Recomendar 4 softwares gratuitos de desenho de PCB

Se é novo no design de PCB, poderá estar interessado em aprender a utilizar software de design de PCB gratuito. Existem várias opções diferentes disponíveis, incluindo o popular Altium CircuitMaker, EasyEDA, PCB123 e ZenitPCB. Todos estes softwares são adequados para a maioria dos designers principiantes e são extremamente fáceis de aprender e utilizar.

EasyEDA

O EasyEDA é um dos softwares de desenho de PCB mais populares disponíveis gratuitamente online. É utilizado por mais de dois milhões de pessoas, incluindo fabricantes, engenheiros electrónicos, estudantes e educadores. A sua interface amigável torna-o fácil de utilizar e compreender. Existem também cursos e tutoriais disponíveis para o ajudar a aprender a utilizar o software.

O EasyEDA oferece recursos avançados, incluindo captura esquemática, simulação, layout de PCB e visualização 3D. Funciona na nuvem e tem uma extensa biblioteca de componentes PCB. Permite-lhe guardar e partilhar o seu trabalho em privado e colaborar facilmente com outros utilizadores. O EasyEDA também suporta ficheiros esquemáticos Altium, KiCad e LTspice. O software também inclui um serviço gratuito de realização de PCB.

ZenitPCB

Quer seja um designer de eletrónica em início de carreira ou esteja apenas à procura de uma ferramenta gratuita para desenhar placas de circuito, tem muitas opções no que diz respeito a software de desenho de PCB. Felizmente, existem alguns dos principais softwares de desenho de PCB gratuitos que podem fazer um trabalho de nível profissional. Estes softwares de desenho de placas de circuito impresso são fáceis de utilizar e produzem resultados competentes.

O ZenitPCB oferece uma interface limpa e direta com o espaço de trabalho principal no centro. As teclas rápidas e os botões de aplicação permitem-lhe navegar entre diferentes ferramentas e funções. A interface também apresenta uma biblioteca de peças facilmente navegável, netlists disponíveis e atalhos para diferentes operações. Existe um botão GerberView que pode ajudá-lo a visualizar e imprimir esquemas e outros esquemas electrónicos.

PCB123

Quer seja um engenheiro novo no desenho de PCBs ou um profissional experiente, pode sempre recorrer ao PCB123 para obter ajuda. O seu manual de utilizador guia-o através dos princípios básicos e explica como o software funciona. Também fornece dicas e truques úteis sobre as melhores práticas a seguir ao projetar as suas PCBs. E tem uma vista 3D do seu desenho para o ajudar a visualizar todos os componentes.

O PCB123 é uma ferramenta EDA completa que se centra na conceção rápida de circuitos. O seu conjunto de ferramentas EDA inclui um sistema de gestão de listas técnicas, verificação de regras de conceção em tempo real e uma vasta biblioteca de peças online com mais de 750.000 peças predefinidas. O software também inclui uma vista de renderização 3D para o ajudar a visualizar e inspecionar os seus componentes e a disposição da placa.

Pulsonix

O software de desenho de placas de circuito impresso Pulsonix oferece uma vasta gama de funcionalidades de desenho e tecnologia avançada. Este software de desenho de PCB suporta modos de colocação e encaminhamento de componentes, bem como uma capacidade avançada de pós-processamento. Possui também o maior filtro de importação da indústria, permitindo-lhe manter a Propriedade Intelectual (PI). Outras características do Pulsonix incluem variantes de montagem completas, roteamento push-aside interativo, design orientado por restrições e design baseado em regras. A empresa tem canais de vendas em todo o mundo.

A interface de fácil utilização do software de desenho de PCB Pulsonix facilita a criação fácil e rápida de desenhos esquemáticos. Também facilita a reutilização de elementos de circuito. Além disso, oferece verificação automática de regras elétricas. Finalmente, permite aos utilizadores importar e exportar dados, garantindo a precisão do desenho.

Causas e soluções da ponte de solda da soldadura por onda

No processo de soldadura de componentes, pode ocorrer um problema chamado ponte Solider da soldadura por onda. O problema pode ser causado por uma variedade de factores. Seguem-se algumas causas e soluções. Abaixo estão listadas três causas possíveis para este problema. A primeira razão é o resultado de uma soldadura incorrecta.

Ponte de solda por onda

As pontes de solda são feitas juntando dois cabos soldados. Ao contrário da soldadura tradicional, a soldadura por onda utiliza uma barreira elástica para separar os fios da solda. Esta barreira protege a solda da oxidação e ajuda a manter a elevada tensão superficial da solda.

A soldadura por onda oferece uma melhor precisão do que a soldadura manual, mas também tem alguns inconvenientes. A temperatura de cura é elevada e a qualidade do adesivo pode ser má. A soldadura por onda também pode levar a uma superfície de PCB suja, especialmente em PCBs grandes e irregulares. Também é possível que a solda se solte da PCB devido a um elevado teor de fluxo ou a uma temperatura de pré-aquecimento extrema.

A soldadura por onda também pode resultar em pontes de solda entre componentes SOD adjacentes. As pontes de solda são um defeito grave porque podem causar um curto-circuito elétrico. Outro problema é o efeito "tombstone", em que um componente é levantado durante a soldadura por onda. Este é frequentemente o resultado da utilização de componentes com diferentes requisitos de soldabilidade ou da utilização de um comprimento de fio incorreto.

Problema

Uma ponte de solda pode ocorrer quando a solda é aplicada através da última almofada de uma conexão soldada. Isto pode ocorrer de várias formas diferentes. Muitas vezes, os ladrões de solda estão localizados adjacentes ao último conjunto de almofadas, ou num arco de soldadura. Felizmente, existem formas de evitar pontes de solda.

A ponte de solda é um defeito de solda comum que pode levar a curtos-circuitos eléctricos. Na soldadura por onda, a solda pode fluir entre dois conectores, o que pode levar a este problema. O comprimento incorreto dos fios e a utilização de diferentes requisitos de soldabilidade são duas causas comuns de pontes de solda.

Outra causa comum da queda de uma ponte de solda da onda é uma temperatura incorrecta do cadinho de solda. Se a temperatura do cadinho de solda for demasiado elevada, as pontes de solda partem-se. Vários factores podem afetar este problema, incluindo o tipo e a quantidade de fluxo, bem como o ângulo em que o componente é atravessado pela onda.

Causas

A ponte de solda da soldadura por onda pode ser causada por vários factores. Em primeiro lugar, uma temperatura de pré-aquecimento baixa pode não ativar o fluxo. Nesse caso, o excesso de solda é frequentemente puxado de volta para a onda. Além disso, uma pequena quantidade de excesso de solda pode criar uma ponte.

Em segundo lugar, o ladrão de solda pode ser uma causa de pontes de solda. Em geral, este fenómeno ocorre em ligações através de orifícios com componentes que estão separados por menos de 100 milímetros. Os ladrões de solda podem ser muito úteis nestes casos, embora não sejam necessários em todos os casos. Se não quiser usar um ladrão de solda, escolha componentes com espaçamentos maiores entre centros. Isso minimizará a possibilidade de uma ponte de solda.

Outra causa de pontes de solda é a superfície oxidada dos componentes. A superfície oxidada do componente dificulta a aderência da solda a ele. Isto deve-se ao facto de a tensão superficial fazer com que a solda repele a superfície oxidada.

Solução

O fluxo de solda não é um fluxo contínuo. A solda é espalhada pela placa, formando uma onda fina que atinge a parte inferior da placa de circuito impresso. Os deflectores dianteiro e traseiro são curvados de modo a que a onda seja plana. A parte inferior da onda fica ligeiramente acima do deflector frontal, enquanto a parte superior fica imediatamente acima do deflector traseiro. A tensão superficial da onda impede que a solda flua sobre o deflector traseiro.

Se a solda for aplicada à placa sem oxigénio suficiente, cairá para o estado de onda. Isto dificultará a visualização da solda no interior da placa, mas continuará a fazer a ligação eléctrica. Uma solução para este problema é aumentar o número de fios na placa. Em alternativa, pode alterar o desenho do stencil para evitar a impressão de pasta de solda fora de contacto.

A soldadura por onda pode ser confusa. Já existia antes de a maioria das pessoas ter nascido. Apesar disso, muitas pessoas consideram-na difícil de compreender e controlar. Felizmente, existem atualmente métodos automatizados para a soldadura em massa.

Estratégias de conceção de PCB para linhas de microfitas paralelas com base em resultados de simulação

Neste documento são apresentadas várias estratégias de conceção de PCB para linhas de microfita paralelas. A primeira aborda a constante dieléctrica, a tangente de perda e o encaminhamento de microfitas coplanares. A segunda aborda as regras de conceção de traços de PCB para aplicações específicas.

Constante dieléctrica

A constante dieléctrica de linhas de microfitas paralelas pode ser calculada através da resolução de uma série de equações diferenciais. A constante dieléctrica h varia em função da altura e da largura do substrato. A constante dieléctrica é uma propriedade importante das películas finas, pelo que é importante obter um valor exato para a constante dieléctrica.

Pode ser utilizada uma simulação para calcular a constante dieléctrica. Os resultados da simulação podem ser comparados com medições experimentais. No entanto, estes resultados não são perfeitos. As imprecisões podem levar a valores Dk incorrectos. Isto resulta numa impedância mais baixa e numa taxa de transmissão mais lenta. Além disso, o atraso de transmissão para uma linha curta é maior do que para linhas longas.

As linhas de microfita paralelas são caracterizadas por um substrato dielétrico com uma constante dieléctrica relativa de 2,2 e uma perda dieléctrica correspondente de 0,0009. Uma linha microstrip contém duas linhas microstrip paralelas com uma linha de acoplamento. O lado interno da linha microstrip é carregado com uma estrutura CSRR. O CSRR transfere o campo elétrico para os quatro lados da linha microstrip por meio da linha de acoplamento.

Tangente de perda

Para calcular a tangente de perda de linhas de microfitas paralelas, utilizamos um modelo de simulação por computador. Utilizamos a tangente de perda para uma linha de tiras de 30 mm de comprimento. Depois, utilizamos o comprimento da linha de fita adicional para satisfazer o espaçamento do conetor. Isto resulta numa tangente de perda de 0,0007 graus.

Os resultados da simulação foram muito exactos e mostraram uma boa concordância com os resultados experimentais. Os resultados da simulação indicaram que a tangente de perda de uma linha de microfitas paralelas se situa entre 0,05 mm. Este resultado foi verificado por cálculos adicionais. A tangente de perda é uma estimativa da energia absorvida pela tira. Depende da frequência de ressonância.

Utilizando este modelo, podemos calcular a frequência ressonante, a tangente de perda e a frequência de derivação. Também podemos determinar a altura crítica da cobertura de uma microfita. Este é um valor que minimiza a influência da altura da cobertura nos parâmetros da linha. Os parâmetros de saída calculados estão listados na secção Tipos de Linha do guia. O programa é muito fácil de utilizar, permitindo-lhe modificar os parâmetros de entrada de forma rápida e precisa. Tem controlos de cursor, atalhos de afinação e teclas de atalho para o ajudar a alterar os parâmetros do modelo de simulação.

Encaminhamento de microstrip coplanar

O encaminhamento de microstrip coplanar pode ser efectuado utilizando uma ferramenta de simulação informática. A simulação pode ser utilizada para otimizar um desenho ou para verificar a existência de erros. Por exemplo, uma simulação pode determinar se uma máscara de solda estava presente ou não. Além disso, pode mostrar o impacto do etchback, que reduz o acoplamento entre o traço coplanar e o plano de terra e aumenta a impedância.

Para fazer o roteamento correto da microstrip coplanar, é preciso primeiro calcular a impedância caraterística entre a guia de onda coplanar e o terra. Isso pode ser feito com uma calculadora ativa ou usando as equações na parte inferior da página. O Transmission Line Design Handbook recomenda uma largura de pista de "a" mais o número de lacunas, "b". O terra do lado do componente deve ser mais largo que b para evitar os efeitos da EMI.

Para obter resultados de simulação exactos, é necessário utilizar uma boa calculadora de guias de onda coplanares. As melhores incluem uma calculadora de guia de onda coplanar que tem em conta a dispersão. Este fator determina a perda e a velocidade de diferentes frequências. Além disso, é necessário ter em conta a rugosidade do cobre, que aumenta a impedância da interligação. A melhor calculadora terá em conta todos estes factores em simultâneo.

Regras de conceção de traços de PCB específicos da aplicação

O padrão do campo elétrico numa placa de circuito impresso pode ser concebido em várias camadas, simples, duplas ou multicamadas. Este tipo de conceção de PCB está a tornar-se mais comum, especialmente para aplicações SoC. Nesta conceção, o traço de sinal é encaminhado para as camadas interiores da placa de circuito impresso. O traço de sinal é apoiado por planos de terra para minimizar a impedância caraterística.

As linhas de microfita simuladas são concebidas com diferentes larguras de corte. A microstrip de referência de 50 O não tem compensação de corte, enquanto as outras duas têm uma descontinuidade. A largura de corte variável é utilizada para compensação de impedância e a largura de corte é variada através de análise paramétrica linear. A largura do recorte é de 0,674 a 2,022 mm com uma precisão de 0,1685 mm.

Os elevados requisitos de integração das linhas de microfita paralelas são frequentemente acompanhados de diafonia. Para combater este problema, os investigadores têm vindo a explorar técnicas para minimizar a diafonia. Estudaram os princípios de formação da diafonia e identificaram os factores que a afectam. Um dos métodos mais eficazes é aumentar o espaçamento entre as linhas de transmissão. No entanto, este método utiliza um espaço de cablagem limitado e não é compatível com a direção da integração.

Qual é a diferença entre PCB e PCBA?

Existem várias diferenças entre PCB e PCBA, e é importante compreender o que cada uma delas significa para o seu produto. As diferenças não se limitam aos materiais, mas podem também incluir a colocação de componentes, a soldadura e várias inspecções. As placas de circuito impresso também podem ser rígidas ou flexíveis.

Placa de circuito impresso

Uma placa de circuito impresso é um meio que liga componentes electrónicos de forma controlada. Estas placas são um material comum na eletrónica e na engenharia eléctrica. São também vulgarmente designadas por PCB. As placas de circuito impresso são utilizadas em tudo, desde telemóveis a televisores.

A placa de circuito impresso é um produto altamente versátil e pode ser personalizada para se adaptar a vários dispositivos electrónicos. Também são utilizadas em equipamento médico, iluminação e equipamento automóvel. De facto, encontram-se em quase todas as peças de maquinaria industrial. São também utilizadas para reduzir os custos de manutenção e inspeção de equipamento eletrónico.

O processo de construção de uma placa de circuito impresso começa com um material de base chamado substrato da placa de circuito impresso. De seguida, a placa é coberta com uma folha de cobre. A folha de cobre é uma camada que contém traços de cobre. Estes traços são inseridos e mantidos firmemente no lugar com solda.

Antes do advento dos conjuntos de placas de circuitos impressos (PCBA), os componentes eram embalados ligando fios aos componentes e montando-os num substrato rígido. No passado, este material era feito de baquelite, um material que substituía a camada superior do contraplacado. Depois, a soldadura era feita manualmente nos componentes metálicos para criar caminhos condutores. No entanto, este processo era moroso, composto por muitas ligações e fios, e era propenso a curto-circuitos.

A placa de circuito impresso e a pcb-a são dois tipos de PCBA. Cada tipo tem as suas próprias utilizações e vantagens. Quando combinados, constituem um conjunto eletrónico complexo.

Montagem de placas de circuitos impressos

A montagem de uma placa de circuitos impressos é um processo em várias etapas que começa com o desenho de uma placa de circuitos. Este desenho é depois impresso num laminado revestido a cobre. De seguida, o cobre exposto é gravado, deixando um padrão de linhas de circuito. Os orifícios são então perfurados e os componentes electrónicos são inseridos nesses orifícios. Este processo é crítico porque cada orifício deve ser perfeitamente dimensionado e alinhado para encaixar os componentes da placa.

A montagem de placas de circuitos impressos é um processo altamente técnico que requer conhecimentos especializados e medidas de segurança. O produto final deve ser impecável e incluir uma aba metálica para ajudar a proteger os componentes electrónicos de danos durante o processo de montagem. A montagem de placas de circuitos impressos existe há muitas décadas e continua a ser um dos métodos mais populares de fabrico de produtos electrónicos. Pode ser utilizado tanto em PCBs de camada simples como de camada dupla. As novas tecnologias, como a tecnologia sem solda, tornam a montagem mais segura e fácil e reduzem o tamanho e o peso das placas de circuito impresso.

Ao escolher a tecnologia de montagem certa para o seu projeto, certifique-se de que escolhe a mais adequada às suas necessidades. Há uma série de métodos à escolha, incluindo a soldadura manual, as máquinas pick-and-place e a tecnologia de montagem em superfície. Enquanto muitas placas requerem apenas um tipo de tecnologia, outras requerem vários tipos.

Conceção de placas de circuitos impressos

Uma placa de circuito impresso (PCB) é um circuito impresso que contém componentes electrónicos. É normalmente constituída por uma camada de cobre, um substrato e uma serigrafia. Antes do aparecimento das placas de circuito impresso, os circuitos eram frequentemente construídos ligando os componentes através de fios. Estes fios eram depois soldados aos condutores dos componentes para formar caminhos condutores. Este método, no entanto, era lento, difícil de fabricar e difícil de depurar.

O desenho da placa de circuito impresso começa com a disposição inicial do circuito. Depois de definir a forma da placa e importar os dados dos componentes a partir do esquema, o passo seguinte é a disposição física da placa de circuito impresso. Para começar, as pegadas dos componentes devem ser colocadas dentro do contorno da placa no sistema CAD. Estas pegadas apresentam as ligações de rede como linhas fantasma, para que os utilizadores possam ver a que partes se ligam. É importante posicionar corretamente as peças para obter o máximo desempenho. Isto implica ter em conta a conetividade, o ruído e as obstruções físicas, incluindo os cabos e o hardware de montagem.

Após a aprovação do desenho, o passo seguinte é a seleção dos materiais e componentes para a placa de circuito impresso. Este passo é o mais moroso e dispendioso de todo o processo, mas é crucial para o sucesso do produto final. O processo de conceção de uma placa começa com a determinação dos principais componentes e com a determinação dos materiais laminados mais adequados para uma determinada conceção.

Ferramentas para conceção de PCB

Panelizador Gerber

O GerberPanelizer é um auxiliar na criação de um desenho de PCB. Permite-lhe editar o esquema e depois exportá-lo como um ficheiro gerber final fundido. Uma vez exportado, o ficheiro gerber fica bloqueado e não pode ser editado ou alterado. A exportação também conterá renderizações de imagens.

No entanto, não é uma solução perfeita. Apesar de ser uma óptima ferramenta para o painelamento de placas, a ferramenta não é muito flexível. É necessário adicionar fiduciais ao longo da borda da placa e adicionar furos M4 ao longo de um lado. No entanto, o programa é extremamente fácil de utilizar e é uma excelente ferramenta para o design de PCB. Está atualmente a ser melhorado e será atualizado na próxima versão.

O Gerber Panelizer é uma ferramenta poderosa para o desenho de placas de circuito impresso. É muito útil para pessoas que constroem as suas próprias PCBs ou que estão interessadas em hardware aberto. Uma grande desvantagem é que é oferecido sem suporte e é propenso a quebrar recursos. A interface gráfica é baseada em janelas e mono.

O ecrã principal do Gerber Panelizer apresenta uma lista de todos os passos CAM. Clique numa etapa para ver o seu conteúdo. Pode também clicar no nome da etapa.

Gerber

Ao gerar um arquivo Gerber no Altium Designer, você poderá criar vários layouts de placa em um único arquivo. Os ficheiros Gerber são ficheiros que descrevem os seus requisitos para o fabrico e montagem de PCB. Eles incluem modelos para máscara de solda, imagens de serigrafia e furos. Este tipo de ficheiro pode ser exportado para um fabricante de PCB.

Também é possível inserir objectos no painel com o comando Adicionar inserção no menu do botão direito do rato. Para inserir um objeto no painel, pode colocá-lo na etapa principal ou no painel de controlo, clicando com o botão direito do rato no painel. Certifique-se de que remove o padrão de ventilação que aplicou anteriormente. Caso contrário, os dados aparecerão sem uma borda.

Também pode criar um desenho de uma face e exportá-lo como um Gerber. Para tal, tem de definir a camada superior do seu documento CAM como "top" e, em seguida, panelizar o PCB. Depois, pode adicionar os Gerbers às caixas que serão criadas no projeto.

O Altium Designer suporta o recurso de painelização Gerber e permite criar layouts de placa com vários designs. Com o painelizador Gerber, é possível projetar PCBs com formas estranhas e vários designs no mesmo painel.

KiKit

A criação de placas de circuito impresso em painéis pode ser um processo moroso e a melhor forma de o acelerar é utilizando o kit de ferramentas KiKit. Permite-lhe agrupar facilmente as placas em painéis para que possam ser soldadas por refluxo num processo rápido. Normalmente, isto requer o agrupamento e montagem manual das placas, mas o KiKit facilita-o criando um script que pode agrupar seis placas numa única passagem. Ele usa mousebites para mantê-las juntas, para que possam ser facilmente separadas após a conclusão da soldagem.

O KiKit utiliza um script baseado em Python para organizar as placas numa grelha. O script é suficientemente flexível para lidar com "mousebites" e "v-cuts", e até permite a separação das placas após a produção. Uma vez que a distribuição de componentes PCB é tão grande, agrupá-los em painéis torna o processo de montagem muito mais rápido. Podem então ser colocados num forno de refluxo ou numa máquina de "pick-and-place" como uma unidade.

Uma placa de circuito impresso com painéis necessita de um suporte adequado para evitar uma fuga acidental. Pode mover os painéis na placa e ajustar as folgas das extremidades. Depois, está pronto para construir a sua placa acabada. Lembre-se apenas de criar uma margem de pelo menos uma polegada na placa. Terá de o fazer para várias camadas.

O processo de painelização é fundamental para criar uma PCB personalizada, e o Altium Designer fornece uma série de ferramentas para essa tarefa. Isso inclui recursos CAD e CAM, e a capacidade de definir PCB em painel. Além disso, integra ficheiros de design com PCBs em painéis para que seja fácil fazer alterações sem voltar a criar painéis.