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

Por que o layout PCB é necessário

Usamos placas de circuito impresso (PCB) para conectar componentes eletrônicos usando faixas condutoras. Isso permite a prototipagem de circuitos elétricos e a fabricação de produtos eletrônicos. A produção em massa de produtos eletrônicos baseados em PCBs é mais rápida e econômica em comparação com aqueles baseados em técnicas alternativas de fiação. Porque em PCBs, os componentes são montados e ligados simultaneamente. Portanto, temos que fazer o Layout de PCB apenas uma vez e podemos fabricar um grande número de PCBs ao mesmo tempo.

Quando se trata de PCBs, projetar o Layout é a parte mais importante, pois irá determinar a colocação de vários componentes e suas funções resultantes no produto desejado. Neste guia, we will detail some strategies for PCB layout design, common mistakes to avoid, etc., to help you design high-quality PCBs.

Primeiro, nós vamos dar uma olhada em algumas das estratégias que são amplamente utilizadas na concepção de um Layout de PCB;

Estratégias para projetar layout de PCB

Tudo começa com um esquema

É uma boa prática fazer um esquema do circuito antes de iniciar o projeto do PCB. O esquema funcionará como um projeto para a colocação de componentes e o layout dos traços no PCB. Se você usar um software de design de PCB eficiente, ele permitirá que você importe este esquema e isso tornará o processo de design de PCB relativamente mais fácil.

Depois de importar este esquema para um software de design de PCB inteligente, você pode começar a colocar componentes, fios, e pegadas. Depois de fazermos isso, podemos começar a projetar o layout do PCB.

A Abordagem de Compartimentação

A compartimentação é uma ótima estratégia para projetar um layout de PCB. Precisamos identificar qual é o papel de cada parte do circuito e então dividir o circuito em pequenas seções de acordo com sua função. Vai ajudar com uma melhor visualização do circuito.

Você precisa manter os componentes de cada seção agrupados na mesma região do PCB. Isso ajudará a manter os traços condutores curtos. É importante, pois rastros longos podem captar radiação eletromagnética que pode levar a ruído e interferência.

Você deve organizar várias seções dos circuitos de forma que a corrente siga um caminho pequeno e linear. Você deve garantir que a energia fornecida a cada seção tenha tensão igual. Nós chamamos isso de “configuração estrela” e ajuda a realizar rastreamentos mais curtos.

Abordagem de camada única e multicamadas

Você pode achar difícil projetar grandes circuitos em uma PCB de camada única. Isso ocorre porque é difícil evitar a interseção durante os traçados de roteamento. Você pode precisar de duas ou mais camadas com traços roteados em vários lados do PCB.

Você pode conectar traços em uma camada para a outra camada usando um “através da”. Nós sabemos “através da” como um orifício revestido de cobre em um PCB que conecta eletricamente a camada inferior à camada superior. Você também pode conectar os traços inferior e superior usando o "orifício de passagem" dos componentes eletrônicos implantados.

o 45^o Técnica de dobra

Uma boa prática para projetar PCBs é dobrar a maioria dos traços de cobre em ângulos de 45 °. Isso ocorre porque os ângulos de 45 ° encurtam o caminho elétrico entre vários componentes, em oposição aos ângulos de 90 °. Além disso, sinais lógicos de alta velocidade podem ser refletidos em ângulos agudos (perto de 90 °) o que pode levar a interferência.

Alguns erros comuns a serem evitados no layout do PCB

Aqui estão alguns dos erros mais comuns durante o layout do PCB e como você pode evitá-los.

1. Escolha da ferramenta de projeto errada

Para projetar um PCB eficiente, é empírico escolher a ferramenta certa. Se você escolher uma ferramenta errada ou inadequada para o projeto de PCB, isso causará problemas como custos de fabricação aumentados e tempos de atraso estendidos. Conseqüentemente, Recomendamos fortemente a escolha da ferramenta apropriada que melhor atenda às suas necessidades de design de PCB. Existem muitas opções para escolher e você deve fazer a lição de casa e pesquisar antes de investir em uma determinada ferramenta.

2. Técnicas de Layout Incompetentes

Projetos de PCB são frequentemente complexos porque costumamos usá-los para fazer dispositivos eletrônicos menores e mais rápidos. Há uma demanda crescente por circuitos eletrônicos com pegadas mínimas. É por isso que pretendemos fazer PCBs com componentes menores que ocupam menos espaço. Se você escolher uma técnica de layout incompetente ou inadequada, as conexões podem não funcionar corretamente. Se você estiver trabalhando com componentes com uma contagem de pinos mais alta e um passo menor, é crucial escolher uma técnica de layout competente.

3. Espessura imprópria de cobre

A espessura do cobre desempenha um papel importante no rastreamento e, consequentemente, no projeto de PCB. Se a espessura não for adequada, haverá revestimento insuficiente nos orifícios. É por isso que é importante atingir a espessura exata do cobre se você deseja obter um bom design de PCB.

4. Colocação incorreta de capacitores de desacoplamento

Usamos capacitores de desacoplamento para manter uma tensão estável. Frequentemente colocamos esses capacitores no barramento da fonte de alimentação. Devemos implantar esses capacitores perto do pino que precisa de tensão estável. Os capacitores de desacoplamento não funcionarão corretamente se forem colocados longe do pino que requer tensão estável.

5. Falha em fazer backups de seu trabalho

Usamos diferentes conjuntos de dados e software para fazer projetos de PCB eficientes. Devido às várias ferramentas envolvidas, os dados podem ser perdidos ou perdidos permanentemente se você não salvá-los após intervalos regulares. Você deve fazer vários backups de seu trabalho para que, mesmo que um seja corrompido, os outros ainda estão seguros e protegidos.

6. Falta de Críticas de Design

Um dos elementos mais essenciais em um projeto de PCB é revisar a interconexão dos circuitos e o funcionamento do PCB. As revisões de design ajudam a prevenir todos os tipos de erros de design. As pessoas têm um certo preconceito quando estão revisando seu próprio trabalho, por isso você deve pedir a outras pessoas que revisem o design do PCB, pois eles podem encontrar algum erro que você pode ter esquecido.

7. Falta de comunicação

Estresse, multitarefa, e fadiga são comumente observadas quando estamos produzindo PCBs em massa. Esses fatores podem levar a problemas de comunicação, o que pode, por sua vez, aumentar o custo e o tempo de operação. Se quiser evitar isso, você deve garantir uma boa comunicação em todos os canais. Isso ajudará no projeto e fabricação de PCBs eficientes que atendam aos seus requisitos de serviço desejados.

Topo 7 Ferramentas de Design PCB

Existem inúmeras ferramentas de design de layout de PCB disponíveis no mercado hoje. Você precisa examinar cuidadosamente todos os principais e, em seguida, escolher a ferramenta certa que atenda a todas as suas necessidades. Here are top 7 layout design tools which are widely used in the PCB industry:

1.Designer Avançado

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. mesmo assim, it’s powerful, but comes with the high price tag to start at $355/month.

2. Cadência 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. Águia

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 é um nome de renome quando se trata de PCB Design e fabricação. Usamos ferramentas de ponta para projetar seus layouts de PCB e podemos ajudá-lo a projetar layouts que atendam às suas necessidades específicas. Temos uma configuração muito sofisticada para fabricar sua qualidade premium PCB. Se você conseguiu chegar a brilhantes PCBs de camada única ou multicamadas, mas não consegue realizar sua conceituação, então não precisa se preocupar, pois temos tudo o que você precisa.. Tudo o que você precisa fazer é entrar em contato conosco e cuidaremos disso a partir daí. Esperando ouvir de você em breve!