¿Cómo pueden evitar los ingenieros las entradas de datos durante el diseño de placas de circuito impreso?

Las entradas son un problema en el diseño de PCB y deben evitarse. Hay varias formas de hacerlo, como planos de tierra sólidos, separaciones, verificación de desplazamiento a la izquierda y separaciones de componentes. Estas prácticas ayudarán a los ingenieros a evitar las entradas y facilitarán la fabricación de un diseño de PCB.

Retenciones de componentes

Los Keepouts son una excelente forma de controlar la colocación de objetos en un diseño de PCB. Pueden superponerse o asignarse a cualquier capa de señal, y pueden rechazar objetos específicos. Resultan especialmente útiles para controlar cosas como el vaciado de polígonos y la costura de vías.

Los Keepouts son zonas de la placa en las que una pequeña pieza o forma mecánica está demasiado cerca de una pista o traza. Estas zonas deben anotarse en el esquema. Los Keepouts pueden utilizarse para evitar la superposición de vías, planos de potencia u otras zonas propensas al ruido.

Identificar las clavijas de los componentes es fácil si entiendes los conceptos básicos de la colocación de componentes. Busque identificadores en cada patilla y asegúrese de que coinciden con el componente. También puede comprobar las dimensiones de las almohadillas y los pasos de almohadilla para identificar si se trata del componente correcto.

Un software de diseño de PCB permite establecer zonas de mantenimiento para los componentes. Esto puede hacerse mediante plantillas o manualmente. Normalmente, las zonas de retención se dibujan sobre la superficie de la placa para garantizar que no estén obstruidas.

Plano de tierra sólido

Un plano de tierra sólido es una característica importante a la hora de diseñar una placa de circuito impreso. Añadir un plano de tierra a la placa es un proceso relativamente sencillo y barato que puede mejorar significativamente el diseño de la placa de circuito impreso. Esta importante pieza del circuito se utiliza para proporcionar una base sólida para todos los materiales que se instalarán en la placa. Sin un plano de tierra, la placa es propensa a ruidos y problemas eléctricos.

Otra ventaja de un plano de tierra es que puede ayudar a evitar que las interferencias electromagnéticas (EMI) se infiltren en su diseño. Esta interferencia electromagnética puede ser generada por el dispositivo o por componentes electrónicos cercanos. Al elegir un plano de tierra que se encuentra cerca de la capa de señal, puede minimizar la EMI en el diseño final.

Los planos de tierra sólidos son especialmente importantes para las placas de circuitos que tienen múltiples capas. Debido a la complejidad del diseño de una placa de circuito impreso, el plano de tierra debe diseñarse adecuadamente para evitar errores y garantizar una conexión fiable entre las múltiples capas. Además, el plano de tierra debe ser lo suficientemente grande como para acomodar los componentes que se utilizarán en él.

Verificación shift-izquierda

La verificación por desplazamiento a la izquierda durante el diseño de PCB es un proceso de diseño eficaz que elimina la necesidad de una verificación exhaustiva de toda la placa y permite a los diseñadores centrarse en cuestiones críticas de segundo orden. A diferencia del flujo de diseño tradicional, en el que el especialista en PCB es el último recurso, la verificación shift-left puede ser realizada por los autores del diseño. De este modo, los diseñadores pueden introducir mejoras en el diseño antes incluso de que los especialistas vean las placas.

La verificación de desplazamiento a la izquierda puede ayudar a los diseñadores a identificar posibles problemas que pueden dar lugar a costosas revisiones. Por ejemplo, durante la verificación pueden descubrirse la orientación incorrecta de los diodos, la ausencia de resistencias de pull-up y la reducción de la tensión de los condensadores. Es posible que estos problemas no se detecten hasta que se realicen las pruebas físicas, que a menudo obligan a repetir el giro y a cambiar las herramientas. El uso de la verificación automática durante la fase de diseño puede aumentar drásticamente la probabilidad de éxito de la primera pasada.

Las placas de circuito impreso contienen a menudo errores sutiles que pueden pasar desapercibidos a los expertos durante la revisión manual. Los métodos modernos de verificación automatizada pueden detectar estos errores a nivel esquemático. De este modo, los ingenieros de diseño pueden centrarse en problemas de nivel superior y reducir las costosas revisiones y rediseños. Como resultado, estas herramientas tienen importantes ventajas tanto para los ingenieros de diseño como para los directores de proyectos de ingeniería.

Prácticas habituales

Hay ciertos principios fundamentales de diseño de PCB que todo diseñador debe respetar. Por ejemplo, es esencial colocar los componentes lo suficientemente separados como para garantizar la integridad de la señal y la alimentación, pero lo suficientemente cerca como para proporcionar canales de enrutamiento adecuados. Además, determinadas rutas, como las trazas de impedancia controlada, los pares diferenciales y las señales sensibles, tienen requisitos de espaciado específicos. Al colocar los componentes, también es importante tener en cuenta los requisitos de diseño para fabricación (DFM).

Al diseñar una placa de circuito impreso, es importante tener en cuenta el coste de producción. El uso de vías enterradas o ciegas puede incrementar los costes de producción. Por lo tanto, los diseñadores de PCB deben planificar sus diseños y el uso de vías con antelación. Además, deben tener en cuenta el tamaño de los componentes para minimizar los costes de producción.

Otro elemento importante del desarrollo de PCB es la revisión del diseño. Las revisiones por pares ayudan a los diseñadores a evitar errores de diseño comunes. Las revisiones periódicas garantizan la exactitud del diseño, los circuitos y la funcionalidad de la placa de circuito impreso. Las revisiones por pares también identifican errores que el diseñador puede haber pasado por alto.