La PCB (Placa de Circuito Impreso) es un componente fundamental en los productos electrónicos, ya que se aplica en casi todos los dispositivos de distintos campos, desde los pequeños hasta los grandes, desde las computadoras y las telecomunicaciones hasta el hardware militar. En pocas palabras, la PCB desempeña un papel significativo en la implementación de las funciones de los productos electrónicos.
Sin embargo, nunca es una tarea fácil diseñar una placa de circuito y muchas asociaciones, entre capas, componentes o circuitos, deben manejarse adecuadamente. Un diseño mal concebido posiblemente provocará fallos o incluso catástrofes cuando esté funcionando dentro de un sistema electrónico. A pesar de la dificultad inherente al propio diseño de PCB, algunos problemas que ocurren comúnmente pueden resumirse para que todos los diseñadores de PCB puedan ser conscientes de ellos con antelación y aprendan a abordarlos antes de la fase de fabricación de la PCB.
NOTA: Este artículo analiza problemas y soluciones de diseño de PCB basados en la participación desoftware Altium Designer.
Problemas de diseño de PCB en el esquema
Problema n.º 1: Según el informe de la ERC, no hay señal de acceso en los pines.
Análisis:
a. La E/S debe definirse en los pines al establecer el encapsulado;
b. Al establecer o colocar componentes, el atributo de inconformidad puede modificarse para que los pines y las líneas permanezcan sueltos;
c. Al establecer los componentes, el pin sufre en la dirección inversa.
Problema n.º 2: Los componentes van más allá del papel.
Análisis:Los archivos no se crean en el centro del papel de la biblioteca de componentes.
Problema n.º 3: La lista de redes del archivo de ingeniería creado solo puede acceder parcialmente a la PCB.
Análisis:El elemento de “global” no se recoge al generar la lista de redes.
Problema n.º 4: Los componentes no se pueden girar.
Análisis:Se debe cambiar el método de entrada.
Problemas de diseño de PCB en PCB
Problema n.º 1: En el proceso de carga de la red, el NODO de informe no aparece.
Análisis:
a. Es posible que los componentes del esquema aprovechen un encapsulado que no está disponible en la biblioteca de componentes;
b. Los componentes en el esquema utilizan encapsulados que son incompatibles con los utilizados en la biblioteca de componentes;
Problema n.º 2: El informe de red de DRC se divide en un par de secciones.
Análisis:Este problema demuestra que esta red no está conectada y que CONNECTED COPPER se puede usar para recorrer el archivo.
Problema n.º 3: En el proceso de operación, se debe usar la pantalla azul lo menos posible.
Análisis:Los archivos se pueden exportar muchas veces para generar un nuevo archivo DDR y así reducir el tamaño del archivo. No se recomienda el enrutamiento automático al diseñar PCB complejas.
El ruteo es un paso bastante significativo en el diseño de PCB y todos los pasos anteriores son su preparación. Cuando se trata del diseño de PCB, el ruteo exige la mayor cantidad de requisitos. El ruteo de PCB puede clasificarse en ruteo de una cara, de doble cara y de múltiples capas. Hay dos métodos de ruteo disponibles: ruteo automático e interactivo. Antes del ruteo automático, el ruteo interactivo puede utilizarse de antemano para sistemas relativamente complejos. Las líneas en los terminales de entrada y salida deben evitar ser paralelas entre sí para que no se genere interferencia de RF. Deben añadirse líneas de tierra cuando sea necesario y el ruteo en dos capas adyacentes debe ser perpendicular entre sí. Las líneas paralelas tienden a generar acoplamiento parasitario. La tasa de ruteo del ruteo automático depende de un diseño bien pensado y las reglas de ruteo pueden establecerse de antemano. En términos generales, primero puede llevarse a cabo un ruteo basado en consultas y la trayectoria de ruteo debe optimizarse en su conjunto. Las líneas ya ruteadas se cerrarán y se implementará un reruteo para mejorar el efecto global. En cuanto al diseño de PCB con alta densidad de componentes, los orificios pasantes por sí solos difícilmente cuentan, ya que se desperdician muchos canales de ruteo. Por lo tanto,ciego y enterrado víaSe ha creado la tecnología. No solo funcionan como orificios pasantes, sino que también ahorran muchos canales de enrutamiento. Como resultado, el enrutamiento puede ser más fácil, más fluido y mejor.
Problemas de interferencia en el diseño de PCB y sus soluciones
La interferencia siempre se produce en los equipos electrónicos durante el proceso de depuración y aplicación, y se origina por una gran cantidad de causas. Entre todas ellas, el trazado irracional y la colocación inadecuada de los componentes generan la mayor parte de la interferencia, aparte de la interferencia procedente del entorno. La interferencia puede hacer que los equipos eléctricos no funcionen con normalidad o incluso fallen. Por lo tanto, la posible interferencia debe ser restringida en la fase de diseño de la PCB.
Problema n.º 1: Generación y control de la interferencia de línea de tierra.
Análisis y soluciones:
Si las líneas de tierra indican potencial cero, la diferencia de potencial relativa de cada punto de puesta a tierra en todo el circuito también debería ser cero. Sin embargo, es casi imposible garantizar que la diferencia de potencial sea absolutamente cero, y una pequeña diferencia de potencial posiblemente generará señales de interferencia que afecten el funcionamiento normal de todo el circuito después de ser amplificadas por el circuito amplificador.
Para restringir las interferencias, se pueden utilizar los siguientes métodos: a. se deben seguir correctamente las directrices de puesta a tierra; b. las líneas de tierra digitales deben separarse de las líneas de tierra analógicas; c. las líneas de tierra deben engrosarse tanto como sea posible; d. la puesta a tierra debe recubrirse tanto como sea posible.
Problema n.º 2: Interferencia y restricción del poder.
Análisis y soluciones:Las interferencias de alimentación quizá se deban a un diseño esquemático, un ruteo o un trazado irracionales. Por lo tanto, el lazo de CA-CC no puede conectarse entre sí durante el ruteo y las líneas de tierra no deben correr en paralelo con el lazo principal. Además, las líneas de alimentación y las líneas de señal no deben estar demasiado cerca entre sí y nunca pueden ser paralelas. Cuando sea necesario, se pueden añadir filtros entre el terminal de salida de alimentación y el aparato.
Problema n.º 3: EMI (Interferencia Electromagnética) y su restricción.
Dado que los componentes están colocados de manera densa, si se implementa un diseño irracional, se generará EMI, como la interferencia de parámetros distribuidos y la EMI de los componentes. Deben tomarse las medidas correspondientes para contrarrestar las diferentes interferencias.
Análisis y soluciones:
a. Acoplamiento parasitario entre circuitos impresos. El efecto del parámetro de distribución entre dos conductores paralelos a corta distancia es equivalente al de una inductancia y una capacitancia que se acoplan recíprocamente. Las señales fluyen a través de un conductor mientras se generan señales inductivas en el otro conductor. Por lo tanto, las líneas de señal nunca deben diseñarse en paralelo entre sí durante el diseño de la PCB, o se pueden utilizar líneas de blindaje para restringir las señales de interferencia débiles y evitar la interferencia.
b. Interferencia entre partes magnéticas. Los altavoces y los electroimanes producen un campo magnético constante, mientras que los transformadores de alto voltaje y los relés producen un campo magnético alterno. Ambos campos magnéticos generan interferencias en los componentes periféricos y en las pistas de impresión, y se pueden tomar medidas de restricción correspondientes según las diferentes situaciones:
• Se debe reducir el corte en las líneas impresas provocado por las líneas magnéticas.
• Las posiciones de las dos partes magnéticas deben mantenerse perpendiculares entre sí a lo largo de dos direcciones magnéticas diferentes para reducir el acoplamiento entre ambas partes.
• La fuente de interferencia debe recibir blindaje magnético y la cubierta de blindaje debe estar bien conectada a tierra.
Problema n.º 4: Interferencia y restricción térmica.
Análisis y soluciones:cuando los aparatos de alta potencia están funcionando, suelen alcanzar una temperatura tan elevada que existen fuentes de calor en el circuito, lo que provoca interferencias en la placa de circuito impreso. Por lo tanto, los componentes sensibles a la temperatura deben colocarse lejos de las partes que generan calor duranteDiseño de trazado de PCBy las fuentes de calor deben colocarse en el aire fuera de la placa para evitar que el calor generado se transfiera o que se genere disipación térmica. Si es necesario, se debe equipar una lámina de disipación térmica.
El diseño de PCB es complejo e implica una coordinación precisa entre capas, componentes y circuitería. Un diseño deficiente puede provocar problemas de funcionalidad o fallos. Al identificar los problemas de diseño predominantes, como fallos en el esquema, ineficiencias en el ruteo y problemas de interferencia, los diseñadores pueden abordar eficazmente los problemas previstos para ofrecer productos estables y robustos.
PCBCart es su socio confiable para convertir sus complejos diseños de PCB en productos listos para usar y de alta calidad. Con una amplia experiencia e instalaciones de fabricación avanzadas, afrontamos el desafío de la fabricación de PCB, dando vida a sus diseños con precisión y cuidado. Estamos comprometidos con la excelencia para garantizar que su proyecto disfrute de los beneficios de las últimas innovaciones y estándares de calidad de la industria.
Obtenga su cotización para diseño y trazado de PCB
Recursos útiles
•Cómo diseñar PCB de alta calidad
•Las reglas clave de diseño de PCB que debes conocer
•Una guía desde el esquema hasta el diseño de PCB basada en Altium Designer
•Cómo derrotar las interferencias en el diseño de PCB
•Métodos para fortalecer la capacidad de antiinterferencia en el diseño de PCB
