Diretrizes de Design e Layout de PCBs
PCB design e layout é uma habilidade importante e complexa que requer conhecimento, experiência e paciência. O design eficiente pode não apenas economizar dinheiro, mas também melhorar a funcionalidade do produto. Para ajudar no processo, existem muitas ferramentas de design de PCBs, como o Advanced Design Suite, o OrCAD, o ARES e assim por diante. Este artigo discute algumas diretrizes que foram elaboradas para informar os projetistas de PCBs sobre os erros mais comuns e para ajudá-los na fase de design e layout.
A primeira tarefa no layout do PCB é fazer um layout bruto do PCB alocando o espaço disponível no PCB para diferentes blocos de circuito. Isso ajuda em duas decisões iniciais críticas
Áreas separadas para diferentes componentes, portas de comunicação ou antenas são identificadas.
As trilhas mais críticas do circuito são identificadas e o restante do layout torna-se centralizado, o que leva a um design mais conveniente.
Geralmente, queremos encaixar todos os componentes no menor espaço possível, o que se torna crítico no caso em que a PCB miniaturizada é necessária. O PCB é montado principalmente em um dispositivo após a fabricação usando algum espaço da placa; portanto, os componentes críticos são colocados de forma que não sejam danificados nesse estágio. Camadas PCB são decididas com base na complexidade do projeto. Adicionar mais camadas adiciona mais custo, mas, ao mesmo tempo, circuitos complicados podem ser instalados em menos espaço.
As pistas ou traços, que são essencialmente linhas de depósitos de cobre, são projetados seguindo diretrizes rígidas. O rigor das diretrizes de projeto para espessura de cobre, largura de traço e furos diferem para diferentes tipos de PCB.
A largura de traço pode alterar o padrão de radiação no caso de um projeto de RF onde alterar a largura de uma faixa pode alterar drasticamente a impedância, no entanto, para todos os tipos de PCB, a largura de traço decide a resistência, portanto, deve ser mantida o circuito não é afetado.
A espessura do cobre é mantida maior para as camadas externas e menor no caso de camadas internas em um projeto de múltiplas camadas. A remoção de traços é outro fator importante, os traços ou faixas devem ser mantidos a uma distância segura, onde não interfiram eletricamente.
Quase todo PCB tem furos nele. Como os furos exigem um esforço maior e há maior probabilidade de falha de fabricação do PCB durante o processo de perfuração, é aconselhável reduzir o número de furos.
Design de PCB multi-camada ajuda a economizar espaço no caso de um circuito complicado, onde temos que economizar espaço. Diferentes camadas são conectadas usando furos de passagem. No PCB multicamada, recomenda-se ter duas camadas separadas para terra e energia. Isso não só ajuda na dissipação de calor, mas também reduz as chances de faixas em miniatura formarem antenas. A relação custo-benefício de um projeto em várias camadas é geralmente executada antes de se fabricar uma PCB com várias camadas.
Cada pista em um PCB tem uma certa resistência e, portanto, temos que estimar os problemas de aquecimento que podem se desenvolver em determinados projetos. Podemos incorporar dissipadores de calor em tais casos. Para projetos de RF, design e layout de PCB é a chave. Muitas vezes incorporando curvas circulares em vez de retangulares, a intensidade do sinal é preservada. Para RF, na maioria dos casos, um plano de terra é necessário e as entradas são mantidas o mais longe possível das saídas.