Es importante garantizar la fiabilidad del diseño de PCB, ya que cualquier error, por pequeño que sea, puede ralentizar el proceso de fabricación y ensamblaje más detallado y, por lo tanto, generar mayores gastos. Como principiante en el diseño de PCB, te darás cuenta de que suelen surgir más problemas que un diseñador experimentado. En este artículo, enumeramos los 10 errores más comunes en el diseño de PCB y ofrecemos soluciones para que los principiantes puedan evitarlos.
Ancho de traza incorrecto
Es tentador usar un ancho de pista uniforme en toda la placa para simplificar, pero no es la mejor opción, ya que los diferentes tipos de señales y potencias tienen requisitos de ancho de pista diferentes. Por ejemplo, las pistas que transportan potencia deben ser más anchas para disipar el calor con un mayor flujo de corriente sin quemarse. Por otro lado, las señales de alta impedancia requieren pistas estrechas para minimizar la capacitancia parásita. Las señales de radiofrecuencia son especialmente vulnerables y podrían requerir el valor exacto del ancho de pista para que coincida con la impedancia característica.
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Espaciado de trazas inadecuado
Los fabricantes establecen requisitos mínimos de distancia para la producción de PCB. Los diseñadores sin experiencia, en particular, consideran que cumplir con estos mínimos es la mejor opción; sin embargo, esto conlleva mayores costos, menor rendimiento y un mayor acoplamiento entre pistas. Un menor espaciado resulta en mayor diafonía y ruido, lo que resulta en una mala calidad de la señal. Por lo tanto, se recomienda mantener suficiente espacio entre pistas; es decir, la distancia entre pistas debe ser al menos tres veces la distancia entre la capa de señal y la capa de referencia más cercana.
Longitud de traza excesiva
Las trazas que necesitan transferir señales de alta velocidad deben diseñarse cortas y rectas. Si la longitud es excesiva, existe el riesgo de problemas como la reflexión de la señal, mayor susceptibilidad a las interferencias electromagnéticas (EMI) y mayores costos. La traza puede considerarse... línea de transmisión Cuando la longitud de una traza es superior a una décima parte de la longitud de onda de la señal que la atraviesa. En este caso, además de la longitud, se realizará un cálculo de impedancia (utilizando una de las numerosas herramientas específicas, también gratuitas en la red) para verificar el acoplamiento de impedancia y evitar la pérdida de potencia de la señal.
Posición incorrecta de los condensadores de desacoplamiento
Las líneas de alimentación de la PCB deben utilizar condensadores de desacoplamiento Para proporcionar a todos los componentes de la placa una fuente de alimentación estable, libre de transitorios y oscilaciones. Estos condensadores deben estar siempre en paralelo con la entrada de la fuente de alimentación y ubicados lo más cerca posible del pin del componente que requiere alimentación. La línea de alimentación proveniente de la fuente de alimentación debe estar bien ubicada en la PCB para que llegue al condensador de desacoplamiento antes de llegar al pin que requiere una tensión estable.
Coloque las piezas demasiado cerca del borde de la placa
En un diseño de PCB, si colocas el Almohadilla de PCB Si se coloca demasiado cerca del borde, podría dañarse la almohadilla durante el ensamblaje. Un buen diseño garantiza que las almohadillas se encuentren dentro de los límites de la placa. La tolerancia estándar de longitud y ancho de una PCB es de ±020 pulgadas. Si su placa utiliza SMT para soldar componentes, asegúrese de dejar espacio adicional para que los fabricantes de PCB puedan sujetarla perfectamente durante el ensamblaje. SMT De lo contrario, el fabricante tendrá que emplear rieles o fijaciones para sujetar la PCB, lo que incrementará los costos de fabricación.
Coloque las almohadillas SMT demasiado cerca una de la otra
Los componentes SMT tienen máscaras de soldadura más grandes que el área de sus pads. Sin embargo, las máscaras de soldadura individuales no deben intersecarse entre sí. De lo contrario, durante el... reflujo de soldaduraAlgunas piezas pueden desplazarse hacia el centro (y entre sí). No se necesita una sola pieza grande de cobre y, al mismo tiempo, no se desea que varias piezas se desplacen hacia el centro y colisionen entre sí, interrumpiendo el proceso de fabricación y causando diversas imperfecciones. Para solucionar estos problemas, debe haber suficiente espacio entre las almohadillas SMT.
Vías faltantes o inadecuadas
Las vías se utilizan para la interconexión de capas de una PCB y para la disipación de calor. Si no se utilizan correctamente, pueden surgir problemas como una mala calidad de la señal y una mala distribución de la potencia. Se recomienda a los diseñadores implementar un número y tamaño adecuados de vías para la alimentación y la conexión a tierra, en función de las corrientes necesarias en la pieza y la frecuencia de las señales. Las vías térmicas son relevantes cuando se requiere disipación de calor en aplicaciones de alta potencia.
Uso excesivo de capas en el diseño
No hay duda de que las PCB multicapa ofrecen muchas ventajas, como un mayor espacio de enrutamiento y una mejor integridad de la señalSin embargo, el uso excesivo de capas cuando no es necesario solo incrementaría los costos y complicaría el proceso de fabricación. Por lo tanto, los diseñadores de PCB deben evaluar cuidadosamente los requisitos del circuito y considerar mejores soluciones, como optimizar la colocación de componentes o usar diferentes estrategias de enrutamiento, en lugar de agregar capas. Un diseño de PCB eficaz puede lograr el mismo rendimiento y, al mismo tiempo, mantener el costo dentro del presupuesto.
Interferencia Electromagnética (EMI)
La causa más común de interferencia electromagnética está relacionada con el mal diseño de las placas de circuito impreso. minimizar la EMI en la PCB, se sugiere agrupar los elementos de acuerdo a su funcionalidad, como por ejemplo circuitos analógicos, digitales, de potencia, de baja frecuencia, de alta frecuencia, etc. Sin embargo, es conveniente minimizar o preferiblemente eliminar los ángulos rectos en las trazas y emplear el uso de contenedores metálicos y cables blindados que a su vez permitan la absorción de interferencias.
Disposición incorrecta de la antena
Si la PCB incluye antenas para comunicación inalámbrica, el diseño del circuito debe realizarse con sumo cuidado para evitar errores. Por lo tanto, es fundamental ajustar la impedancia entre el transceptor y la antena para optimizar la transferencia de potencia. En general, el cable que une el transceptor con la antena debe tener una impedancia ideal de 50 Ω. Para un ajuste de impedancia correcto, se debe instalar un filtro sintonizador Pi (LC) o cualquier otro circuito de adaptación entre la antena integrada y el transceptor.
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