6 regole di base per il layout dei circuiti stampati

Il layout di un circuito stampato comporta la progettazione di un circuito a più strati. Alcune delle regole fondamentali della progettazione di PCB sono le seguenti: Evitare piani di massa multipli. Rendere i segnali dei circuiti analogici diretti e brevi. Evitare di utilizzare tre condensatori distinti su un singolo PCB. Potete leggere anche i nostri articoli sulla progettazione di PCB multistrato e su come progettare un PCB multistrato.

Progettazione di un PCB multistrato

Quando si progetta un PCB multistrato, ci sono alcuni aspetti importanti da considerare. Uno di questi è che le tracce di rame devono mantenere l'integrità del segnale e dell'alimentazione. In caso contrario, potrebbero influire sulla qualità della corrente. Per questo motivo è necessario utilizzare tracce a impedenza controllata. Queste tracce devono essere più spesse del normale per evitare il surriscaldamento.

Una volta chiarito ciò che si desidera, si può iniziare a progettare il PCB. Il primo passo nella progettazione di un PCB multistrato è la creazione di uno schema. Questo servirà come base per l'intero progetto. Si inizia aprendo la finestra dell'editor di schemi. È possibile aggiungere e ruotare i dettagli secondo le necessità. Assicuratevi che lo schema sia accurato.

Creazione di un singolo piano di massa

La creazione di un unico piano di massa sul layout di una scheda PCB contribuisce a ridurre la quantità di tensioni non uniformi su un circuito. A tal fine, è necessario creare vias o fori passanti per collegare il piano di massa ad altre parti della scheda. Inoltre, contribuisce a ridurre il rumore prodotto dalle variazioni della corrente di ritorno.

Quando si definisce un piano di massa su un PCB, è fondamentale assicurarsi che il piano di massa non sia coperto da anelli conduttivi, perché ciò può causare interferenze elettromagnetiche o addirittura loop di massa. Idealmente, il piano di massa dovrebbe essere posizionato sotto i componenti elettronici. Potrebbe essere necessario riorganizzare il posizionamento di alcune tracce e componenti per adattarli al piano di massa.

Mantenere i segnali dei circuiti analogici diretti e brevi

Quando si realizza il layout di una scheda per circuiti analogici, è importante che le tracce dei segnali analogici siano corte e dirette. Inoltre, i componenti analogici devono essere posizionati vicini l'uno all'altro, il che semplificherà il routing diretto. Anche la vicinanza dei componenti analogici rumorosi al centro della scheda contribuisce a ridurre il rumore.

Oltre a mantenere i segnali dei circuiti analogici diretti e corti, i progettisti devono anche evitare di ostruire i percorsi di ritorno. Gli split del piano, i vias, le fessure e i ritagli possono causare rumore quando il segnale analogico cerca il percorso più breve per tornare all'origine. Di conseguenza, il segnale può vagare vicino al piano di massa, generando un rumore significativo.

Evitare tre condensatori distinti

Quando si progetta il layout di una scheda, è meglio evitare di collocare tre condensatori distinti sui pin di alimentazione. Questa disposizione può causare più problemi di quanti ne risolva. Un modo per evitare tre condensatori distinti è quello di utilizzare tracce e riempimento del coffer. Quindi, posizionarli il più vicino possibile al pin del dispositivo.

Tuttavia, ciò non è sempre possibile, poiché la distanza tra le tracce non è sempre quella calcolata in fase di progettazione. Si tratta di un problema comune che può causare problemi durante il processo di assemblaggio. Quando si considera il posizionamento, bisogna ricordare che la collocazione di ogni componente è fondamentale per la sua funzionalità.

Utilizzo dello strato di potenza in rame

L'utilizzo del rame dello strato di alimentazione nel layout della scheda richiede una pianificazione adeguata. In questa parte della scheda, è necessario allocare un'area specifica della scheda per la rete di alimentazione. Per allocare quest'area si può anche utilizzare la divisione interna del layer. Per aggiungere questo strato, si deve usare il comando "PLACE-SPLIT PLANE" e poi selezionare la rete da allocare per la divisione. Una volta allocata l'area dello strato di potenza, è possibile utilizzare la tecnica di pavimentazione in rame per posizionare il rame nell'area di divisione.

Oltre a ottenere una copertura uniforme del rame, è necessario assicurarsi che lo spessore della scheda sia compatibile con il suo nucleo. L'utilizzo della sola simmetria del piano di alimentazione non garantisce una perfetta copertura di rame, poiché il rame di questa parte si strappa durante il routing dei contorni. Anche il rame fino al bordo della scheda non è compatibile con le tecniche di scoring (taglio a V). Per evitare questo problema, si raccomanda di indicare la zona di rame sullo strato meccanico e che abbia una larghezza minima di 0,5 mm.

Utilizzo di un elenco di linee guida per posizionare i componenti su un PCB

L'utilizzo di un elenco di linee guida per il posizionamento di un componente su un circuito stampato può aiutare a minimizzare il costo complessivo dello sviluppo di un nuovo prodotto, abbreviando al contempo il ciclo di sviluppo del prodotto. Queste linee guida contribuiscono inoltre a garantire una transizione agevole dal prototipo alla produzione. Queste linee guida sono applicabili sia ai circuiti analogici che a quelli digitali.

La maggior parte dei progettisti di schede segue una serie di linee guida quando progetta un PCB. Ad esempio, una regola tipica della progettazione di schede è quella di ridurre al minimo la lunghezza delle tracce dell'orologio digitale. Tuttavia, molti progettisti non comprendono appieno la logica alla base di queste linee guida. Tra l'altro, le tracce ad alta velocità non devono attraversare spazi vuoti nel piano di ritorno del segnale.