4 reglas de oro para el diseño de placas de circuito impreso

Al diseñar una placa de circuito impreso, hay varias reglas de oro que debes seguir. Entre ellas están la comprobación de las reglas de diseño (DRC) con la mayor frecuencia posible, la agrupación de componentes, la separación de trazas y el patrón de alivio térmico. Todas ellas facilitarán el proceso de diseño y reducirán los costes. Además, estas reglas le ayudarán a ahorrar tiempo y dinero al facilitar la toma de decisiones de stock.

Comprobación de las reglas de diseño (DRC) tan a menudo como pueda soportarlo

La comprobación de reglas de diseño (DRC) es un proceso importante que ayuda a los ingenieros a evitar costosos errores de diseño. Les ayuda a identificar fallos antes de que se implementen en sus diseños de PCB. La comprobación de las reglas de diseño es una forma eficaz de verificar que un diseño cumple sus especificaciones y que no causará problemas en el montaje final.

Los diseñadores de PCB pueden ejecutar un DRC en sus diseños esquemáticos y de trazado para identificar y corregir errores. Estas herramientas generan un informe exhaustivo en el que se detalla cualquier infracción. Estos informes incluyen detalles como las normas infringidas y los componentes específicos implicados por designador de referencia. Estas herramientas también pueden utilizarse manualmente. Sin embargo, hay que tener en cuenta que no sustituyen a un DRC.

Aunque la DRC en el diseño de PCB lleva algo de tiempo, puede ahorrarle muchos quebraderos de cabeza más adelante. Incluso si su diseño de PCB es sencillo, comprobarlo con frecuencia le ahorrará horas de tedioso trabajo. Es un buen hábito, sobre todo si estás trabajando en una PCB compleja.

Agrupación de componentes

La agrupación de componentes es una parte importante del diseño de placas de circuito impreso. Los componentes con funciones similares deben colocarse juntos. Por ejemplo, los circuitos integrados de gestión de potencia deben agruparse con LDO y otros dispositivos similares. Además, los circuitos integrados de gestión de potencia y otros dispositivos con corrientes elevadas deben separarse de los componentes analógicos y digitales. Asimismo, mantenga los componentes con altas frecuencias de conmutación y elevado ruido electromagnético separados de otras piezas. Al agrupar los componentes por función, tendrá un mejor control sobre la vía de retorno, y también podrá evitar el sobrecalentamiento de ciertos componentes.

Agrupar los componentes en un diseño de PCB es esencial para evitar la diafonía y las interferencias entre señales digitales y analógicas. La diafonía es un problema que puede comprometer la integridad de la señal. Para evitar este problema, la solución más sencilla es agrupar los componentes no homogéneos en zonas diferenciadas. De este modo, las masas analógicas y digitales no se confundirán.

La colocación de los componentes es importante porque afecta al proceso global y al diseño general del producto. Una colocación incorrecta puede dar lugar a una funcionalidad, una facilidad de fabricación y un mantenimiento deficientes. Algunas señales también pueden corromperse si se colocan de forma incorrecta. La colocación correcta de los componentes puede mejorar el proceso de diseño y ahorrar mucho tiempo.

Separar los rastros

El proceso de diseño de placas de circuito impreso implica separar las trazas. La anchura exacta y el número de trazas dependerán de la naturaleza de la señal que se transmita. Las trazas finas suelen utilizarse para señales TTL de baja corriente que no necesitan protección contra el ruido ni gran capacidad de transporte de corriente. Son el tipo más común de trazas en una placa de circuito. Sin embargo, algunos diseños de PCB necesitarán trazas más gruesas para transportar señales de alta potencia y otras funciones relacionadas con la alimentación.

La geometría de las pistas es muy importante para el correcto funcionamiento de los circuitos. Dado que las trazas se utilizan para transportar señales eléctricas, deben tener la anchura adecuada para evitar el sobrecalentamiento y reducir al mínimo la superficie de la placa de circuito impreso. Hay muchas herramientas de cálculo en Internet que te ayudarán a calcular la anchura adecuada de una traza.

Al diseñar una placa de circuito impreso, es fundamental separar las señales analógicas de las digitales. Estas señales pueden interferir entre sí, por lo que es importante mantenerlas separadas para evitar la diafonía.

Patrón de alivio térmico

Un patrón de alivio térmico ayuda a las placas de circuitos a disipar el calor a través de un área grande. Esto resulta útil al soldar dispositivos con orificios pasantes. Es importante que la placa de circuito esté diseñada para minimizar el riesgo de acumulación de calor durante el proceso de soldadura.

Los patrones de alivio térmico deben utilizarse en cualquier lugar donde la placa de un componente se encuentre con una vía o un plano de tierra. También proporcionan un soporte adicional para el componente y ayudan a reducir el estrés térmico. Los relieves térmicos deben comprobarse periódicamente durante la fase de diseño. Si se detectan a tiempo, los problemas pueden minimizarse o evitarse por completo.

También es importante tener en cuenta que el tamaño de los alivios térmicos debe coincidir con la anchura de la traza de potencia. Un alivio térmico demasiado pequeño puede provocar un calentamiento excesivo y una conexión quemada. Un mejor diseño de alivio térmico es aquel que presenta suficiente metal y menos radios.