Las placas de circuito impreso o PCB mal diseñadas nunca alcanzarán la calidad requerida para la producción comercial. La capacidad de juzgar la calidad del diseño de PCB es muy importante. Se requiere experiencia y conocimiento del diseño de PCB para realizar una revisión completa del diseño. Sin embargo, existen varias formas de juzgar rápidamente la calidad del diseño de la PCB.

El diagrama esquemático puede ser suficiente para ilustrar los componentes de una función determinada y cómo están conectados. Sin embargo, la información proporcionada por los esquemas con respecto a la ubicación y conexión real de los componentes para una operación determinada es muy limitada. Esto significa que incluso si la PCB se diseña implementando meticulosamente todas las conexiones de los componentes del diagrama de principio de funcionamiento completo, es posible que el producto final no funcione como se esperaba. Para comprobar rápidamente la calidad del diseño de la PCB, considere lo siguiente:

1. traza de PCB

Los rastros visibles de la PCB están cubiertos con resistencia de soldadura, lo que ayuda a proteger los rastros de cobre de cortocircuitos y oxidación. Se pueden utilizar diferentes colores, pero el color más utilizado es el verde. Tenga en cuenta que es difícil ver rastros debido al color blanco de la máscara de soldadura. En muchos casos, sólo podemos ver las capas superior e inferior. Cuando la PCB tiene más de dos capas, las capas internas no son visibles. Sin embargo, es fácil juzgar la calidad del diseño con sólo mirar las capas exteriores.

Durante el proceso de revisión del diseño, verifique las trazas para confirmar que no haya curvas pronunciadas y que todas se extiendan en línea recta. Evite curvas cerradas, porque ciertas trazas de alta frecuencia o alta potencia pueden causar problemas. Evítelos por completo porque son la señal final de una mala calidad del diseño.

2. Condensador de desacoplamiento

Para filtrar cualquier ruido de alta frecuencia que pueda afectar negativamente al chip, el condensador de desacoplamiento está ubicado muy cerca del pin de fuente de alimentación. Generalmente, si el chip contiene más de un pin de drenaje a drenaje (VDD), cada uno de esos pines necesita un condensador de desacoplamiento, a veces incluso más.

El condensador de desacoplamiento debe colocarse muy cerca del pin a desacoplar. Si no se coloca cerca del pin, el efecto del condensador de desacoplamiento se reducirá considerablemente. Si el condensador de desacoplamiento no está colocado al lado de los pines en la mayoría de los microchips, esto nuevamente indica que el diseño de la PCB es incorrecto.

3. La longitud de la traza de PCB está equilibrada

Para que múltiples señales tengan relaciones de sincronización precisas, la longitud de la traza de la PCB debe coincidir en el diseño. La coincidencia de longitud de traza garantiza que todas las señales lleguen a sus destinos con el mismo retraso y ayuda a mantener la relación entre los bordes de la señal. Es necesario acceder al diagrama esquemático para saber si algún conjunto de líneas de señal requiere relaciones de temporización precisas. Estas trazas se pueden rastrear para verificar si se ha aplicado alguna ecualización de longitud de traza (también llamadas líneas de retardo). En la mayoría de los casos, estas líneas de retardo parecen líneas curvas.

Vale la pena señalar que el retraso adicional se debe a las vías en la ruta de la señal. Si no se pueden evitar las vías, es importante garantizar que todos los grupos de trazas tengan el mismo número de vías con relaciones de sincronización precisas. Alternativamente, el retraso causado por la vía se puede compensar utilizando una línea de retraso.

4. Colocación de componentes

Aunque los inductores tienen la capacidad de generar campos magnéticos, los ingenieros deben asegurarse de que no estén colocados cerca unos de otros cuando los utilicen en un circuito. Si los inductores se colocan cerca uno del otro, especialmente de un extremo a otro, se creará un acoplamiento dañino entre los inductores. Debido al campo magnético generado por el inductor, se induce una corriente eléctrica en un objeto metálico de gran tamaño. Por lo tanto, deben colocarse a cierta distancia del objeto metálico, de lo contrario el valor de la inductancia puede cambiar. Al colocar los inductores perpendiculares entre sí, incluso si los inductores se colocan muy juntos, se puede reducir el acoplamiento mutuo innecesario.

Si la PCB tiene resistencias de potencia o cualquier otro componente que genere calor, debe considerar el efecto del calor en otros componentes. Por ejemplo, si se utilizan termostatos o condensadores de compensación de temperatura en el circuito, no deben colocarse cerca de resistencias de potencia ni de ningún componente que genere calor.

Debe haber un área dedicada en la PCB para el regulador de conmutación integrado y sus componentes relacionados. Esta parte debe colocarse lo más lejos posible de la parte que se ocupa de las señales pequeñas. Si la fuente de alimentación de CA está conectada directamente a la PCB, debe haber una pieza separada en el lado de CA de la PCB. Si los componentes no se separan según las recomendaciones anteriores, la calidad del diseño de la PCB será problemática.

5. Ancho de traza

Los ingenieros deben tener especial cuidado para determinar adecuadamente el tamaño de las trazas que transportan grandes corrientes. Si las trazas que transportan señales que cambian rápidamente o señales digitales corren paralelas a trazas que transportan pequeñas señales analógicas, pueden surgir problemas de captación de ruido. La traza conectada al inductor tiene la capacidad de actuar como una antena y puede provocar emisiones de radiofrecuencia nocivas. Para evitarlo, estas marcas no deben ser más anchas.

6. Tierra y plano de tierra.

Si la PCB tiene dos partes, digital y analógica, y debe conectarse en un solo punto común (generalmente el terminal negativo de alimentación), el plano de tierra debe estar separado. Esto puede ayudar a evitar el impacto negativo de la parte digital en la parte analógica causado por el pico de corriente a tierra. La traza de retorno a tierra del subcircuito (si la PCB tiene solo dos capas) debe separarse y luego debe conectarse al terminal de alimentación negativo. Se recomienda encarecidamente tener al menos cuatro capas para PCB moderadamente complejas, y se requieren dos capas internas para las capas de alimentación y tierra.

en conclusión

Para los ingenieros, es muy importante tener suficiente conocimiento profesional en el diseño de PCB para juzgar la calidad del diseño de uno o un empleado. Sin embargo, los ingenieros sin conocimientos profesionales pueden ver los métodos anteriores. Antes de pasar a la creación de prototipos, especialmente cuando se diseña un producto inicial, siempre es una buena idea que un experto compruebe siempre la calidad del diseño de la PCB.