Las diez reglas de diseño más efectivas que los ingenieros de diseño electrónico deben tener en cuenta y practicar al usar software de diseño para el diseño de PCB y la fabricación comercial.
Los ingenieros no necesitan implementar estas reglas en orden cronológico ni por importancia relativa; simplemente seguirlas todas puede cambiar significativamente el diseño del producto.
Regla 1: Elija la cuadrícula correcta
Establezca y utilice siempre el espaciado de cuadrícula que se adapte a la mayoría de los componentes.
Aunque usar varias cuadrículas parece ser efectivo, si los ingenieros piensan mejor al inicio del diseño de PCB, pueden evitar dificultades en la configuración del espaciado y maximizar el uso de las placas de circuito.
Dado que muchos dispositivos utilizan múltiples tamaños de encapsulado, los ingenieros deben utilizar los productos que mejor se adapten a sus propios diseños.
Además, los polígonos son cruciales para el recubrimiento de cobre de las placas de circuito. Las placas de circuito impreso multimalla generalmente producen desviaciones de relleno de polígonos al realizar el recubrimiento de cobre poligonal. Si bien no es tan estándar como el basado en una sola malla, puede proporcionar una vida útil de la placa de circuito impreso superior a la requerida.
Regla 2: Mantenga la ruta más corta y directa
Esto parece simple y común, pero debe tenerse en cuenta en cada etapa, incluso si implica cambiar la disposición de la placa de circuito impreso para optimizar la longitud del cableado.
Esto es especialmente cierto para circuitos analógicos y digitales de alta velocidad, donde el rendimiento del sistema siempre se ve parcialmente limitado por la impedancia y los efectos parásitos.
Regla 3: Utilice planos de potencia para gestionar la distribución de las líneas de alimentación y tierra siempre que sea posible
El cobre del plano de potencia es la opción más rápida y sencilla para la mayoría del software de diseño de PCB. Al conectar un gran número de cables en común, se puede garantizar que la corriente se suministre con la mayor eficiencia y la mínima impedancia o caída de tensión, a la vez que se proporciona una ruta de retorno a tierra adecuada.
Si es posible, también puede tender varias líneas de alimentación en la misma zona de la placa. Confirme que la placa de tierra cubra la mayor parte del nivel de una capa de la PCB, lo que favorece la interacción entre las líneas que se extienden por las capas adyacentes.
Regla 4: Agrupe los componentes relacionados con los puntos de prueba necesarios
Por ejemplo, coloque los componentes discretos necesarios para los amplificadores operacionales OpAmp cerca del dispositivo para que los condensadores y resistencias de derivación puedan funcionar con él en la misma conexión a tierra. Esto ayuda a optimizar la longitud del cableado mencionada en la Regla 2 y también facilita las pruebas y la detección de fallos.
Regla 5: Repita la placa requerida varias veces en otra placa más grande para el ensamblaje de la PCB
Elegir el tamaño que mejor se adapte al equipo utilizado por el fabricante puede ayudar a reducir los costes de prototipado y fabricación. Comience por diseñar la placa sobre un panel, contacte al fabricante para obtener las especificaciones de tamaño preferidas para cada panel, luego modifique las especificaciones de diseño e intente repetir el diseño varias veces dentro de estos tamaños de panel.
Diseñar la disposición de la PCB
Regla 6: Consolidar los valores de los componentes
Como diseñador, elegirá componentes discretos con valores más altos o más bajos, pero con el mismo rendimiento. Al consolidar dentro de un rango de valores estándar más pequeño, puede simplificar la lista de materiales y potencialmente reducir costos.
Si tiene una serie de productos de PCB basados en los valores de dispositivo preferidos, también le ayudará a tomar las decisiones correctas de gestión de inventario a largo plazo.
Regla 7: Realice comprobaciones de las reglas de diseño (DRC) siempre que sea posible
Aunque ejecutar la función DRC en el software de PCB solo toma poco tiempo, en entornos de diseño más complejos, realizar comprobaciones durante el proceso de diseño puede ahorrar mucho tiempo y es un buen hábito. Cada decisión de enrutamiento es crucial, y realizar DRC puede recordarle el enrutamiento más importante en cualquier momento.
Regla 8: Uso inteligente de la serigrafía
La serigrafía puede utilizarse para marcar todo tipo de información útil para uso futuro por parte de fabricantes de placas, ingenieros de pruebas, instaladores o personal de puesta en marcha de equipos.
Además de marcar claramente las funciones y las etiquetas de los puntos de prueba, marque la orientación de los componentes y conectores siempre que sea posible, incluso si estas notas están impresas en la parte inferior de los componentes utilizados en la placa (después del ensamblaje).
Aproveche al máximo la tecnología de serigrafía tanto en la superficie superior como en la inferior de la placa para reducir la duplicación y optimizar el proceso de producción.
Regla 9: Condensadores de desacoplamiento imprescindibles
No intente optimizar su diseño evitando las líneas de alimentación de desacoplamiento y basándose en los valores extremos de la hoja de datos del componente.
Los condensadores son económicos y duraderos, por lo que puede dedicar el mayor tiempo posible a ensamblarlos, siguiendo la Regla 6 y utilizando rangos de valores estándar para mantener el inventario ordenado.
Regla 10: Genere los parámetros de fabricación de la PCB y verifíquelos antes de enviarlos a producción
Si bien la mayoría de los fabricantes de placas estarán encantados de descargarlos y verificarlos directamente, es mejor generar el archivo Gerber usted mismo y comprobar si es el esperado con un visualizador gratuito para evitar malentendidos.
Al hacerlo usted mismo, incluso podría detectar algunos errores involuntarios y evitar costosas producciones con parámetros incorrectos.
Conclusión
A medida que los diseños de circuitos se comparten cada vez más y los equipos internos dependen cada vez más de diseños de referencia, reglas básicas como las mencionadas seguirán siendo una característica del diseño de placas de circuito impreso, y creemos que son muy importantes para el diseño de PCB.
Con estas reglas básicas en mente, los desarrolladores tienen una gran flexibilidad para aumentar el valor de sus productos y sacar el máximo provecho de las placas que fabrican. Incluso para los diseñadores de placas novatos, tener en cuenta estas reglas básicas puede acelerar el proceso de aprendizaje y aumentar la confianza.
