curso básico pcb

DISEÑO BÁSICO DE TARJETAS DE DISEÑO BÁSICO DE TARJETAS DE CIRCUITO IMPRESOCIRCUITO IMPRESO

DISEÑO BÁSICO DE PCBDISEÑO BÁSICO DE PCB


Información previa:

-Dimensiones requeridas de la tarjeta a diseñar.-El diagrama esquemático final de la tarjeta.-Una lista de partes (componentes) empleados para el diseño.-Información técnica mínima de cada parte a emplear.-Lugar donde se montará la tarjeta.-Forma en que se obtiene la energía y si es posible la máxima potencia y/o corriente del circuito.-Tamaño y tipo de conectores que se emplearán en el PCB.-Restricciones físicas y/o mecánicas como alturas máximas de algunos componentes (transformadores, baterías, condensadores), huecos de fijación, presencia de ventiladores o disipadores, etc.-Espesor del cobre a usar (el espesor típico es de 1 oz (1.4 mil o 35 u)).-Una lista de partes de los componentes con una única identificación (designator) y una pequeña descripción de la parte, p. ej., R1, 1 K, 10 %, ½ W.


Alistamiento:

Antes de empezar a trabajar sobre el PCB realizar una revisión y si es posible, definición de redes importantes o de cierta manera, críticas en el circuito y consecuentemente en el PCB, alternativamente puede generarse una lista total de redes del circuito.

Verificar los identificadores (designators) de los componentes, así como que cada huella asignada a cada componente sea consecuente con el elemento al que se le ha asignado.

Definición del tamaño:

Empleando la información previa obtenida y de acuerdo a las dimensiones requeridas se definen las dimensiones físicas de la tarjeta (largo y ancho).


Importación y ubicación

Es importante tener en cuenta que la ubicación de los componentes debe obedecer a factores como:

-Función eléctrica

-Tamaño físico

-Factores de temperatura

-Ruteabilidad

-Zonas (digitales, análogas, etc.)

-Tipos de redes

-Requerimientos particulares.


La orientación de los componentes es importante, es recomendable mantener en la medida de lo posible cierta uniformidad en la disposición de los elementos, esto es, en su sentido de orientación, pues este aspecto posteriormente facilitará la ubicación y montaje de los elementos.

Al ubicar componentes de forma ortogonal se dificulta más el ensamble. Se recomienda por ejemplo que los cátodos de todos los diodos tengan la misma orientación así como los demás elementos polarizados.

Los conectores preferiblemente deben ubicarse en los bordes de la tarjeta y de tal manera que al ser ruteados el trazo de las líneas tenga la minima longitud posible.

Emplear una grilla estándar, esto facilita esta tarea y la alineación de los elementos. Una grilla común y recomendada es de 0.025”.

Ningún componente debe ser ubicado en el área que se ha definido como de “keepout” o en la zona de guía.


Típicamente una metodología básica de ubicación de componentes es:

Agrupar los componentes: de acuerdo a su función o p. ej., características de potencia.

Definir límites: zonas de “keepout” o límites importantes dentro del diseño.

Definir zonas de soporte: mecánicos, de taladro y otras.

Ubicar conectores: y otros elementos que por la naturaleza del circuito o del mismo diseño requieran de una ubicación específica dentro del PCB final.

Ubicar el resto de componentes: teniendo en cuenta las reglas de diseño consideradas.


Ruteo:

-Ruteo automático - autorruteo -Manualmente

Aunque el autorruteo se hace de manera automática, lo usual y más recomendable es realizarlo manualmente o en su defecto combinando ambos métodos

Ubicación de los componentes: lo más recomendable es agrupar los componentes de acuerdo a su función o característica circuital específica, esto es, por ejemplo delimitar zonas dentro del PCB para elementos que manejen potencias y/o corrientes más altas; diferencias los circuitos de baja, media y si existen, de altas frecuencias.


Consideraciones de circuito:

-Siempre determinar la correcta polaridad de los componentes, cuando aplique.

-Debe identificarse apropiadamente emisor/base y colector en el transistor (tierra del encapsulado cuando aplique).

-Mantener la menor distancia posible.

-Si se usan tierras diferentes, mantener las líneas de tierra o planos alejados entre sí tanto como sea posible.

-A diferencia de las señales digitales, el diseño análogo puede tener consideraciones de conductores de señales primero y considerar luego los planos o líneas de tierra.

-Ubicar los componentes sensibles al calor y los que puedan calentarse tan alejados como sea posible (emplear disipadores cuando sea necesario).


Las señales digitales pueden clasificarse en:

Señales No críticas: no sensibles a acoplamientos entre ellas. Entre estas señales pueden encontrarse líneas de buses de datos o líneas de direcciones (de memoria, pulsadores, LCD...).

Señales Semi-críticas: señales cuyo acoplamiento puede ocasionar falsos disparos, por ejemplo líneas de Reset y líneas de nivel de activación (referencias, comparadores).

Señales Críticas: tienen formas de onda que deben ser monotónica (estable) por el umbral de voltaje del componente receptor. Estas son normalmente señales de reloj las cuales no deben tener fallas durante el funcionamiento.

Señales Super-críticas: son señales para aplicaciones como señales de reloj o strobes para conversores A/D y D/A, señales de PLL o de alta frecuencia. Señales donde el crosstalk o ruido causan errores en el funcionamiento del circuito.


Anchos de pista: el ancho de pista a emplear para las diferentes líneas del circuito varían de acuerdo a la corriente que circule por ellas


Clearance (espaciamiento entre elementos): el espaciamiento adecuado entre los diferentes elementos conductores del PCB juega un papel importante para evitar problemas como ruido o posibles cortos circuitos entre líneas. También debe tenerse en cuenta el espaciamiento que debe existir entre los componentes cuando sean ensamblados sobre el PCB.


Típicamente una metodología básica de ruteo de PCBs es:

Trazar las pistas críticas: primero líneas de alimentación y luego líneas ruidosas o sensibles.

Verificación: de anchos de pista, vías, reglas de diseño, etc.

Rutear el resto de las pistas: que transportan señales no críticas en el circuito.

Trazar planos: de tierra o de alimentación de acuerdo al diseño y verificación de cortos.

Colocación y ubicación de identificadores: de los componentes y screen adicional del PCB.

Generación de archivos de fabricación: gerber y de taladrados.


http://www.youtube.com/watch?v=ZWzHoXlT4rI&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=eWmF_tpmn_M&NR=1

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