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Diseño de diseño de PCB

Diseño de diseño de PCB

El diseño de una placa de circuito impreso (PCB), es sin duda una de las operaciones más complejas a las que se tiene que enfrentar el diseñador, siendo a la vez un arte y una ciencia. Requiere una evaluación cuidadosa del espacio disponible en el tablero y las restricciones impuestas por el circuito y los componentes. Crear diseños de PCB confiables, funcionales y rentables es un desafío, especialmente hoy en día cuando la necesidad es crear placas compactas, livianas y, a veces, incluso flexibles.

El flujo de diseño de un circuito impreso siempre parte del esquema, sigue con el posicionamiento de los componentes, la definición de las capas y las trazas, y finaliza con la generación de archivos Gerber. El proceso de definición de las trazas, también conocido como enrutamiento, se puede realizar de diferentes formas: manual, automática o interactiva (una combinación de las dos anteriores).

Cuanto más complejas son las aplicaciones de la tarjeta, más apropiada es la técnica de enrutamiento manual. Elenos tiene experiencia en varios tipos de diseños:

  • Tableros de RF, que pueden requerir líneas de transmisión (microstrip, stripline u otras) y donde el valor de la impedancia debe ser estrictamente controlado para evitar pérdidas de potencia y garantizar la integridad de la señal;
  • Fuentes de alimentación, donde la seguridad y la eficiencia son críticas y se debe considerar todo, desde el aislamiento hasta la gestión térmica. Además, las fuentes de alimentación tienden a tener restricciones físicas impuestas por la carcasa y los disipadores de calor que deben tenerse en cuenta, por lo que normalmente se utiliza la técnica de enrutamiento manual.

El enrutamiento manual es el que ofrece satisfacción profesional creativa, pero requiere tiempo y paciencia. Consiste en posicionar manualmente las trazas que conectan los componentes, definiendo características técnicas como espesor, ancho, distancia y ángulo de curvatura. Sin duda, el diseñador cuenta con la ayuda de la herramienta de software, que es capaz de informar cualquier violación de las reglas de enrutamiento, pero la habilidad y la competencia del diseñador son primordiales.

El enrutamiento completamente automático, por otro lado, funciona de forma completamente autónoma: una vez que se establecen las reglas de enrutamiento, el sistema procesa automáticamente el proyecto y el resultado puede revisarse haciendo manualmente los cambios o mejoras necesarios. Aunque el enrutamiento automático es una técnica que puede ahorrar tiempo, no es necesariamente la que proporciona los mejores resultados. Como todos los sistemas de procesamiento automatizado, el enrutamiento automático tiene sus limitaciones y, a pesar de los avances en las herramientas de software, algunos lo consideran difícil de configurar para obtener resultados óptimos, y el diseñador puede tener que corregir el enrutamiento creado automáticamente, corrigiendo errores comunes como los rastros recorren los bordes de la PCB, en lugar de atravesar las capas. Por tanto, es fundamental conocer los límites de aplicación de cada técnica y evaluar cuándo una es preferible a las demás.

Finalmente, el enrutamiento interactivo es una técnica que combina la precisión y el control del enrutamiento manual con la velocidad y automatización típicas del enrutamiento automático.

Independientemente de la metodología utilizada, el enrutamiento presenta una complejidad que aumenta con la cantidad de componentes presentes en la placa y sigue siendo particularmente crítico en aplicaciones donde hay señales de alta frecuencia o hay componentes que deben disipar un calor significativo.

En el campo de los transmisores de radiodifusión, las características de la PCB que llevan a nuestros diseñadores a preferir la técnica de enrutamiento manual son:

  • Trazados de longitud reducida: si la distancia entre los pines a conectar es muy pequeña, el fresado manual es la técnica que produce resultados más fiables y precisos; además de ser satisfactorio, se puede realizar casi mecánicamente;
  • El ángulo de las trazas: deben evitarse los ángulos de 90° ya que, durante la fabricación, el proceso de grabado podría crear peligrosos cortocircuitos; También deben evitarse los ángulos agudos. Trabajando manualmente, el diseñador puede modelar la traza aplicando el grado de curvatura adecuado;
  • Circuitos de alta complejidad: donde la densidad de componentes y numerosas interconexiones requieren especial atención. En estos casos, el diseñador experimentado a menudo puede crear un diseño superior frente a una herramienta automática.

Los diseñadores de diseño de PCB en Elenos tienen:

  • Gran atención al detalle: cuando el trabajo consiste en encontrar soluciones con cambios mínimos de ajuste, o cuando se trabaja con materiales microscópicos, es esencial tener ojo para los detalles;
  • Capacidad de actualización constante: en un sector en constante evolución como es el de la tecnología, y con la aparición de nuevos software más eficientes e inteligentes, no actualizar supone correr el riesgo de quedarse atrás;
  • Capacidad para aprender nuevas técnicas de diseño: quizás parezca una obviedad, pero después de años de trabajo es fácil volverse habitual, recurriendo siempre a las mismas técnicas probadas de maquetación. Pero esto puede fomentar la repetición de errores o conducir a nuevos, a medida que los diseños se vuelven más complejos;
  • Capacidad para trabajar durante largos períodos de tiempo: la experiencia es clave, las presiones de los plazos deben resistirse para garantizar una calidad constante.
  • Habilidades de resolución de problemas y mediación: el proceso de diseño de PCB involucra a muchos socios y, a menudo, el diseño de PCB termina siendo un tira y afloja entre la ingeniería y la fabricación, y depende del diseñador encontrar una solución que satisfaga a ambos lados.

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