Aspectos Principales a considerar en el diseño y construcción de PCB Diseño de Layout - PCB Aspectos Principales a considerar en el diseño y construcción de PCB

Elementos y consideraciones Espesor del Cu [oz/ft^2]: 0.5oz, 1oz, 2oz, 4oz. La más típica es 1oz. Polygons: Inundan un área deseada con Cu, rodeando pads y tracks. Útiles para trazar planos de tierra Asegurarse de colocar los polígonos después de haber colocado los pads y tracks.

Elementos y consideraciones Sólido √ Polígono Trama x Clearances(Espacios): - Al menos 15 mil(0.381mm). Para montaje superficial se usa mucho 10mil(0.354mm) a 8 mil(0.2032mm). -Tracks de 240 V deben hacer un espacio mayor a 8mm (315 mil).

Elementos y consideraciones 0.05 mm (capa interna) Voltaje DC de 0-15 0.1 mm (capa interna) Track: En www.ultracad.com/calc.htm se cuenta con calculadoras para PCB que sigan los estándares IPC. Para el ancho de los tracks se sigue lo siguiente: 1 A 10mils(1oz) 5mils(2oz) 5.2mΩ/inch 2 A 30mils(1oz) 15mils(2oz) 17.2mΩ/inch 3 A 50mils(1oz) 25mils(2oz) 10.2mΩ/inch

Elementos y consideraciones Pads: Existe la relación pad a agujero, que especifica el fabricante. Por norma, el pad debe ser al menos 1.8 veces el diámetro del agujero. dpad >= 1.8dagujero Al menos 0.5mm más grande.

Elementos y consideraciones Rectangular pin 1(regla): -La mayoría de componentes SMT usan pads rectangulares, aunque algunos IC’s utilizan pads ovalados. Pin 1 es rectangular. Para componentes que sobresalen como los resistores, diodos, etc., se deben utilizar pads redondos con 70 mil(1.78 mm) de diámetro, los IC’s óvalos de 60 mil(1.52mm) de altura y 90-100 mil (2.29-2.54 mm) de ancho.

Elementos y consideraciones Como regla general, use pads circulares u ovalados, a menos que necesite usar uno rectangular Via: agujeros en vías son usualmente mas pequeños que los pads, 0.5-0.7mm es lo típico. Usar una via para conectar dos capas se llama «stitching».

Diseño de ubicación de componentes Desempeño eléctrico Ubicación 90% Diseño de PCB Facilidad del layout Ruteo 10%

Diseño de ubicación de componentes Pasos: Establecer grilla, visible y tamaño de pads y tracks por defecto Colocar todos los componentes cobre la board Divida y distribuya los componentes en «bloques de construcción» funcionales donde sea posible. Identifique los tracks del layout crítico en el circuito y rutéelos primero. Coloque y rutée cada bloque por separado, fuera de la placa.

Diseño de ubicación de componentes Mueva los bloques completados o suposición la tarjeta principal. Rutea las conexiones resultantes de señal y de potencia entre bloques. Haga un ordenamiento general de la tarjeta. Haga un DRC. Consiga a alguien para comprobar.

Diseño de ubicación de componentes Particionar eléctricamente partes sensibles. Por ejemplo: análogo y digital, alta frecuencia, altas corrientes. -Regla general: componente cuidadosamente alineados, IC en la misma dirección, resistores en columnas ordenadas, capacitores polarizados en la misma forma todos y conectores en el borde de la tarjeta. -Simetría agradable.

Ruteo Básico Mantenga las redes tan cortas como sea posible. (Si es larga, es mas grande la resistencia, capacitancia e inductancia.) Angulos solo de 45°. Evitar uso de ángulos rectos y NO usea ángulos mayores a 90°.( No luce bien, posibles implicaciones de fabricación. No EMI-mito.) Olvidarse de redondear las esquinas de los tracks. Trace mas pistas alrededor de la board, no siempre «punto a punto». Es eficiente el uso del espacio.

Ruteo Básico Habilitar la grilla eléctrica. Que el software encuentre por ud los centros de los pad y los extremos de tracks automáticamente. Habilitar la opción de alinear los pads y los tracks al «snsp grid». Siempre tome el track desde el centro del pad, use un ajuste de grilla apropiado para asegurar que esto ocurra. Use un solo track y no múltiplos de punto a punto en la misma red.

Ruteo Básico Asegúrese que los track van a través del centro exacto de los pads y componentes. Tome solamente «track entre pads de 100mil(2.54mm)» a menos que sea absolutamente necesario. Para corrientes altas usar múltiples vías cuando mayor entre capas( al pasar entre las capas). Esto reduce la impedancia del track y mejora la confiabilidad. No arrastre tracks con ángulos diferentes a 45°

Ruteo Básico «Neck Down» entre pads cuando sea posible. Ej: un track de 10 mil a través de dos pads de 60 mil de un clearence generosa de 15 mil entre track y pad. Tracks de alimentación y tierra críticos, trazar primero. Hacerlos tan grandes como sea posible. Vcc’s y Gnd’s tan próximos como sea posible. Enviar por direcciones opuestas. Esto baja las buclas de inductancia en la distribución de potencia.

Ruteo Básico Trazo y distribución de tracks simétricos. No dejar desconectados rellenos de cobre. Llevarlos a Gnd. En boards de doble lado sin huecos o vías metalizadas: -No colocar vías bajo componentes(soldadura inhabilitada). -Minimizar el número de vías aprovechando los pines de los componentes.

Detalles Finales Si tiene tracks delgadas (<25mil – 0.635mm) sería adecuado suavizar algunas uniones «T», eliminando los ángulos de 90°. Dejar espacio para las arandelas y tornillos alrededor de los inicios del montaje. Minimice el número de tamaños distintos de agujero. Chequear el tamaño correcto de los agujeros de los componentes. Es molesto que un componente no quepa en la board.

Detalles Finales Asegúrese que las vías son idénticas, con los mismos tamaños de pads y agujeros. Un anillo anular alrededor del agujero es una vía mecánicamente realizable. Chequear si hay una adecuada distancia física entre los componentes. Si desea agregar «teerdrops» (lágrimas).

Detalles finales Minimizar el número de saltos Board de un solo lado: Minimizar el número de saltos Distribuir bien alineados los componentes y tratar de optimizar los trazados. No recomendado trazar como si fuera de doble lado y luego reemplazar con puentes. No recomendado trazar de un extremo a otro, líneas largas.

Detalles Finales No usar muchas vías ni «step» patrón. Board doble lado: No usar muchas vías ni «step» patrón. Usar técnicas de ubicación de componentes y ruteo por bloques. Podría usarse planos de tierra requeridos para diseño de alta frecuencia.

Mas Elementos: Capas Silkscreen: capa sobrepuesta de componentes-capa de componentes. Se ubica sobre el top y contiene etiquetas (no valores) de componentes y texto libre. Fuente del mismo tamaño y en la misma orientación marcar pin 1 y polarizado de componentes. Solder Mask(máscara de soldadura): Rodea los pads y previene soldaduras que hagan puentes entre pines. Cubre todo excepto pads y vias. El espacio que queda entre pad y solder mask es la expansión de máscara, de unos pocos mil.

Mas Elementos: Capas y conexiones Mechanical Layer (Capa mecánica): No es parte del PCB, pero es útil para decir al fabricante cómo será ensamblada. Feepout: Define áreas en la board que no se desea que se rutéen ni auto ni manualmente. Esto incluye cercanías de pads y agujeros de montajes o componentes de alto voltaje.

Mas elementos: Capas y conexiones Layer Alignments: El fabricante tiene tolerancias de alineación en su proceso de fabricación de boards. Sirven tolerancia de pistas, pads, vias, soldermask, silkscreen, etc. Si son demasiado finos, habrá problemas. Se debe preguntar al fabricante por «alignment tolerances». Netlists (lista de conexiones): Componentes, labels, footprints y mas información del esquemático. Nets asignadas a los componentes del PCB.

Mas elementos: Capas y conexiones Rats Nest: El programa dibuja una línea recta entre pads de componentes de acuerdo con el esquemático( no pistas).

Design Rules Checking: -Chequeo de conectividad, clearance y errores de fabricación. -Es impráctico hacer un DRC manual. -Se puede chequear: *Conectividad del circuito(tracks PCB=schematic) *Espacio Eléctrico( clearance): Espacio entre tracks, pads y componentes.

Tolerancia de fabricación: tamano de *Tolerancia de fabricación: tamano de agujeros(min/max), anchos de pista,anchos de vía, tamaños de anillo y cortocircuitos. *Algunos paquetes de software lo hacen en tiempo real. Forward & pack annotation: Hacer cambios en el PCB layout vía editor de esquemáticos. O cambia los componentes designados.

Diseño Multicapa Mas costoso y difícil de fabricar, pero de mayor densidad para usar tracs de potencia y señal División importante, asegúrese que se justifica por razones de tamaño de board y complejidad. Número de capas es par (común: 4, 6 y 8 capas). Número de capas impares es mas costoso por proceso de fabricación no estándar.

Diseño Multicapa Típicamente se dedicaría una capa completa a planos de tierra y otra para la alimentación, con quizás algunos tracks sobre la capa de alimentación, si se necesita. En board digital, a menudo se dedica una capa entera a alimentación. Si tiene espacio en las capas top o bottom puede rutearse algún track adicional de alimentación sobre ellas. Capas de potencia casi siempre van en el medio de la board. Gnd mas cerca al top layer.

Diseño multicapa Si los planos de poder son vitales y hay muchas conexiones por rutear, entonces utilizar 4 a 6 capas. Con 6 capas, 4 se utilizarían para ruteo complet de señales y 2 para poder. Vías para mejorar la densidad de ruteo: Standard: pasan de lado a lado y puede conectar top-bottom o interiores. Puede ser desperdicio cuando no conecta. Blind(ciegas): Van de la superficie externa a una de las capas internas solamente Buried: Sólo entre capas internas.

Diseño multicapa: planos de potencia En un PCB de 4 capas con requerimientos complejos de alimentación, lo común es dedicar una capa a Gnd y otra capa para tracks de poder positivos y negativos. Se considera primero el Gnd que el power. En potencia el Layout de las capas de poder es inverso al tracking normal. En este último se asume que la board está en blanco y se trazan líneas de cobre, en un powerplane, se asume la board externa de cobre y que los tracks remueven el cobre.