Perché è necessario il layout del PCB
Utilizziamo circuiti stampati (PCB) per collegare componenti elettronici utilizzando piste conduttive. Questo consente la prototipazione di circuiti elettrici e la produzione di prodotti elettronici. La produzione in serie di prodotti elettronici basati su PCB è più rapida ed economica rispetto a quelli basati su tecniche di cablaggio alternative. Poiché nei PCB, i componenti vengono montati e cablati simultaneamente, dobbiamo realizzare... Layout PCB solo una volta e possiamo produrre un gran numero di PCB contemporaneamente.
Quando si tratta di PCB, la progettazione del layout è la parte più importante, poiché determinerà il posizionamento dei vari componenti e il loro ruolo nel prodotto finale. In questa guida, illustreremo in dettaglio alcune strategie per la progettazione del layout dei PCB, gli errori più comuni da evitare, ecc., per aiutarvi a progettare PCB di alta qualità.
In primo luogo, we daremo un'occhiata ad alcune delle strategie ampiamente utilizzate nella progettazione di un layout PCB;
Strategie per la progettazione del layout del PCB
Tutto inizia con uno schema
È buona norma creare uno schema del circuito prima di iniziare la progettazione del PCB. Lo schema fungerà da modello per il posizionamento dei componenti e la disposizione delle piste sul PCB. Se si utilizza un software di progettazione PCB efficiente, sarà possibile importare questo schema, semplificando notevolmente il processo di progettazione.
Una volta importato questo schema in un software di progettazione PCB intelligente, è possibile iniziare a posizionare componenti, fili e impronte. Fatto questo, possiamo iniziare a progettare il layout del PCB.
L'approccio di compartimentazione
La compartimentazione è un'ottima strategia per la progettazione del layout di un PCB. Dobbiamo identificare il ruolo di ogni parte del circuito e poi suddividerlo in piccole sezioni in base alla loro funzione. Questo aiuterà a visualizzare meglio il circuito.
È necessario raggruppare i componenti di ogni sezione nella stessa area del PCB. Questo aiuterà a mantenere corte le tracce conduttive. È importante poiché tracce lunghe possono assorbire radiazioni elettromagnetiche, che possono causare rumore e interferenze.
È necessario disporre le varie sezioni dei circuiti in modo che la corrente segua un percorso breve e lineare. È necessario assicurarsi che la potenza fornita a ciascuna sezione abbia la stessa tensione. Questa configurazione, che chiamiamo "configurazione a stella", aiuta a ottenere percorsi più corti.
Approccio monostrato e multistrato
Potresti trovare difficile progettare circuiti di grandi dimensioni su un PCB a strato singoloQuesto perché è difficile evitare intersezioni durante l'instradamento delle tracce. Potrebbero essere necessari due o più strati con tracce instradate su più lati del PCB.
È possibile collegare le tracce di uno strato all'altro utilizzando un "via". Conosciamo il "via" come un foro rivestito in rame in un PCB che collega elettricamente lo strato inferiore a quello superiore. È anche possibile collegare le tracce inferiore e superiore utilizzando il "foro passante" dei componenti elettronici installati.
I 45 paesio Tecnica di piegatura
Una buona pratica per la progettazione dei PCB è quella di piegare la maggior parte delle piste di rame a 45°. Questo perché gli angoli a 45° accorciano il percorso elettrico tra i vari componenti rispetto agli angoli a 90°. Inoltre, i segnali logici ad alta velocità potrebbero essere riflessi ad angoli acuti (prossimi a 90°), causando interferenze.
Alcuni errori comuni da evitare nel layout del PCB
Ecco alcuni degli errori più comuni durante il layout del PCB e come evitarli.
Scelta dello strumento di progettazione sbagliato
Per progettare un PCB efficiente, scegliere lo strumento giusto è un'operazione empirica. La scelta di uno strumento sbagliato o inappropriato per la progettazione di PCB causerà problemi come un aumento dei costi di produzione e tempi di ritardo prolungati. Pertanto, consigliamo vivamente di scegliere lo strumento più adatto alle proprie esigenze di progettazione PCB. Le opzioni tra cui scegliere sono molteplici ed è fondamentale effettuare ricerche approfondite prima di investire in uno strumento specifico.
Tecniche di layout incompetenti
I progetti di PCB sono spesso complessi perché li utilizziamo spesso per realizzare dispositivi elettronici più veloci e più piccoli. C'è una crescente domanda di circuiti elettronici con ingombri minimi. Per questo motivo intendiamo realizzare PCB con componenti più piccoli e con un ingombro ridotto. Se si sceglie una tecnica di layout inadeguata o inappropriata, le connessioni potrebbero non funzionare correttamente. Se si lavora con componenti con un numero maggiore di pin e un passo più piccolo, è fondamentale scegliere una tecnica di layout competente.
Spessore improprio del rame
Lo spessore del rame gioca un ruolo importante nella tracciatura e, di conseguenza, nella progettazione di PCB. Se lo spessore non è adeguato, la placcatura nei fori sarà insufficiente. Ecco perché è importante ottenere lo spessore di rame corretto per ottenere una buona progettazione di PCB.
Posizionamento errato dei condensatori di disaccoppiamento
Utilizziamo condensatori di disaccoppiamento per mantenere una tensione stabile. Spesso li posizioniamo sul terminale di alimentazione. Dovremmo posizionarli vicino al pin che necessita di una tensione stabile. I condensatori di disaccoppiamento non funzioneranno correttamente se posizionati lontano dal pin che richiede una tensione stabile.
Impossibilità di effettuare backup del proprio lavoro
Utilizziamo diversi set di dati e software per realizzare progetti PCB efficienti. A causa dei diversi strumenti utilizzati, i dati potrebbero essere smarriti o persi definitivamente se non vengono salvati a intervalli regolari. È consigliabile eseguire più backup del proprio lavoro in modo che, anche se uno si corrompe, gli altri rimangano al sicuro.
Mancanza di revisioni del design
Uno degli elementi più essenziali nella progettazione di un PCB è la revisione delle interconnessioni dei circuiti e del funzionamento del PCB stesso. Le revisioni di progetto aiutano a prevenire ogni tipo di errore di progettazione. Le persone hanno una certa predisposizione quando revisionano il proprio lavoro, ecco perché è fondamentale che altri revisori del progetto PCB, poiché potrebbero imbattersi in errori che potrebbero essere sfuggiti a voi.
Mancanza di comunicazione
Stress, multitasking e affaticamento sono comuni nella produzione di PCB in serie. Questi fattori possono portare a incomprensioni, che a loro volta possono causare un aumento dei costi e dei tempi di produzione. Per evitare questo problema, è fondamentale garantire una buona comunicazione su tutti i canali. Questo contribuirà alla progettazione e alla produzione di PCB efficienti che soddisfino i requisiti di servizio desiderati.
I 7 migliori strumenti di progettazione PCB
Oggigiorno, sul mercato sono disponibili numerosi strumenti per la progettazione di layout PCB. È necessario analizzare attentamente e in modo obiettivo tutti i principali e scegliere lo strumento più adatto alle proprie esigenze. Ecco i 7 migliori strumenti di progettazione di layout ampiamente utilizzati nel settore dei PCB:
1.Altium Designer
Con potenti funzionalità come la visualizzazione 3D avanzata, la collaborazione in tempo reale e la perfetta integrazione con MCAD, Altium Designer è la scelta migliore per la progettazione professionale di PCB. Nonostante le sue prestazioni, il prezzo elevato parte da $355 al mese.
2. Cadenza Allegro
Cadence Allegro è specializzata nella progettazione di circuiti stampati complessi, come le schede madri per CPU. L'analisi dell'integrità del segnale è il suo punto di forza e offre ampie opzioni di routing insieme a una libreria di componenti completa. Il suo target di clientela è costituito da utenti aziendali di fascia alta.
3. EasyEDA
EasyEDA è una soluzione web gratuita, utilizzabile sia online che offline. Supporta l'importazione di file da altri importanti strumenti e include funzionalità integrate come l'integrazione dell'inventario dei componenti in tempo reale e la visualizzazione 3D dei PCB.
4. Ki CAD
Per schede di bassa e media complessità, esiste un'alternativa open source: KiCAD. Multipiattaforma, visualizzazione 3D e una community attiva: è uno strumento di routing versatile.
5. aquila
Autodesk ha acquisito Eagle, che offre prezzi a livelli, dalla versione gratuita a quella premium. Le sue versioni a pagamento offrono il routing automatico e si integrano perfettamente con Fusion 360.
6. Circuitmaker
CircuitMaker, basato sulla tecnologia Altium, è gratuito e ideale per singoli utenti e piccoli progetti. Supporta fino a 32 livelli e include funzionalità come l'autorouting topologico e le modalità di routing interattive.
7. PCB DesignSpark
DesignSpark PCB offre un accesso conveniente agli strumenti di progettazione PCB con funzionalità avanzate disponibili con l'abbonamento (17.99 $ al mese). Con l'accesso ai componenti SnapEDA, offre anche modelli di distinta base personalizzabili.
Tecnologia MOKO è un nome rinomato nella progettazione e produzione di PCB. Utilizziamo strumenti all'avanguardia per la progettazione dei layout dei PCB e possiamo aiutarvi a progettare layout che soddisfino le vostre esigenze specifiche. Disponiamo di una configurazione altamente sofisticata per la produzione di componenti di alta qualità. PCBSe sei riuscito a realizzare PCB monostrato o multistrato di alta qualità, ma non riesci a concretizzare la tua idea, non preoccuparti: ci pensiamo noi. Non devi far altro che contattarci e ci occuperemo del resto. Speriamo di sentirti presto!
