No hay duda de que la creación esquemática y PCB El diseño son aspectos fundamentales de la ingeniería eléctrica y tiene sentido que recursos como artículos técnicos, notas de aplicación y libros de texto se concentren a menudo en estas partes del proceso de diseño. Sin embargo, no debemos olvidar que si no sabe cómo convertir el archivo de diseño completo en una placa de circuito ensamblada, el esquema y el diseño no son muy útiles. Incluso si está un poco familiarizado con el pedido y el ensamblaje de PCB, es posible que no sepa que ciertas opciones pueden ayudarlo a obtener resultados suficientes a un costo menor.

No hablaré sobre la fabricación de PCB con bricolaje, y honestamente no puedo recomendar este método. Hoy en día, la fabricación profesional de PCB es muy barata y conveniente y, en general, el resultado es muy superior.

He estado involucrado en el diseño de PCB independientes y de bajo volumen durante mucho tiempo, y gradualmente obtuve suficiente información relevante para escribir un artículo bastante completo sobre el tema. Sin embargo, soy solo una persona y ciertamente no lo sé todo, así que no dudes en extender mi trabajo a través de la sección de comentarios al final de este artículo. Gracias por tu contribución.

Esquema básico

El esquema se compone principalmente de componentes y cables conectados de una manera que produce el comportamiento eléctrico deseado. Los cables se convertirán en rastros o verterán cobre.

Estos componentes incluyen huellas (patrones de terreno), que son conjuntos de orificios pasantes y / o almohadillas de montaje en superficie que coinciden con la geometría terminal de la parte física. Las huellas también pueden contener líneas, formas y texto. Estas líneas, formas y texto se denominan colectivamente serigrafía. Estos se muestran en la PCB como elementos puramente visuales. No conducen electricidad y no afectarán el funcionamiento del circuito.

La siguiente figura proporciona ejemplos de componentes esquemáticos y huellas de PCB correspondientes (las líneas azules indican las almohadillas de huella a las que está conectado cada pin de componente).

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Convierta el esquema en el diseño de PCB

El software CAD convierte el esquema completo en un diseño de PCB compuesto por paquetes y líneas de componentes; este término bastante desagradable se refiere a conexiones eléctricas que aún no se han convertido en conexiones físicas.

El diseñador primero organiza los componentes y luego usa las líneas como guía para crear trazos, vertidos de cobre y vías. Un orificio pasante es un pequeño orificio pasante que tiene conexiones eléctricas a diferentes capas de PCB (o múltiples capas). Por ejemplo, se puede conectar una vía térmica a la capa de tierra interna y se verterá un cable de cobre a tierra en la parte inferior de la placa).

Verificación: identificar problemas en el diseño de la PCB

El último paso antes del inicio de la fase de fabricación se llama verificación. La idea general aquí es que las herramientas CAD intentarán encontrar errores de diseño antes de que afecten negativamente la función de la placa o interfieran con el proceso de fabricación.

En general, existen tres tipos de autenticación (aunque puede haber más tipos):

Conectividad eléctrica: esto asegura que todas las partes de la red estén conectadas a través de algún tipo de estructura conductora.

Coherencia entre el esquema y el diseño: esto es evidente. Supongo que las diferentes herramientas CAD tienen diferentes formas de lograr esta forma de verificación.

DRC (verificación de reglas de diseño): esto es particularmente relevante para el tema de la fabricación de PCB, porque las reglas de diseño son restricciones que debe imponer en su diseño para garantizar una fabricación exitosa. Las reglas de diseño comunes incluyen espaciado mínimo de trazas, ancho mínimo de trazas y diámetro mínimo de perforación. Al diseñar la placa de circuito, es fácil violar las reglas de diseño, especialmente cuando tiene prisa. Por lo tanto, asegúrese de utilizar la función DRC de la herramienta CAD. La siguiente figura transmite las reglas de diseño que utilicé para la placa de control de robot C-BISCUIT.

Las funciones de PCB se enumeran horizontal y verticalmente. El valor en la intersección de las filas y columnas correspondientes a las dos características indica la separación mínima (en milésimas de pulgada) entre las dos características. Por ejemplo, si observa la fila correspondiente a “Tablero” y luego va a la columna correspondiente a “Pad”, encontrará que la distancia mínima entre el pad y el borde del tablero es de 11 mils.