muestra qué componentes deben conectarse a otros componentes.
El primer paso de la enrutamiento es establecer las rutas críticas. Estas son rutas donde las señales deben viajar a una velocidad determinada, hacer la conexión dentro de una restricción de tiempo requerida,o pares diferencialesLas rutas críticas se completan primero, donde el tamaño y la longitud de la pista son cruciales.generalmente en orden de dificultad o complejidadEstos rastros a menudo se mueven hacia arriba y hacia abajo a través de capas a través de diferentes tipos de vías. El diseñador de PCB debe hacer una revisión detallada final, y todas las violaciones de DRC se fijan o eliminan.
• Producción de la industria manufacturera
Una vez finalizado y aprobado el proceso de diseño del PCB, se generan los datos para la fabricación.Los archivos de Gerber son imágenes utilizadas para mostrar las diferentes capas y se utilizará con un trazador de fotos para la fabricaciónOtros archivos necesarios para la fabricación son la serigrafía, la máscara de soldadura y el taladro y el enrutamiento NC.
Para el montaje, se utiliza otro conjunto de archivos para programar las diferentes máquinas involucradas en el proceso.un archivo de pick-and-place utilizado para programar la máquina de pick-and-place, y la lista de redes para ensayos e inspecciones funcionales.
