15 Errores Comunes de Diseño de PCB que Debe Evitar

Diseñar un layout personalizado de PCB para sus proyectos electrónicos complejos a menudo viene con desafíos. Un error simple, por menor que parezca, hará que su proyecto falle. Estos errores comunes en el diseño de PCB desde el principio también aumentarán los costes de fabricación personalizada.

Este artículo explica 15 errores comunes que debe conocer y evitar al diseñar un PCB personalizado. No se preocupe, incluso si es principiante, ya que hasta ingenieros experimentados pueden cometer estos errores. Evitarlos significará un producto de alta calidad, coste reducido, sin retrasos en fabricación y sin necesidad de reelaboración. Así que, empecemos.

No Considerar las Herramientas de Diseño de PCB Disponibles

Los diseñadores no suelen considerar todas las herramientas disponibles y fáciles de usar para diseño de PCB personalizado. Eso es un error crítico ya que muchas herramientas están ahí para cumplir diversas necesidades y requisitos de flexibilidad. Puede usar software de diseño personalizado para tareas como escaneo de errores de diseño, colocación de componentes y desarrollo de prototipos. Este software es bastante barato, basado en web o incluso accesible gratuitamente.

Pistas de Alta Corriente Estrechas

Anchos estrechos de pistas de PCB no serán suficientes si su proyecto debe manejar corriente superior a unos pocos cientos de miliamperios. Tenga en cuenta que la pista de capa externa puede transportar corriente más alta que la capa interna del mismo grosor. La razón es que la primera tiene mayor disipación de calor y flujo de aire.

Muchos fabricantes personalizados le darán opciones para seleccionar pesos de cobre desde 0,5 oz/pie² a 2,5 oz/pie². Le recomendamos usar una calculadora de ancho de pista para calcular su capacidad de transporte de corriente.

Colocación Inadecuada de Condensadores de Desacoplo

Los condensadores de desacoplo en un diseño personalizado sirven a aquellos pines que requieren voltaje estable y limpio. Puede colocarlos cerca de los pines para energía suficiente y calmada. Además, la pista de alimentación del riel de suministro también se conecta al tornillo a través del condensador de desacoplo. También puede colocar un inductor en serie para hacer un filtro paso bajo para eliminar ruido de entrada.

Sin Optimización del Layout de Reguladores Conmutados

En diseños personalizados electrónicos, los reguladores de voltaje son de dos tipos: lineales y conmutados. Los lineales son fáciles de layout, baratos pero pueden desperdiciar mucha energía. Sin embargo, los conmutados, aunque complejos, son bastante eficientes ya que gastan muy poca energía. Obtendrá mayor duración de batería con ellos. Así, es crítico seguir las directrices de la hoja de datos al hacer su layout.

Errores al Dibujar Patrones de Aterrizaje (Footprints)

El software para diseño personalizado suministra librerías de componentes que comprenden su patrón de aterrizaje y símbolo esquemático. No habrá problemas si solo usa componentes de librería. Pero necesitará dibujar manualmente el patrón y símbolo de una parte que no esté ya ahí. Por tanto, debe tener cuidado porque incluso si el espaciado pad-a-pad se desvía solo un milímetro, habrá problemas de soldadura y alineación.

Vias Enterradas o Ciegas No Fabricables

Le recomendamos no usar vias ciegas o enterradas para prototipado si está en presupuesto. Las vias pasantes atraviesan todas las capas y seguro aumentan el tamaño del PCB. Sin embargo, son económicas comparadas con vias enterradas o ciegas. Una via enterrada hace conexión eléctrica entre dos capas internas, y una via ciega conecta una capa interna y externa.

Vale la pena mencionar que no es tan fácil como suena. Necesita mantener las restricciones de diseño relacionadas con apilado de capas al diseñar el layout personalizado.

Layouts de Antena Inadecuados

Los layouts de antena personalizados son cruciales para proyectos electrónicos que emplean tecnología inalámbrica. Incluso ingenieros eléctricos a veces lo dibujan incorrectamente. Puede necesitar igualar la impedancia compleja de la antena y el transceptor para máxima transmisión de potencia. Para ese propósito, se requiere una línea de transmisión adecuada.

Para la mayoría de antenas, una línea de transmisión con impedancia de 50 ohmios es suficiente para máxima transmisión. Puede averiguar las proporciones de la línea usando calculadoras gratuitas online como AppCAD. También puede poner una red LC pi entre el transceptor y la antena para afinar la impedancia.

Pistas de Alta Velocidad Largas

Señales de alta velocidad deben adoptar el camino más recto y corto disponible. Debe dirigir cualquier cristal de alta frecuencia al diseñar el PCB correctamente. Muchos diseños basados en microcontroladores solo necesitan unas pocas señales de alta velocidad. Aun así, si su proyecto tiene un microprocesador con alta velocidad, bus de direcciones y datos externos, entonces debe estar atento.

No Obtener una Segunda Opinión

Los ingenieros a menudo trabajan bajo plazos ajustados y absortos en obtener el resultado para producción personalizada. Resulta en errores de diseño. Por tanto, es mejor que su diseño sea revisado por otro ingeniero para evitar altos costes en etapas posteriores. La regla es simple: los errores se vuelven más caros si los detecta en etapas tardías.

Filamentos Grandes (Slivers)

Los filamentos son grumos de cobre que permanecen sin disolver durante el proceso de grabado químico. Puede parecer que estos se adhieren al PCB y la apariencia de fabricación personalizada, lo que también causará cortocircuitos. Así, debe asegurar que el ancho mínimo de cobre sea más que el requisito de su fabricante. Así, los filamentos disminuirán y su PCB funcionará correctamente.

Diseños Personalizados Complejos

Los fabricantes personalizados pueden producir PCBs más eficientemente y económicamente si conocen su funcionamiento fundamental. Pero, si el diseño es sofisticado, puede crear problemas como esquemático desequilibrado. Por tanto, debe intentar simplificar sus diseños para evitar errores. Además, esto aumentará la efectividad de su diseño.

Utilizar Componentes Incorrectos o Métodos de Layout Personalizado

La necesidad del momento es diseñar layouts complejos personalizados usando componentes más pequeños y huellas reducidas. Para tales propósitos, los diseñadores usan paquetes de matriz de bolas (BGA) y dispositivos empotrados en capas internas. Ayuda a avanzar el rendimiento del proyecto y permite reelaboración si hay errores.

Debe seleccionar el método de layout correcto para componentes con paso menor y mayor cuenta de pines. Hacer esto en la etapa de diseño ahorrará costes de producción. Además, si planea usar un componente sustituto, asegúrese de verificar que sus características de rendimiento coincidan con el original para no tener que desechar el diseño en etapas posteriores.

Layout Personalizado – Olvidar Guardar Todos los Archivos de Diseño

Siempre haga copia de seguridad de sus archivos de diseño personalizado. Los archivos pueden perderse si su software deja de responder, así que no espere a guardarlos hasta que el diseño esté completo. Debe al menos almacenar los archivos que son difíciles de recuperar. La mayoría de fabricantes proporcionan copias diarias, pero empresas pequeñas pueden no ofrecer tales facilidades. Tampoco será posible si trabaja individualmente desde casa.

Con la llegada de servicios "Cloud" hoy, no hay excusa para no respaldar archivos de diseño de forma segura. Si planea producción en masa o lanzar al mercado, esto también asegurará que su diseño esté a salvo de incendios, falsificación, amenazas, malware y otros desastres tecnológicos.

No Consultar Fabricantes Personalizados Temprano

Los fabricantes personalizados suelen seguir sus procesos de producción registrados que aumentan la eficiencia de su personal y equipos. Si no cuida sus métodos, su coste de proyecto puede subir o haber retrasos. También estará perdiendo tiempo ya que necesitará contactar otro fabricante. También puede necesitar rediseñar el layout según las especificaciones del fabricante.

Layout Personalizado – Sin Pruebas del PCB Personalizado

Una vez que haya hecho los prototipos personalizados, debe inspeccionarlo a fondo. Debe asegurarse de que los requisitos operacionales iniciales del diseño se cumplen. Además, también puede probar condiciones ambientales que pueden afectar la estabilidad o fiabilidad. Eso es para asegurar operación de amplio rango de su PCB. Si no lo hace, su prototipo puede fallar cuando finalmente salga al mercado.

Resumen

Por tanto, hay 15 problemas de diseño personalizado a los que debe prestar especial atención para evitar. Le aseguramos que puede prevenir mayormente problemas de fabricación si lo hace. Nosotros, WellPCB, también revisaremos cuidadosamente sus diseños cuando los recibamos. Puede contactarnos hoy si necesita ayuda. ¿Qué está esperando?