How to Design a PCB Layout: Effective Strategies You Need to Know

Perché è necessario il layout PCB

Utilizziamo i circuiti stampati (PCB) per il collegamento di componenti elettronici mediante tracce conduttive. Ciò consente la prototipazione di circuiti elettrici e la fabbricazione di prodotti elettronici. La produzione in serie di prodotti elettronici basati su PCB è più rapida ed economica rispetto a quelli basati su tecniche di cablaggio alternative. Perché nei PCB, i componenti sono montati e cablati contemporaneamente. Perciò, dobbiamo fare il Layout PCB solo una volta e possiamo produrre contemporaneamente un gran numero di PCB.

Quando si tratta di PCB, la progettazione del layout è la parte più importante in quanto determinerà il posizionamento di vari componenti e i loro ruoli risultanti nel prodotto desiderato. In questa guida, we will detail some strategies for PCB layout design, common mistakes to avoid, eccetera., to help you design high-quality PCBs.

Primo, noi esamineremo alcune delle strategie ampiamente utilizzate nella progettazione di un layout PCB;

Strategie sulla progettazione del layout PCB

Tutto inizia con uno schema

È buona norma realizzare uno schema del circuito prima di iniziare la progettazione del PCB. Lo schema fungerà da modello per posizionare i componenti e tracciare le tracce sul PCB. Se si utilizza un software di progettazione PCB efficiente, ciò consentirà di importare questo schema e questo renderà il processo di progettazione PCB relativamente più semplice.

Dopo aver importato questo schema in un software di progettazione PCB intelligente, puoi iniziare a posizionare i componenti, fili, e impronte. Una volta fatto questo, possiamo iniziare a progettare il layout del PCB.

L'approccio alla compartimentazione

La compartimentazione è un'ottima strategia per la progettazione di un layout PCB. Dobbiamo identificare qual è il ruolo di ciascuna parte del circuito e quindi dividere il circuito in piccole sezioni in base alla loro funzione. Aiuterà con una migliore visualizzazione del circuito.

È necessario mantenere i componenti di ciascuna sezione raggruppati nella stessa area del PCB. Ciò contribuirà a mantenere brevi le tracce conduttive. È importante poiché lunghe tracce possono raccogliere radiazioni elettromagnetiche che possono causare rumore e interferenze.

Dovresti organizzare varie sezioni dei circuiti in modo tale che la corrente debba seguire un percorso piccolo e lineare. È necessario assicurarsi che l'alimentazione fornita a ciascuna sezione abbia la stessa tensione. Questo lo chiamiamo “configurazione a stella” e aiuta a realizzare tracce più brevi.

Approccio a singolo strato e multistrato

Potresti trovare difficile progettare circuiti di grandi dimensioni un PCB a strato singolo. Questo perché è difficile evitare l'intersezione durante il routing delle tracce. Potrebbero essere necessari due o più layer con tracce instradate su più lati del PCB.

È possibile collegare le tracce su un livello all'altro livello usando a “attraverso”. Sappiamo “attraverso” come un foro placcato in rame in un PCB che collega elettricamente lo strato inferiore allo strato superiore. È inoltre possibile collegare le tracce inferiore e superiore utilizzando il "foro passante" dei componenti elettronici distribuiti.

Il 45^il Tecnica di piegatura

Una buona pratica per progettare PCB è quella di piegare la maggior parte delle tracce di rame ad angoli di 45 °. Questo perché gli angoli di 45 ° accorciano il percorso elettrico tra i vari componenti rispetto agli angoli di 90 °. A parte questo, i segnali logici ad alta velocità potrebbero essere riflessi ad angoli acuti (vicino a 90 °) che può causare interferenze.

Alcuni errori comuni da evitare nel layout del PCB

Ecco alcuni degli errori più comuni durante il layout PCB e come evitarli.

1. Scelta dello strumento di progettazione sbagliato

Per la progettazione di un PCB efficiente, è empirico scegliere lo strumento giusto. Se si sceglie uno strumento sbagliato o inappropriato per la progettazione di PCB, ciò causerà problemi come aumento dei costi di produzione e tempi di ritardo prolungati. Quindi, consigliamo vivamente di scegliere lo strumento appropriato che meglio soddisfa le vostre esigenze di progettazione PCB. Ci sono molte opzioni tra cui scegliere e devi fare i compiti e le ricerche appropriate prima di investire in un determinato strumento.

2. Tecniche di layout incompetenti

I progetti di PCB sono spesso complessi perché li usiamo spesso per realizzare dispositivi elettronici più veloci e più piccoli. Vi è una crescente domanda di circuiti elettronici con ingombri minimi. Ecco perché intendiamo realizzare PCB con componenti più piccoli con un ingombro ridotto. Se si sceglie una tecnica di layout incompetente o inappropriata, le connessioni potrebbero non funzionare correttamente. Se si lavora con componenti con un numero di pin più elevato e un passo più piccolo, è fondamentale scegliere una tecnica di layout competente.

3. Spessore improprio di rame

Lo spessore del rame svolge un ruolo importante nel tracciamento e di conseguenza nella progettazione di PCB. Se lo spessore non è adeguato, i fori non saranno sufficientemente placcati. Ecco perché è importante ottenere lo spessore preciso del rame se si desidera ottenere un buon design PCB.

4. Posizionamento errato dei condensatori di disaccoppiamento

Utilizziamo condensatori di disaccoppiamento per mantenere una tensione stabile. Posizioniamo spesso questi condensatori sulla guida di alimentazione. Dovremmo distribuire questi condensatori vicino al pin che necessita di una tensione stabile. I condensatori di disaccoppiamento non funzioneranno correttamente se posizionati lontano dal pin che richiedono una tensione stabile.

5. Mancato backup dei tuoi lavori

Utilizziamo diversi set di dati e software per realizzare progetti PCB efficienti. A causa dei vari strumenti coinvolti, i dati potrebbero essere smarriti o persi definitivamente se non li salvate dopo intervalli regolari. Dovresti fare più backup del tuo lavoro in modo che anche se uno venga danneggiato, gli altri sono ancora sicuri e protetti.

6. Mancanza di recensioni di design

Uno degli elementi più essenziali nella progettazione di un PCB è la revisione dell'interconnessione dei circuiti e del funzionamento del PCB. Le revisioni di progettazione aiutano a prevenire tutti i tipi di errori di progettazione. Le persone hanno un certo pregiudizio quando stanno rivedendo il proprio lavoro ed è per questo che devi fare in modo che altre persone esaminino il design del PCB poiché potrebbero imbattersi in un errore che potresti aver perso.

7. Mancanza di comunicazione

Fatica, multitasking, e la fatica si osserva comunemente quando produciamo PCB in serie. Questi fattori possono causare errori di comunicazione, che a sua volta potrebbe causare costi e tempi operativi maggiori. Se si desidera evitare ciò, è necessario garantire una buona comunicazione tra tutti i canali. Ciò contribuirà a progettare e produrre PCB efficienti che soddisfino i requisiti di servizio desiderati.

Superiore 7 Strumenti di progettazione PCB

Oggi sul mercato sono disponibili numerosi strumenti di progettazione del layout PCB. Devi esaminare attentamente tutti i principali e quindi scegliere lo strumento giusto che soddisfi tutte le tue esigenze. Here are top 7 layout design tools which are widely used in the PCB industry:

1.Progettista avanzato

With powerful features like advanced 3D visualization, real-time collaboration, and seamless integration with MCAD, Altium Designer is the premier choice for the professional PCB design. Tuttavia, it’s powerful, but comes with the high price tag to start at $355/month.

2. Cadenza Allegro

Cadence Allegro specializes in complex circuit board designs such as CPU motherboards. Signal integrity analysis is what it excels at and it provides extensive routing options along with a comprehensive component library. Its target clients are from high-end enterprise users.

3. EasyEDA

EasyEDA is a free, web-based solution that can be used both online and offline. It supports file import from other major tools and includes integrated features such as real-time component inventory integration and 3D PCB visualization.

4. KiCAD

For low to medium complexity boards, there is an open source alternative – KiCAD. Cross platform, 3d viewing, with active community, it is a versatile routing tools.

5. Aquila

Autodesk acquired Eagle, which has tiered pricing from free up to a premium version. Its paid versions are featured with automatic routing and it goes well with Fusion 360.

6. CircuitMaker

CircuitMaker, based on Altium technology, is free and ideal for individual users and small projects. It supports up to 32 layers and includes features like topological autorouting and interactive routing modes.

7. DesignSpark PCB

DesignSpark PCB offers affordable access to PCB design tools with advanced features available when you subscribe ($17.99/month). With SnapEDA component access, it also has customizable BOM templates.

Tecnologia MOKO è un nome rinomato quando si tratta di progettazione e produzione di PCB. Utilizziamo strumenti all'avanguardia per progettare i suoi layout PCB e possiamo aiutarti a progettare layout che soddisfino le tue esigenze specifiche. Abbiamo una configurazione molto sofisticata per la produzione della sua qualità premium PCB. Se sei riuscito a realizzare PCB geniali a uno o più strati ma non riesci a realizzare la tua concettualizzazione, non devi preoccuparti perché ti abbiamo coperto. Tutto quello che devi fare è raggiungerci e lo prenderemo da lì. Spero di sentirti presto!