Arte de PCB:la guía definitiva sobre cómo son mejores los PCB

En gran medida, la mayoría de los ingenieros de PCB admitirían que los diseños de PCB trazan las líneas de las nuevas competencias de fabricación de PCB. Al mejorar el diseño de arte de PCB, puede minimizar su costo de producción, dar a su electrónica un aspecto de vanguardia y lograr mejores funcionalidades. El conocimiento de las artes de PCB es crucial para todos los ingenieros de PCB.

Pero, ¿qué es el “arte de PCB”? ¿Cómo puedes aplicarlo a tus proyectos? ¿Debería hacerlo en el Gerber o durante el ensamblaje de PCB? Esta edición profundizará un poco más en el tema para descubrir las artes que venden.

1. ¿Qué es el arte de PCB?

En pocas palabras, "Arte de PCB" es un término genérico que define un intento de crear una impresión artística en una placa de circuito impreso (PCB). Dicha imagen podría dibujarse durante el diseño de Gerber o cortarse durante la fabricación.

Tomemos el ejemplo de la PCB de un reloj de pulsera. Apuesto a que todos conocemos los buenos circuitos impresos de reloj de forma rectangular con dibujos estrictamente utilitarios en forma de escudero que conectan los circuitos integrados y otros componentes electrónicos. Ahora, compare ese diseño antiguo simple con la era moderna de tableros complicados con interconexión de partes intrincadas y dibujadas artísticamente y capas múltiples.

Suponiendo que eventualmente fabriquemos los dos PCB (el PCB antiguo sin arte y el nuevo PCB con arte) y los implementemos en el mercado de relojes, ¿acaso ambos diseños no le mostrarán la hora? Por supuesto, lo harían. Entonces, ¿por qué debería gastar una fortuna para agregar arte en PCB? ¿Vale la pena?

El diseño no importa mucho cuando necesitas lograr un objetivo práctico, pero sí importa cuando necesitas vender o impresionar. Como individuo, es posible que deba examinar los diseños que se verían impresionantes, los que funcionarían mejor y la tecnología mejorada. A menudo, tales consideraciones de diseño influirían en las ventas de mercado más altas entre varios competidores. El arte de PCB se usa comúnmente para lograr estos objetivos de fabricación de PCB.

Entonces, ¿cómo llevas a cabo el proceso de creación de arte de PCB? ¿Qué necesita saber sobre los PCB como obra de arte? En el próximo capítulo, exploraremos la teoría de la creación de obras de arte de PCB y algunas de las técnicas que podría considerar tomar.

2. Los PCB como obra de arte

2.1:El alcance del diseño artístico de PCB

La habilidad del diseño artístico de PCB se originó dentro de los ingenieros de fabricantes electrónicos tecnológicamente avanzados. En los días modernos, esta habilidad se ha abierto camino en el paquete de manualidades de los fabricantes aficionados al bricolaje (hágalo usted mismo). Actualmente se aplica en la producción de las producciones de PCB más simples a las más avanzadas. Las artes de PCB están en todas partes. Los encontrarás escondidos en la afeitadora eléctrica mientras te duchas por la mañana, o los usarás como relojes inteligentes cuando vayas a trabajar.

En el mercado actual, las empresas electrónicas (especialmente los teléfonos) y los diseñadores artísticos creativos de PCB a menudo se unen para diseñar y producir PCB complejos de pequeño tamaño con funcionalidades inicialmente inimaginables.

Además de la audiencia de productos electrónicos de consumo, las artes de PCB también se han extendido a proyectos de bricolaje como joyas auxiliares y regalos. Hacia el final de esta edición, exploraremos otras aplicaciones emergentes del arte de PCB en la industria.

Pero antes de profundizar en el proceso real de diseño de nuestras ilustraciones de PCB, primero comprendamos los diferentes tipos de ilustraciones de PCB según los tipos de PCB.

2.2:Diferentes tipos de ilustraciones de PCB

Piense en esto:un dispositivo flexible no puede tener el mismo material de PCB que un dispositivo sólido como un teléfono. La composición del tablero a menudo define el tipo de arte que puedes implementar en el tablero.

Debido al amplio alcance de las aplicaciones de PCB, existen diferentes tipos de placas de PCB para diversos usos. Estas variaciones de PCB incluyen:

PCB de una cara

Estas son las formas más antiguas de PCB en el mercado. Implican una sola capa de sustrato que está cubierta por una capa de metal. El cobre encerrado con una máscara de soldadura protectora suele ser la cubierta de metal ideal para PCB de un solo lado.

La formación de incendios provocados de PCB tales PCB es natural y, a menudo, más barata que otras placas de PCB. Sin embargo, dicho tablero no puede ser útil cuando se fabrican obras de arte de varias capas.

2.2.1:PCB de doble cara

Los PCB de doble cara son el tipo de PCB más utilizado en el mercado actual. Presentan un solo sustrato con dos de sus lados revestidos con metal. Al conectar componentes en diferentes lados del sustrato, se hacen orificios para unir elementos de un lado del sustrato con detalles en el otro lado del sustrato.

Crear arte en una placa de circuito impreso de dos caras es relativamente más económico y más cómodo que producirlo en una placa de circuito impreso de varias capas. Por otra parte, solo se limita a una sola capa de arte.

2.2.2:PCB multicapa

La mayoría de los PCB modernos utilizan el enfoque de producción de PCB de múltiples sustratos y capas de metal. En este enfoque, varias capas de metal con materiales aislantes (4, 6, 8 o diez capas) se apilan unas sobre otras y se realizan conexiones entre las capas cuando se fabrica una sola PCB. A menudo utilizamos este tipo de equipos para producir equipos médicos, computadoras y otros dispositivos inteligentes.

La producción de arte en una placa de circuito impreso multicapa suele ser costosa y requiere más tiempo de producción en comparación con las placas de circuito impreso de una sola capa. Sin embargo, estos tableros admiten múltiples capas de arte.

2.2.3:PCB flexibles

Usamos plástico flexible como sustrato cuando producimos PCB flexibles. Estos PCB a menudo se aplican cuando se fabrican aparatos eléctricos que exigen flexibilidad en el diseño o el uso, como pantallas plegables. Suelen ser costosos de producir, pero tienen más usos que los PCB rígidos.

La producción de arte en WellPCB ofrece controladores de motores de CC tanto en el mercado nacional como en el internacional. Tener PCB flexibles es complejo. Implica establecer reglas y pautas que un diseñador debe cumplir al producir las obras de arte. Examinaremos algunas de estas pautas esenciales más adelante en esta edición.

Bueno, bueno, ¡ahora ensuciémonos las manos con algunas ilustraciones de PCB!

3. Cómo hacer un arte de PCB en diseño

3.1:Las cinco mejores herramientas de aplicación de software para el diseño de arte de PCB

Diseñar es a veces una tarea desafiante. Pero no tienes que empezar de la manera incorrecta; por eso necesitas algunas herramientas de diseño.

Al diseñar una PCB, necesitará una aplicación de software adecuada para crear los archivos Gerber o vectoriales para su PCB. Gracias a Internet, a menudo encontrará cientos de herramientas de este tipo disponibles para descargar. Y esa variedad de opciones a veces es una "maldición bendita", ya que es posible que tenga dificultades para distinguir lo mejor del resto. Esta sección explorará brevemente algunas herramientas de diseño populares, especialmente las aplicaciones "gratuitas para todos", para ayudarlo a comenzar. Comencemos con.

3.1.1:La herramienta de diseño Eagle

Eagle es un producto de software de diseño de PCB propiedad de Autodesk. No es una aplicación de código abierto. Por otra parte, es el software más popular para diseñar PCB. Eagle tiene las siguientes características destacadas:

Características clave

• Un editor de PCB esquemático multicolor

• Varias bibliotecas disponibles para reutilizar

• Detectores de errores mejorados

Se destaca por su gran comunidad de apoyo y las amplias características del diseño. Por otra parte, este software es costoso de adquirir y mantener. Debido a su costo, es recomendable para uso comercial.

3.1.2:AED KiCad

KiCad EDA es un software de diseño de PCB de código abierto. Ha sido desarrollado para adaptarse tanto a usos comerciales como de aprendizaje. Algunas de sus características sobresalientes incluyen:

Características clave

• Admite hasta 32 capas de cobre

• Proporciona mensajes de error en el diseño que le avisan cuando está diseñando

• Tiene un editor de huellas fácil de usar

KiCad utiliza un visor 3D para una fácil visualización de las capas y la comprobación de errores. También es una herramienta multiplataforma de uso gratuito. Es probable que tanto los principiantes como los usuarios profesionales lo encuentren útil.

3.1.3:EasyEDA

EasyEDA crea un paradigma diferente para el diseño de PCB al convertir su herramienta en una herramienta de diseño de PCB basada en línea. Yo (personalmente) lo encuentro intrigante al crear diseños que exigen esfuerzos de colaboración; especialmente, al diseñar o trabajar con ingenieros físicamente inalcanzables.

EasyEDA es una mejor herramienta para proyectos de bricolaje porque es barato, requiere menos recursos, pero realiza tareas esenciales. Se recomienda por su amplio soporte de diseños de otras herramientas de diseño, facilidad de uso y naturaleza de código abierto. Además, no tienes que instalarlo; te pondrás en marcha rápidamente si puedes abrirlo en un navegador.

3.1.4:Proteo

Al igual que Eagle, Proteus es una aplicación de software de diseño de PCB lista para usar desarrollada y propiedad de LabCenter Electronics. Es una poderosa herramienta con más de 800 opciones de microcontroladores para elegir al diseñar su circuito.

Por otra parte, Proteus es costoso de adquirir. Es una excelente herramienta para uso profesional. Pero si está trabajando con un presupuesto ajustado como aficionado, no dude en saltárselo.

3.1.5:TinyCAD

Ahora, TinyCAD es la herramienta de diseño de PCB "sencilla y simple". Este producto de Sourceforge es de uso gratuito, pero su diseño está muy simplificado. Lo recomiendo mucho al dibujar esquemas.

Es una excelente herramienta para la experimentación y una herramienta perfecta para proyectos de bricolaje de aficionados. Sin embargo, carece de las herramientas de prueba adecuadas para uso profesional.

NOTA

Las artes de PCB exigen ideas de arte. Después de elegir una herramienta ideal, deberá considerar cuidadosamente el concepto detrás del arte que desarrollará y si será fácil y asequible producirlo. Una vez que establezca su idea, el proceso de diseño es simple. A menudo sigue los pasos a continuación.

3.2:Pasos para diseñar una ilustración de PCB

Paso 1:todos los diseños de ilustraciones de PCB comienzan con esquemas

Antes de comenzar a desarrollar cualquier PCB Art, es recomendable diseñar el esquema del circuito de la PCB que pretende producir. Un diagrama esquemático te permitirá establecer el número de componentes que necesitas para una PCB con sus conexiones. Las herramientas de diseño de PCB (descritas anteriormente) pueden importar todos los detalles, cables y huellas necesarios para facilitar su proceso de diseño.

Al dibujar diagramas esquemáticos, debe ser entusiasta e importar los componentes de forma independiente y modificar selectivamente sus parámetros (por ejemplo, resistencia, capacitancia, etc.). Es probable que un error cometido en el esquema cueste el producto final de una PCB.

Consejo

En este punto, debe (no necesariamente) esforzarse por crear sus conexiones y la ubicación de los componentes para representar el arte que pretende hacer vívidamente.

Paso 2:Optimización del diseño de PCB

Aquí es donde aislará los diferentes módulos interactivos de su proyecto de PCB y cómo están interrelacionados. Deberá eliminar los componentes innecesarios, la interconexión no garantizada y cualquier costo innecesario.

Deberá comenzar a alinear sus componentes de Schematic en el arte deseado que pretende producir en esta fase.

Consejo

Una pauta de diseño de PCB importante a seguir al optimizar y dibujar el arte de PCB en este paso es mantener la fuente/unidad de energía de su PCB lo más cerca posible de los módulos de su circuito.

Paso 3:Haz que las formas conceptuales sean físicas

Una vez que complete el proceso de creación del esquema, será necesario tallar la forma y el diseño reales de su PCB. Aquí solo necesitará conocer las dimensiones de su diseño (del esquema), luego usar un software de diseño de imágenes para diseñar una forma o una capa para su PCB.

Todas las artes auténticas en una PCB deben guardarse en formato SVG para permitir un procesamiento seguro en otras aplicaciones de procesamiento de imágenes.

Consejos

Considere usar herramientas de software de procesamiento de imágenes especializadas como Photoshop (si puede) y luego expórtelas para usarlas en su herramienta de diseño de PCB.

Taladre agujeros y agregue adiciones de capas artísticas de cobre para facilitar y hacer que los diseños sean atractivos. Sin embargo, tenga cuidado de no afectar las conexiones físicas de un diseño.

Agregue una máscara de soldadura sobre los efectos artísticos de cobre agregados o las escrituras de cobre para aislar las conexiones del arte.

3.3:Arte de PCB y consideraciones de diseño de PCB

Tamaño

Asegúrese de utilizar calibraciones de tamaño universalmente aceptadas como "in" o "mm" al diseñar la forma.

Interfaz de usuario y ubicaciones de periféricos

Los puertos periféricos, como pines de alimentación, conectores de audio, indicadores LED o botones de personalización, se deben considerar cuidadosamente durante el diseño para minimizar los errores de producción. Para lograr una mejor experiencia de usuario, podría considerar comprometer parte de su arte para lograr una mejor experiencia de usuario, especialmente para la electrónica de consumo.

Capas de PCB

El grosor de una capa determina la cantidad de corriente que puede pasar a través de una capa sin dañar el revestimiento. El espesor de capa estándar se mide en onzas (oz.). Las capas más gruesas tienen menor resistividad y pueden mover más corriente que las capas más delgadas.

Trazas de PCB

Para la mayoría de las PCB diseñadas profesionalmente, los bordes o las curvas de las conexiones se realizan a 45 grados en lugar de a 90 grados. La razón principal de este fenómeno es que a 45 grados, se reflejan menos señales en comparación con un reflejo de señales a 90 grados.

Enrutamiento de conexiones

Cuando termine de diseñar, puede implementar el enrutamiento de forma manual o automática. En el caso de un circuito simple, un enrutamiento automático podría funcionar mejor. Sin embargo, si la conexión es extensa y complicada, considere alinear el enrutamiento manualmente.

Pruebas y "Comprobación de reglas de diseño"

Una "verificación de reglas de diseño" es un accesorio popular incorporado en la mayoría de las herramientas de diseño de PCB para ayudar en la verificación de errores de diseño. Esta herramienta le permite establecer requisitos específicos (por ejemplo, el grosor de la capa) que deben aplicarse a toda su PCB, y el software de diseño verifica el diseño en su conjunto y luego resalta las partes que no se ajustan.

Bueno, sí, hay casos de diseño que pueden necesitar habilidades de diseño especiales... ¿y hay otros casos de diseño mejores que pueden diferir? Consideremos la posibilidad del arte de PCB de 4 capas a continuación.

Al diseñar un arte de PCB con una placa de 4 capas

PCB Art Designing se vuelve más interesante a medida que se acumulan las capas. Tales artes son más agradables de contemplar porque obtienes una perspectiva más amplia de usar más capas para agregar más dibujos de "fondo". En esta sección, exploraremos brevemente las consideraciones principales del dibujo en una PCB de 4 capas.

4.1:Dos consideraciones clave

4.1.1:Capa Sustrato:

Dependiendo del propósito/intención de su arte, es posible que necesite usar un sustrato blanco y dibujar el arte usando cobre enmascarado con una capa aislante. Un sustrato translúcido blanco le permite ver las conexiones y el arte oculto dentro de las capas.

En particular, los gráficos de la capa inferior aparecerán más pálidos que los gráficos de la capa superior.

4.1.2:Precisión artística y medidas:

Las medidas de las capas deben ser iguales y el diseño de los gráficos debe ser coherente. Para obtener mejores imágenes, asegúrese de utilizar unidades de cuantificación similares para la longitud y el grosor.

Antes de concluir nuestra edición, ahora le ofreceremos algunas ideas listas para usar que puede agregar a sus PCB para que sean atractivas.

5. Las tres mejores ideas de arte de PCB simples pero hermosas

Idea 1:Almohadillas de contacto "Nacimiento de Adán"

Estas almohadillas de contacto que se asemejan a los dedos son simples de diseñar pero hermosas de contemplar. Puede utilizarlos al diseñar cualquier PCB genérica.

Idea 2:El arte del árbol de Navidad

La Navidad es a menudo una temporada de envío de regalos. En los tiempos modernos, la mayoría de la gente considera la electrónica como un regalo para las temporadas festivas como la Navidad. Entonces, si está pensando en producir productos electrónicos que puedan venderse como regalos, ¿por qué no puede agregar un arte de árbol de Navidad? No necesariamente para que valga la pena, sino simplemente porque puedes hacerlo.

Idea 3:El arte de PCB "Brainy"

Al diseñar productos electrónicos de consumo, podría considerar establecer un diseño diferente para el microprocesador. Una mejor idea será utilizar un arte "cerebral" para diferenciar el procesador de otros componentes. Se vería más atractivo y sería más fácil solucionar los problemas.

Conclusión

Las obras de arte de PCB dan una vida artística a un PCB sin vida. Con una mejor inversión en diseños de PCB, puede mejorar la calidad de sus PCB y aumentar su rendimiento. A cambio, logrará mayores ventas en el mercado y conservará la autenticidad entre su base de clientes.

Como habrás notado, un buen arte de PCB es una ventaja; uno mal diseñado puede convertirse en la responsabilidad más importante. Es por eso que necesita orientación profesional en el diseño y fabricación de sus PCB. Como WellPCB, hemos construido nuestra reputación en la producción de PCB de calidad con precisión en el arte de la impresión. Considere solicitar una cotización de sus PCB (con arte), y lo guiaremos a través de los pocos pasos para actualizarlos.