Layout e Roteamento de PCB

Os programas de design de PCB ou CAD oferecem excelentes recursos, mas os melhores resultados são obtidos quando um bom processo de design é aplicado.

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Nosso tutorial sobre projeto do PCB inclui:

Noções básicas de design de PCB | Captura e desenho esquemático | Layout / roteamento de PCB | Diretrizes de projeto de PCB | Integridade do sinal PCB

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Os programas de design de PCB oferecem uma grande quantidade de recursos para permitir que o layout e o roteamento sejam alcançados, mas para utilizar esses recursos da melhor maneira possível, um processo robusto deve ser usado para garantir que todos os requisitos sejam atendidos e o melhor desempenho de PCB é obtido.

O projeto de PCB ou programas CAD são capazes de fornecer toda a capacidade necessária para permitir que placas com milhares de componentes e nós, bem como milhares de trilhas sejam projetadas. O layout e o roteamento do PCB podem ser extremamente complicados e exigem o uso de métodos de software para permitir que sejam concluídos.

Ao aproveitar o poder do software junto com alguma prática de design de som e aplicar as restrições para um design específico, é possível obter resultados surpreendentes.

Etapas de layout de PCB

Há uma série de etapas que devem ser seguidas em qualquer projeto de PCB:

• Definir as configurações iniciais   Este estágio do projeto do PCB envolve a configuração do snap e das grades visíveis. Nesta fase, os tamanhos padrão de trilha e bloco também devem ser determinados e definidos.
• Configurar os elementos mecânicos do projeto de PCB   É necessário importar os detalhes do esboço da placa de circuito impresso para o programa de software de layout de PCB o mais rápido possível. Também é necessário configurar quaisquer marcas de referência e furos. Estes podem ser necessários para máquinas pick and place ou dispositivos de teste durante o processo de produção.
• Coloque todos os componentes na placa   Nesta fase do layout da placa de circuito impresso, os componentes precisam ser colocados na placa de circuito impresso para que estejam disponíveis para serem movidos e colocados no lugar posteriormente.
• Criar blocos de construção funcionais   Nesta fase do layout do PCB, os componentes devem ser movidos para seus blocos funcionais para que os componentes associados fiquem próximos uns dos outros e o circuito possa ser encaminhado facilmente posteriormente.
• Identifique e encaminhe trilhas críticas de layout   Quaisquer trilhas que sejam críticas de layout devem ser identificadas e, em seguida, roteadas conforme necessário. Ao rotear essas trilhas neste estágio, o restante do design pode ser implementado em torno dessas trilhas, em vez de tentar resolver problemas posteriormente no layout da PCB.
• Rotear trilhos de força e terra   Muitas vezes os trilhos de terra e de força podem ser incluídos como planos, ocupando uma camada completa da placa de circuito impresso. Isso tem vantagens significativas não apenas em termos de permitir que os níveis mais altos de corrente sejam encaminhados facilmente, mas também reduz significativamente quaisquer problemas de interferência na placa de circuito impresso.
• Rotear as linhas restantes   geralmente é necessário usar a função de roteamento automático no software de layout PCB. Embora existam opções de roteamento manual no software de layout de PCB, é normal usar a função de roteamento automático, pois isso pode economizar muitos dias tentando rotear o layout de PCB manualmente. As funções de roteamento automático foram muito bem desenvolvidas nos últimos anos e normalmente fornecem resultados muito bons. É possível configurar vários parâmetros para garantir que o software de layout de PCB roteie o circuito de acordo com os requisitos.
• Roteie manualmente quaisquer linhas finais no layout da PCB   Após o software de layout da PCB ter concluído o roteamento automático, pode haver algumas trilhas que não seriam roteadas. Muitas vezes, eles podem ser roteados manualmente. Alternativamente, se o design se tornou muito complicado para o espaço e o número de camadas disponíveis, pode ser necessário fazer algumas alterações fundamentais no painel.
• Efectuar a arrumação final   Uma vez que todas as linhas tenham sido encaminhadas, são concluídas todas as pequenas peças que possam necessitar de ser concluídas nesta fase.
• Concluir uma verificação de regras de projeto   Embora todas as regras de projeto devam ter sido seguidas durante o projeto, é necessário fazer uma verificação final. É melhor detectar qualquer problema neste estágio do que uma vez que um protótipo de PCB tenha sido feito.
• Faça com que o trabalho seja verificado por uma parte independente   Por mais cuidado que tenha sido tomado ao projetar usando o software de layout de PCB, sempre há espaço para possíveis erros. Estes não são fáceis de detectar tendo trabalhado intimamente com o trabalho. Portanto, é sempre uma boa prática ter o trabalho verificado por uma parte independente que não esteja envolvida no layout do PCB em questão.
• Liberar o projeto para fabricação do protótipo da placa de circuito impresso   Com o layout da placa de circuito impresso completo e verificado, é necessário enviá-lo ao fabricante da placa de circuito impresso para a fabricação do protótipo da placa de circuito impresso. Nesta fase é necessário garantir que todos os arquivos corretos sejam enviados. Para garantir que não haja confusão, os arquivos devem ser formalmente liberados. Embora muitas verificações de projeto tenham sido realizadas, ainda é necessário realizar a fabricação de um protótipo de PCB porque sempre existe o risco de um problema imprevisto. Comprometer-se com grandes quantidades de PCBs pode ser caro se um problema for encontrado e, como resultado, é sempre aconselhável passar por um estágio de protótipo de PCB.

O layout e o design do PCB devem ser um processo relativamente simples em termos das etapas a serem executadas. Os desafios reais podem testar o engenheiro de layout de PCB em termos de alcançar um layout que funcione bem na primeira vez e que se encaixe nas restrições mecânicas dadas. Se o processo estiver correto, isso permitirá que o engenheiro de layout de PCB se concentre no que é importante e onde suas habilidades realmente estão.

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